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机器人传动装置包括

发布时间:2022-06-18 03:08:23

A. .机器人机械机构由哪几部分组成,每一部分的作用是什么

  1. 机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。

  2. 机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

  3. 执行机构即机器人本体,其臂部一般采用空间开链连杆机构,其中的运动副(转动副或移动副)常称为关节,关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同,机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑,常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部(夹持器或末端执行器)和行走部(对于移动机器人)等。

  4. 驱动装置是驱使执行机构运动的机构,按照控制系统发出的指令信号,借助于动力元件使机器人进行动作。它输入的是电信号,输出的是线、角位移量。机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置,如步进电机、伺服电机等,此外也有采用液压、气动等驱动装置。

  5. 检测装置是实时检测机器人的运动及工作情况,根据需要反馈给控制系统,与设定信息进行比较后,对执行机构进行调整,以保证机器人的动作符合预定的要求。作为检测装置的传感器大致可以分为两类:一类是内部信息传感器,用于检测机器人各部分的内部状况,如各关节的位置、速度、加速度等,并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器,形成闭环控制。一类是外部信息传感器,用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息,以使机器人的动作能适应外界情况的变化,使之达到更高层次的自动化,甚至使机器人具有某种“感觉”,向智能化发展,例如视觉、声觉等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息,利用这些信息构成一个大的反馈回路,从而将大大提高机器人的工作精度。

  6. 控制系统。一种是集中式控制,即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散(级)式控制,即采用多台微机来分担机器人的控制,如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时,主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算,并向下级微机发送指令信息;作为下级从机,各关节分别对应一个CPU,进行插补运算和伺服控制处理,实现给定的运动,并向主机反馈信息。根据作业任务要求的不同,机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力(力矩)控制。

B. 机器人由那几部分组成,各部分什么功能

机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统。
驱动系统,要使机器人运作起来,各需各个关节即每个运动自由度安置传动装置。这就是驱动系统。驱动系统可以是液压传动、气压传动、电动传动、或者把它们结合起来应用综合系统,可以是直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接传动。
机械结构传动,工业机器人的机械结构系统由机座、手臂、末端操作器三大部分组成,每一个大件都有若干个自由度的机械系统。若基座不具备行走机构,则构成行走机器人;若基座不具备行走及弯腰机构,则构成单机器人臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件,它可以是二手指或多手指的手抓,也可以是喷漆枪、焊具等作业工具。
感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成,用以获得内部和外部环境状态中有意义的信息。智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧的,然而,对于一些特殊的信息,传感器比人类的感受系统更有效。
机器人一环境交换系统是现代工业机器人雨外部环境中的设备互换联系和协调的系统。工业机器人与外部设备集成为一个功能单元,如加工单元、焊接单元、装配单元等。当然,也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装置等集成为一个去执行复杂任务的功能单元。
人工交换系统是操作人员与机器人控制并与机器人联系的装置,例如,计算机的标准终端,指令控制台,信息显示板,危险信号报警器等。该系统归纳起来分为两大类:指令给定装置和信息显示装置。
控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。假如工业机器人不具备信息反馈特征,则为开环控制系统;若具备信息反馈特征,则为闭环控制系统。根据控制原理,控制系统可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运行的形式,控制系统可分为点位控制和轨迹控制。

C. AGV机器人的传动机构都有哪些结构组成

工业AGV机器人的驱动源通过传动部件来驱动关节的移动或转动,从而实现机身、手臂和手腕的运动。因此,传动部件是构成工业机器人的重要部件。根据传动类型的不同,传动部件可以分为两大类:直线传动机构和旋转传动机构。
一、直线传动机构
工业机器人常用的直线传动机构可以直接由汽缸或液压缸和活塞产生,也可以采用齿轮齿条、滚珠丝杠螺母等传动元件由旋转运动转换得到。
1、移动关节导轨
在运动过程中移动关节导轨可以起到保证位置精度和导向的作用。
移动关节导轨有五种:普通滑动导轨、液压动压滑动导轨、液压静压滑动导轨、气浮导轨和滚动导轨。
前两种导轨具有结构简单、成本低的优点,但是它必须留有间隙以便润滑,而机器人载荷的大小和方向变化很快,间隙的存在又将会引起坐标位置的变化和有效载荷的变化;另外,这种导轨的摩擦系数又随着速度的变化而变化,在低速时容易产生爬行现象等缺点。
第三种静压导轨结构能产生预载荷,能完全消除间隙,具有高刚度、低摩擦、高阻尼等优点,但是它需要单独的液压系统和回收润滑油的机构。
第四种气浮导轨的缺点是刚度和阻尼较低。
目前第五种滚动导轨在工业机器人中应用最为广泛,包容式滚动导轨的结构,用支承座支承,可以方便地与任何平面相连,此时套筒必须是开式的,嵌入在滑枕中,既增强刚度也方便了与其他元件的连接。
2、齿轮齿条装置
齿轮齿条装置中,如果齿条固定不动,当齿轮转动时,齿轮轴连同拖板沿齿条方向做直线运动。这样,齿轮的旋转运动就转换成拖板的直线运动。拖板是由导杆或导轨支承的,该装置的回差较大。
3、滚珠丝杠与螺母
在工业AGV机器人中经常采用滚珠丝杠,这是因为滚珠丝杠的摩擦力很小且运动响应速度快。
由于滚珠丝杠螺母的螺旋槽里放置了许多滚珠,丝杠在传动过程中所受的是滚动摩擦力,摩擦力较小,因此传动效率高,同时可消除低速运动时的爬行现象;在装配时施加一定的预紧力,可消除回差。滚珠丝杠螺母里的滚珠经过研磨的导槽循环往复传递运动与动力。滚珠丝杠的传动效率可以达到90%。
4、液(气)压缸
液(气)压缸是将液压泵(空压机)输出的压力能转换为机械能、做直线往复运动的执行元件,使用液(气)压缸可以容易地实现直线运动。液(气)压缸主要由缸筒、缸盖、活塞、活塞杆和密封装置等部件构成,活塞和缸筒采用精密滑动配合,压力油(压缩空气)从液(气)压缸的一端进入,把活塞推向液(气)压缸的另一端,从而实现直线运动。通过调节进入液(气)压缸液压油(压缩空气)的流动方向和流量可以控制液(气)压缸的运动方向和速度。
二、旋转传动机构
一般电动机都能够直接产生旋转运动,但其输出力矩比所要求的力矩小,转速比要求的转速高,因此需要采用齿轮、皮带传送装置或其他运动传动机构,把较高的转速转换成较低的转速,并获得较大的力矩。运动的传递和转换必须高效率地完成。并且不能有损于机器人系统所需要的特性,包括定位精度、重复定位精度和可靠性等。通过下列传动机构可以实现运动的传递和转换。
1、齿轮副
齿轮副不但可以传递运动角位移和角速度,而且可以传递力和力矩,一个齿轮装在输入轴上,另一个齿轮装在输出轴上,可以得到齿轮的齿数与其转速成反比,输出力矩与输入力矩之比等于输出齿数与输入齿数之比。
2、同步带传动装置
在工业AGV机器人中同步带传动主要用来传递平行轴间的运动。同步传送带和带轮的接触面都制成相应的齿形,靠啮合传递功率。齿的节距用包络带轮时的圆节距t表示。
同步带传动的优点:传动时无滑动,传动比准确,传动平稳;速比范围大;初始拉力小;轴与轴承不易过载。但是,这种传动机构的制造及安装要求严格,对带的材料要求也较高,因而成本较高。同步带传动适合于电动机和高减速比减速器之间的传动。
3、谐波齿轮
目前工业机器人的旋转关节有60%~70%都使用谐波齿轮传动。
谐波齿轮传动由刚性齿轮、谐波发生器和柔性齿轮三个主要零件组成。
工作时,刚性齿轮6固定安装,各齿均布于圆周上,具有外齿圈2的柔性齿轮5沿刚性齿轮的内齿圈3转动。柔性齿轮比刚性齿轮少两个齿,所以柔性齿轮沿刚性齿轮每转一圈就反向转过两个齿的相应转角。
谐波发生器4具有椭圆形轮廓,装在其上的滚珠用于支承柔性齿轮,谐波发生器驱动柔性齿轮旋转并使之发生塑性变形。转动时,柔性齿轮的椭圆形端部只有少数齿与刚性齿轮啮合,只有这样,柔性齿轮才能相对于刚性齿轮自由地转过一定的角度。通常刚性齿轮固定,谐波发生器作为输入端,柔性齿轮与输出轴相连。
假设刚性齿轮有100个齿,柔性齿轮比它少两个齿,则当谐波发生器转50圈时,柔性齿轮转1圈,这样只占用很小的空间就可以得到1∶50的减速比。通常将谐波发生器装在输入轴,把柔性齿轮装在输出轴,以获得较大的齿轮减速比。
4、摆线针轮传动减速器
摆线针轮传动是在针摆传动基础上发展起来的一种新型传动方式,20世纪80年代日本研制出了用于机器人关节的摆线针轮传动减速器。
它由渐开线圆柱齿轮行星减速机构和摆线针轮行星减速机构两部分组成。渐开线行星轮6与曲柄轴5连成一体,作为摆线针轮传动部分的输入。如果渐开线中心轮7顺时针旋转,那么,渐开线行星齿轮在公转的同时还逆时针自转,并通过曲柄轴带动摆线轮做平面运动。此时,摆线轮因受与之啮合的针轮的约束,在其轴线绕针轮轴线公转的同时,还将反方向自转,即顺时针转动。同时,它通过曲柄轴推动行星架输出机构顺时针转动。

D. 工业机器人各轴的运动是由什么部件执行的

工业机器人各轴的运动是由驱动系统执行的

工业机器人的驱动系统是向执行系统各部件提供动力的装置,包括驱动器和传动机构两部分,它们通常与执行机构连成一体。驱动器通常有电动、液压、气动装置以及把它们结合起来应用的综合系统。常用的传动机构有谐波传动、螺旋传动、链传动、带传动以及各种齿轮传动等。

E. 请阐述工业机器人关节传动链的特点

工业机器人关节传动链主要有齿轮传动、同步带和链传动。

机器人关节传动装置的作用是将机械动力从驱动装置转移至执行元件。传动装置一般具有固定的传动比。常用的基本传动装置包括齿轮组、行星齿轮、齿轮-齿条、蜗轮-蜗杆、同步带、绳索、丝杠、连杆机构、专用减速部件(如RV减速器、谐波减速器)等种类。

在实际工程中,为满足特定的设计要求,往往需要将各种基本传动装置组合起来使用。例如,在仿人机器人关节中采用的“伺服电机-行星齿轮-同步带-谐波减速器-关节轴”的传动方式。

每一个关节中都包含了电机、伺服驱动、谐波减速器、电机端编码器、关节端位置传感器和力矩传感器,电机和减速器采用直连。

装在工业机器人中的减速器主要有两种:RV减速器和谐波减速器。“大关节,就好像人体的髋关节、肘关节,用RV减速器;小关节,就比如手腕,手指处,用谐波减速器。”而双环传动生产的是RV减速器。

F. 机器人的基本组成部分有哪些

机器人目前是典型的机电一体化产品,一般由机械本体、控制系统、传感器、驱动器和输入/输出系统接口等五部分组成。为对本体进行精确控制,传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息,控制系统依据控制程序产生指令信号,通过控制各关节运动坐标的驱动器,使各臂杆端点按照要求的轨迹、速度和加速度,以一定的姿态达到空间指定的位置。驱动器将控制系统输出的信号变换成大功率的信号,以驱动执行器工作。
1.机械本体
机械本体,是机器人赖以完成作业任务的执行机构,一般是一台机械手,也称操作器、或操作手,可以在确定的环境中执行控制系统指定的操作。典型工业机器人的机械本体一般由手部(末端执行器)、腕部、臂部、腰部和基座构成。机械手多采用关节式机械结构,一般具有6个自由度,其中3个用来确定末端执行器的位置,另外3个则用来确定末端执行装置的方向(姿势)。机械臂上的末端执行装置可以根据操作需要换成焊枪、吸盘、扳手等作业工具。

2.控制系统
控制系统是机器人的指挥中枢,相当于人的大脑功能,负责对作业指令信息、内外环境信息进行处理,并依据预定的本体模型、环境模型和控制程序做出决策,产生相应的控制信号,通过驱动器驱动执行机构的各个关节按所需的顺序、沿确定的位置或轨迹运动,完成特定的作业。从控制系统的构成看,有开环控制系统和闭环控制系统之分;从控制方式看有程序控制系统、适应性控制系统和智能控制系统之分。

3.驱动器
驱动器是机器人的动力系统,相当于人的心血管系统,一般由驱动装置和传动机构两部分组成。因驱动方式的不同,驱动装置可以分成电动、液动和气动三种类型。驱动装置中的电动机、液压缸、气缸可以与操作机直接相连,也可以通过传动机构与执行机构相连。传动机构通常有齿轮传动、链传动、谐波齿轮传动、螺旋传动、带传动等几种类型。
4.传感器
传感器是机器人的感测系统,相当于人的感觉器官,是机器人系统的重要组成部分,包括内部传感器和外部传感器两大类。内部传感器主要用来检测机器人本身的状态,为机器人的运动控制提供必要的本体状态信息,如位置传感器、速度传感器等。外部传感器则用来感知机器人所处的工作环境或工作状况信息,又可分成环境传感器和末端执行器传感器两种类型.
前者用于识别物体和检测物体与机器人的距离等信息,后者安装在末端执行器上,检测处理精巧作业的感觉信息。常见的外部传感器有力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器等。

5. 输入/输出系统接口:为了与周边系统及相应操作进行联系与应答,还应有各种通讯接口和人机通信装置。

G. 工业机器人常用的传动装置有哪一些类型

工业机器人常用的传动装置:轴承、齿轮、减速器、带传动、缆绳
轴承作用:支撑机械旋转体,用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数,影响着机器人运转平稳性,重复定位精度,动作精确度。
直齿轮或斜齿轮作用:为机器人提供了密封的、维护成本低的动力传递,它们应用于机器人手腕;
大直径的转盘齿轮作用:用于大型机器人的基座关节,用以提供高刚度来传递高转矩;
双齿轮驱动作用:被用来提供主动的预紧力,常被应用于大型龙门式机器人和轨道机器人;
蜗轮蜗杆作用:被应用于低速机器人或机器人的末端执行器中。
行星齿轮作用:降低转速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比,常应用于伺服电机、步进电机与直流电机等传动系统;
减速器:减速机是工业机器人三大重要构件之一。
同步带传动作用:常用于两个减速机之间,同步带传动的带轮和传动带之间没有相对滑动,能够保证严格的传动比。
缆绳作用:使驱动器布置在机器人机座附近,从而提高动力学效率,多用于多关节柔性手爪。

H. 机器人由那几部分组成,各部分什么功能

机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

各个组成部分的作用:

一、执行机构

执行驱动装置发出的系统指令;

二、驱动装置

是驱使执行机构运动的机构,按照控制系统发出的指令信号,借助于动力元件使机器人进行动作。

三、检测装置

是实时检测机器人的运动及工作情况,根据需要反馈给控制系统,与设定信息进行比较后,对执行机构进行调整,以保证机器人的动作符合预定的要求。

四、控制系统

常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算,并向下级微机发送指令信息;

拓展资料

能力评价

机器人能力的评价标准包括:智能,指感觉和感知,包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等;机能,指变通性、通用性或空间占有性等;物理能,指力、速度、可靠性、联用性和寿命等。因此,可以说机器人就是具有生物功能的实际空间运行工具,可以代替人类完成一些危险或难以进行的劳作、任务等。

按照用途主要可以分为:


工业机器人、农业机器人、家用机器人、医用机器人、服务型机器人、空间机器人、 水下机器人、军用机器人、 排险救灾机器人、 教育教学机器人、娱乐机器人等

按照功能可以分为:
操作机器人, 移动机器人, 信息 机器人, 人机机器人

按照装置可以分为:
电力驱动机器人,液压机器人,气动机器人

按照受控方式可以分为:
点位控制型机器人,连续控制型机器人

I. 工业机器人主要由哪几部分组成各部分的作用是什么

机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统。
驱动系统,要使机器人运作起来,各需各个关节即每个运动自由度安置传动装置。这就是驱动系统。驱动系统可以是液压传动、气压传动、电动传动、或者把它们结合起来应用综合系统,可以是直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动进行间接传动。
机械结构传动,工业机器人的机械结构系统由机座、手臂、末端操作器三大部分组成,每一个大件都有若干个自由度的机械系统。若基座不具备行走,则构成行走机器人;若基座不具备行走及弯腰,则构成单机器人臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件,它可以是二手指或多手指的手抓,也可以是喷漆枪、焊具等作业工具。
感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成,用以获得内部和外部环境状态中有意义的信息。智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧的,然而,对于一些特殊的信息,传感器比人类的感受系统更有效。
机器人一环境交换系统是现代工业机器人雨外部环境中的设备互换联系和协调的系统。工业机器人与外部设备集成为一个功能单元,如加工单元、焊接单元、装配单元等。当然,也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装置等集成为一个去执行复杂任务的功能单元。
人工交换系统是操作人员与机器人控制并与机器人联系的装置,例如,计算机的标准终端,指令控制台,信息显示板,危险信号报警器等。该系统归纳起来分为两大类:指令给定装置和信息显示装置。
控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及传感器反馈回来的信号支配机器人的执行去完成规定的运动和功能。假如工业机器人不具备信息反馈特征,则为开环控制系统;若具备信息反馈特征,则为闭环控制系统。根据控制原理,控制系统可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运行的形式,控制系统可分为点位控制和轨迹控制。

J. kuka工业机器人系统组成有哪些

1、驱动系统: kuka机器人运行起来的传动装置,如电机、皮带;
2、机械结构系统: 由机身、手臂、末端操作器三大件组成的一个多自由度的机械系统;
3、感受系统: 由内部传感器模块和外部传感器模块组成,获取内部和外部环境状态的信息。
4、机器人-环境交互系统: 实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。如操控机床、行走轴;
5、人-机交互系统: 是操作人员参与kuka机器人进行联系的装置,示教器、仿真软件;
6、控制系统: 根据kuka机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能,如控制柜。

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