工业机器人和人的手臂有一个共同的特征,尽管它们看起来不同,但实际上它们有着相同的骨骼和关节的底层结构。工业机器人的基本骨架,主要由连杆和关节或者其他形式的运动副组成。相对于人的手臂来说,肘部和肩部等可以自由弯曲和活动的部位是关节,连接这些关节的骨骼相当于是机器人的连杆。 工业机器人由机械结构、控制系统以及驱动系统等部分组成,一般工业机器人的机械结构又由机座、腰部、手臂、手腕以及手部等部分组成,有些工业机器人还具有行走机构。下面将分别介绍一下工业机器人的机械结构。 工业机器人的机械结构 工业机器人机械结构的组成部分 1、机座 工业机器人的机座是机器人的基础部分,起到了连接和支撑的作用,具有一定的刚性和稳定性。机座即可以是固定式,也可以是行走式,固定式机座一般用铆钉固定在地面上或者工作台上,还有固定在横梁上和平台上的。行走式机座是为了让工业机器人能够完成较远距离的操作,一般有滚轮式或者覆带式,而工业机器人的机座通常为固定式。 2、腰部 腰部是连接机座和手臂的部件,是手臂的支撑部分,根据执行机构坐标系的不同,腰部既可以在机座上转动,也可以和机座制作成一体,有时腰部也可以通过导杆在机座上移动,从而增加工作空间。腰部的制作误差、运动精度以及平稳性对于工业机器人的定位精度有决定性的影响。 3、手臂 手臂是工业机器人机械结构中的主要运动部件,用来连接机座、腰部、手腕和手部,以及支撑手腕和手部,可以调整手部在空间的具体位置。手臂在工作时,不仅要承受手腕和手部的自身重量,还要承受工件的重量,自身的运动又较多,因而受力复杂。 手臂主要包括了大臂和小臂。大臂连接了腰部和小臂,位于它们之间,大臂可以和小臂以及后端部件在腰上进行运动,以改变手部的前后及上下位置。小臂连接了大臂和手腕,位于它们之间,小臂可以连同手腕及后端部件在大臂上进行运动,以改变手部的前后及上下位置。手臂通常有三个自由度,也就是手臂的伸缩、回转以及俯仰或者升降运动。 4、手腕 手腕是用来连接手臂和手部的部件,起到了支撑手部的作用,可以改变手部的姿态。工业机器人通常要有六个自由度才能让手部达到目标位置并处在预期的姿态当中,而手腕上的自由度主要是为了实现所预期的姿态。 手腕一般需要三个自由度,由三个回转关节组成,如臂转、腕摆以及手转,组合的方式多种多样。根据不同的使用要求,手腕的自由度未必就是三个,也可以是一个、两个或者是三个以上。手腕自由度的选择与机器人的定位精度、加工工艺要求以及工件放置位置等因素相关。 工业机器人的机械结构 5、手部 工业机器人的手部也可以称之为末端执行器,它被安装在工业机器人的手腕上,用来执行任务的部件。对工业机器人而言,手部是完成任务好坏的关键部件之一,其手部可以像人的手一样具有手指,也可以像动物的手爪或者是专用工具,如喷漆枪和焊枪等。工业机器人的手部大致可分为夹钳式手部、吸附式手部、专用手部以及通用手部等。手部和手腕之间有机械接口,当工业机器人的任务目标不同时,可以拆卸和更换手部。 浏览以上文章我们可以了解到工业机器人的机械结构由机座、腰部、手臂、手腕以及手部等部分组成,每个部分都有数个自由度,从而构成了多自由度的机械系统。另外,如果工业机器人具有行走机构,则构成了行走机器人;如果工业机器人不具有行走功能,则构成单臂机器人。想了解更多有关工业机器人的知识与应用,请关注捷众机器人。 |
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