工业机器人概论.docx

概论 提起机器人，我们都不陌生，脱口就能说出一大串机器人的名字：铁臂阿童木、霹雳五号、奥特曼、终结者等，这些都是小说或影视作品中的主人翁。可 以说大多数人都是从影视作品中了解机器人的，影视作品中的机器人，功能 都很强大，看起来很神奇，正是由于这些影视作品的影响，人们对机器人给 予了非常高的希望，但现实中的机器人并不像人，与其说是机器人，还不如说 是一台机器。但是只有想到了，才能做到，那些神奇的机器人正是我们共同 奋斗的目标。我们只有了解了现实的机器人，才能创造岀未来更好的机器 人。 机器人技术是一门高新技术，作为 21 世纪的人才，面临高新技术和自动化 技 术的冲击，面临国际市场经济和技术迅猛发展的激烈竞争，机器人技术是 迎接未来挑战的有力武器和理想助手，机器人使人类从繁琐、恶劣的作业环 境中解脱出来，而从事更加雄伟的事业，开创未来世界。 对年青朋友来说，不管你以后搞不搞机器人技术，也不管你涉不涉足机器 人产业，都有必要了解一些机器人知识，因为未来的机器人将对你的生活和 工作产生巨大的影响。 ［作业 1］机器人发展概况综述。 第一节工业机器人的概念 关于工业机器人，目前世界各国尚无统一定义，分类方法也不尽相同。 ① 美国：工业机器人是一种可重复编辑的多功能操作装置，它可以通过改变动作程序来完成各种工作，主要用于搬运材料，传递工件和工具。 ② 日本： 工业机器人是整机能够回转，有抓取（或吸住）物体的手抓和能够 进 行伸缩、弯曲、升降（仰俯），回转及其复合动作的臂部，带 有记 忆 部件，可部分地代替人进行自动操作的具有通用性的机械。 具有人体上肢（臂、手）动作功能，可进行多种动作的装置，或者 具有感觉功能，可自主进行多种动作的装置。日本定义的工业机器人的范围是较广的，他们将工业机器人分为六类： 人控机械手固定程序控制机器人可变程序控制机器人示教再现机器人 数值控制机器人 ③ 我国对“机械手”和“工业机器人”的定义：机械手：就是附属于主 机， 动作简单，工作程序固定，定位点不能灵活改变；用来重复抓放物料的 操作手。 manipulator 工业机器人：是一种机体独立，动作自由度较多， 程序可灵活变更，能任意定位，自动化程序高的自动操作机械。 Industrial robot 工业机器人，无论从它的外形或结构来说，都和人有很大的差别，它 虽然不 完全具备人体的许多功能（如人四肢多自由度灵活机能、五官的感觉机 能 等），但在做某些动作时，它具有和人相同甚至超过人的能力。 一部功能完整的机器设备一般由动力装置、传动装置、电气控制系统、 执行 装置、机架等部分组成。 动力装置：为设备提供合适类型的动力源。一般由电动机或内燃机等原动机 组成。 执行装置：按照机器设备的性能要求，输出参数合理的功率并做岀正确的动作。一般由机械机构或机械装置组成。 传动装置：由于动力装置所能提供的功率、转速、转矩等技术参数的变化 范围有卩艮，很难直接满足执行装置输岀功率参数千变万化与具体 要求，因此在机器设备的动力装置和执行装置之间往往需要设 置的动力装置，以满足执行装置输岀参数的技术要求。通常有 机械传动、电气传动和流体传动等形式，这三种传动装置各有 自己的特点与不足，分别用于不 同类型，不同要求的机器设备 中，在有些机器设备的传动装置中，也 有同时采用不同类型的 传动装置组成组合传动装置，如机液联合传动装置、电液联合 传动装置等，以便获得更优的传动与控制效果。 流体传动是以流体（液体或压缩空气）为传动工作介质进行能量传递与控 制的一种传动形式，包括： 液体传动 两种形式 气体传动 液体传动：工作介质是液体。气体传动：工作介质是压缩空气（压缩 能）。 液力传动：利用高速流动液体的动能与刚体叶轮进行能量交换来实 现能量传递，工作时液体的流速很多但压力较低。 液体传动 液压传动：利用封闭容腔中流动液体的流量和压力进行能量传递， 电气控制系 电气控制系 统： 对机器设备上述各部分进行准确协调的控制，确保整台机 器 设备正常有序地工作。 第二节工业机器人的组成 工业机器人通常由执行机构、驱 装置机构、控制系统和监测系统四部 动 分组成。这些部分之间的相互作 一、执行机构： 执行机构也称操作机，使机器人赖以完成工作任务的实体，通常由杆件 和关节组成。从功能角度，执行机构可分为：手部、腕部、臂部、腰部（立 柱）和基座等。 手部：又称末端执行器，是工业机器人直接进行工作的部分，其作用是直 接抓取和放置物件。可以是各种手持器。 腕部：是连接手部和臂部的部件。其作用是调整或改变手部的姿态，是操作 机中结构最复杂的部分。 臂部：又称手臂，用以连接腰部和腕部，通常由两个臂杆（大臂和小臂） 组成，用以带动腕部运动。 腰部：又称立柱，是支撑手臂的部件，其作用是带动臂部运动，于臂部运动 结