工業(yè)機器人的結構、驅動及控制系統(tǒng)
1、齒輪齒條裝置
本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201807/383686.htm通常齒條是固定的。齒輪的旋轉運動轉換成托板的直線運動。
· 優(yōu)點:結構簡單。
· 缺點:回差較大。

2、滾珠絲杠
在絲杠和螺母的螺旋槽內嵌入滾珠,并通過螺母中的導向槽使?jié)L珠能連續(xù)循環(huán)。
· 優(yōu)點:摩擦力小,傳動效率高,無爬行,精度高
· 缺點:制造成本高,結構復雜。
自鎖問題:理論上滾珠絲杠副也可以自鎖,但是實際應用上沒有使用這個自鎖的,原因主要是:可靠性很差,或加工成本很高;因為直徑與導程比非常大,一般都是再加一套蝸輪蝸桿之類的自鎖裝置。
㈢、旋轉傳動機構
采用旋轉傳動機構的目的是將電機的驅動源輸出的較高轉速轉換成較低轉速,并獲得較大的力矩。機器人中應用較多的旋轉傳動機構有齒輪鏈、同步皮帶和諧波齒輪。
1、齒輪鏈
(1)轉速關系
(2)力矩關系
2、同步皮帶
同步帶是具有許多型齒的皮帶,它與同樣具有型齒的同步皮帶輪相嚙合。工作時相當于柔軟的齒輪。
· 優(yōu)點:無滑動,柔性好,價格便宜,重復定位精度高。
· 缺點:具有一定的彈性變形。
3、諧波齒輪
諧波齒輪由剛性齒輪、諧波發(fā)生器和柔性齒輪三個主要零件組成,一般剛性齒輪固定,諧波發(fā)生器驅動柔性齒輪旋轉。主要特點:
(1)、傳動比大,單級為50—300。
(2)、傳動平穩(wěn),承載能力高。
(3)、傳動效率高,可達70%—90%。
(4)、傳動精度高,比普通齒輪傳動高3—4倍。
(5)、回差小,可小于3’。
(6)、不能獲得中間輸出,柔輪剛度較低。
諧波傳動裝置在機器人技術比較先進的國家已得到了廣泛的應用。僅就日本來說,機器人驅動裝置的60%都采用了諧波傳動。
美國送到月球上的機器人,其各個關節(jié)部位都采用諧波傳動裝置,其中一只上臂就用了30個諧波傳動機構。
前蘇聯(lián)送入月球的移動式機器人“登月者”,其成對安裝的8個輪子均是用密閉諧波傳動機構單獨驅動的。 .德國大眾汽車公司研制的ROHREN、GEROT R30型機器人和法國雷諾公司研制的VERTICAL 80型機器人等都采用了諧波傳動機構。
㈣、機器人傳感系統(tǒng)
1、感受系統(tǒng)由內部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成, 用以獲取內部和外部環(huán)境狀態(tài)中有意義的信息。
2、智能傳感器的使用提高了機器人的機動性、適應性和智能化的水準。
3、智能傳感器的使用提高了機器人的機動性、適應性和智能化的水準。
4、對于一些特殊的信息, 傳感器比人類的感受系統(tǒng)更有效。
㈤、機器人位置檢測
旋轉光學編碼器是最常用的位置反饋裝置。光電探測器把光脈沖轉化成二進制波形。軸的轉角通過計算脈沖數(shù)得到,轉動方向由兩個方波信號的相對相位決定。
感應同步器輸出兩個模擬信號——軸轉角的正弦信號和余弦信號。軸的轉角由這兩個信號的相對幅值計算得到。感應同步器一般比編碼器可靠,但它的分辨率較低。
電位計是最直接的位置檢測形式。它連接在電橋中,能夠產(chǎn)生與軸轉角成正比的電壓信號。但是,由于分辨率低、線性不好以及對噪聲敏感。
轉速計能夠輸出與軸的轉速成正比的模擬信號。如果沒有這樣的速度傳感器,可以通過對檢測到的位置相對于時間的差分得到速度反饋信號。
㈥、機器人力檢測
力傳感器通常安裝在操作臂下述三個位置:
1、安裝在關節(jié)驅動器上??蓽y量驅動器/減速器自身的力矩或者力的輸出。但不能很好地檢測末端執(zhí)行器與環(huán)境之間的接觸力。
2、安裝在末端執(zhí)行器與操作臂的終端關節(jié)之間,可稱腕力傳感器。通常,可以測量施加于末端執(zhí)行器上的三個到六個力/力矩分量。
3、安裝在末端執(zhí)行器的“指尖”上。通常,這些帶有力覺得手指內置了應變計,可以測量作用在指尖上的一個到四個分力。
㈦、機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)
1、機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)是實現(xiàn)工業(yè)機器人與外部環(huán)境中的設備相互聯(lián)系和協(xié)調的系統(tǒng)。
2、工業(yè)機器人與外部設備集成為一個功能單元,如加工制造單元、焊接單元、裝配單元等。也可以是多臺機器人、多臺機床或設備、多個零件存儲裝置等集成 。
3、也可以是多臺機器人、多臺機床或設備、多個零件存儲裝置等集成為一個去執(zhí)行復雜任務的功能單元。
㈧、人機交互系統(tǒng)
人機交互系統(tǒng)是使操作人員參與機器人控制并與機器人進行聯(lián)系的裝置。 該系統(tǒng)歸納起來分為兩大類: 指令給定裝置和信息顯示裝置。
五、機器人的控制系統(tǒng)
1、機器人的控制系統(tǒng)
“控制”的目的是使被控對象產(chǎn)生控制者所期望的行為方式。 .“控制”的基本條件是了解被控對象的特性。 “實質”是對驅動器輸出力矩的控制。

2、機器人示教原理

機器人的基本工作原理是示教再現(xiàn);示教也稱導引,即由用戶導引機器人,一步步按實際任務操作一遍,機器人在導引過程中自動記憶示教的每個動作的位置、姿態(tài)、運動參數(shù)/工藝參數(shù)等,并自動生成一個連續(xù)執(zhí)行全部操作的程序。完成示教后,只需給機器人一個啟動命令,機器人將精確地按示教動作,一步步完成全部操作;
3、機器人控制的分類 :
1)按照有無反饋分為:開環(huán)控制、閉環(huán)控制;
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