機械制造裝備設計輔導資料十六主題：第四章工業機器人設計（第2節）學習時間：2012年1月16日－2012年1月22日感謝閱讀內容：第二節工業機器人的機械結構系統設計一、工業機器人的手臂和機座工業機器人機械結構系統由組成。感謝閱讀精品文檔放心下載執行器的位置。手臂部件一般具有2-3包括驅動裝置、傳動機構、定位導向裝置、支承連接件和檢測元件等。

（一）設計要求精品文檔放心下載1、手臂結構設計要求手臂的結構和尺寸應滿足機器人完成作業任務提出的工作空間要求；

合理選擇手臂截面形狀和高強度輕質材料，減輕自重；

減小驅動裝置的負荷，提高手臂運動的響應速度；

提高運動的精確性和運動剛度。2、機座結構設計要求感謝閱讀要有足夠大的安裝基面，以保證機器人工作時的穩定性；感謝閱讀機座承受機器人全部重量和工作載荷，應保證足夠的強度、剛度和承載精品文檔放心下載能力；機座軸系及傳動鏈的精度和剛度對末端執行器的運動精度影響最大。感謝閱讀（二）典型結構1、液壓驅動圓柱坐標型機器人手臂結構液壓缸2驅動的手臂伸縮、擺動液壓馬達11驅動的回轉和升降液壓缸驅動精品文檔放心下載的升降三個運動。圖1液壓驅動圓柱坐標型機器人手臂1-活塞桿2-液壓缸3-手臂端部4-手臂支架5-導軌謝謝閱讀6-中間支座7、9-齒輪8-擋塊10-行程開關11-擺動液壓馬達謝謝閱讀2、電動機驅動機械傳動圓柱坐標型機器人手臂和機座結構精品文檔放心下載圖2GMFM-100型機器人手臂直線移動手臂的升降和伸縮運動由雙圓柱導軌導向和直流伺服電機驅動滾謝謝閱讀動絲杠實現。回轉運動由底部的回轉機座實現。圖3PUMA機器人手臂的結構1、10-大臂2、3、14、15-齒輪4、13、16-偏心套5-大錐齒輪6-小錐齒輪感謝閱讀7、11-驅動電動機8,9-錐齒輪12-驅動軸17-小臂18-機座精品文檔放心下載圖4帶諧波減速器的機器人手臂關節結構二、工業機器人的手腕感謝閱讀精品文檔放心下載間的三個姿態坐標，即實現三個旋轉自由度。感謝閱讀圖5手腕的自由度1-手臂2-機械接口（一）設計要求手腕部件的結構力求緊湊，減輕其質量和體積；

自由度愈多，運動范圍愈大，動作靈活性愈高，機器人對作業的適應能

力愈強；精品文檔放心下載提高傳動剛度，盡量減少反轉誤差；

對手腕回轉各關節軸上要設置限位開關和機械擋塊，以防止關節超限造

成事故。謝謝閱讀（二）手腕的結構1、用擺動液壓缸驅動實現回轉運動的手腕結構。圖6擺動液壓馬達驅動的手腕1-活塞2、4-油路3、7-進、排油孔5-定葉6-動葉感謝閱讀2、具有兩個自由度的機械傳動手腕結構3、具有三個自由度的機械傳動手腕結構

4、偏置三自由度機械傳動手腕結構三、工業機器人的末端執行器（一）分類和設計要求感謝閱讀根據用途和結構的不同分為：感謝閱讀三類。設計末端執行器時，要求：滿足作業需要的足夠的夾持力和所需的夾持位置精度。

盡可能使末端執行器結構簡單、緊湊，質量輕，以減輕手臂的負荷。

（二）機械式夾持器的結構與設計工業機器人中應用的機械夾持器多為雙指手爪式；按其手爪的運動方式可分為平移型和回轉型；

回轉型手爪又分為單支點回轉型和雙支點回轉型；

按夾持方式可分為外夾式和內撐式；按驅動方式可以有電動、液壓和氣動。感謝閱讀圖7機械式夾持器a)單支點回轉型b)雙支點回轉型c)平移型d)內撐型精品文檔放心下載（三）吸附式末端執行器的結構與設計感謝閱讀吸盤內負壓產生的吸力或磁力來吸住并移動工作的。1、氣吸式吸盤

擠壓排氣式吸盤

電流負壓式吸盤

真空泵排氣式吸盤精品文檔放心下載2磁吸式吸盤分為電磁吸盤和永磁吸盤本周要求掌握的內容如下：謝謝閱讀手腕設計要求，末端執行器的分類。機器人的末端執行器。感謝閱讀習題：1、判斷1)自由度愈多，運動范圍愈大