工業(yè)機(jī)器人詳解

機(jī)器人是一個(gè)在三維空間具有較多自由度的，并能實(shí)現(xiàn)諸多擬人動(dòng)作和功能的機(jī)器：而工業(yè)機(jī)器人則是在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的機(jī)器人。
　　關(guān)于工業(yè)機(jī)器人這些問(wèn)題你不一定都能回答清楚，深悉能成為半個(gè)“磚家”！
　　1、工業(yè)機(jī)器人定義及特點(diǎn)？
　　定義：機(jī)器人是一個(gè)在三維空間具有較多自由度的，并能實(shí)現(xiàn)諸多擬人動(dòng)作和功能的機(jī)器：而工業(yè)機(jī)器人則是在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的機(jī)器人。
　　特點(diǎn)：可編程、擬人化、通用性、機(jī)電一體化
　　2、工業(yè)機(jī)器人有哪幾個(gè)子系統(tǒng)組成？各自的作用是什么？
　　驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)： 使機(jī)器人運(yùn)行起來(lái)的傳動(dòng)裝置。
　　機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)： 由機(jī)身 手臂 末端操作器 三大件 組成的一個(gè)多自由度的機(jī)械系統(tǒng)。
　　感受系統(tǒng)： 由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成 獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)的信息。
　　機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng)： 實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)
　　人－機(jī)交互系統(tǒng)： 是操作人員參與機(jī)器人控制與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系的裝置
　　控制系統(tǒng)： 根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來(lái)的信號(hào)支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能
　　3、什么是機(jī)器人的自由度？機(jī)器人位置操作需要幾個(gè)自由度？姿態(tài)操作需要幾個(gè)自由度？為什么？
　　自由度是指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，不應(yīng)包括手爪（末端操作器）的開(kāi)合自由度，在三維空間中描述一個(gè)物體的位置和姿態(tài)需要六個(gè)自由度，位置操作需要3個(gè)自由度（腰 肩 肘）姿態(tài)操作需要3個(gè)自由度（俯仰 偏航 側(cè)滾）。但是工業(yè)機(jī)器人的自由度，但是工業(yè)機(jī)器人的自由度是根據(jù)其用途而設(shè)計(jì)的可能小于6個(gè)自由度，也可能大于6個(gè)自由度。
　　4、工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？
　　答：自由度、重復(fù)定位精度、工作范圍、最大工作速度、承載能力
　　5、機(jī)身和臂部的作用各是什么？在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？
　　答：機(jī)身是支承臂部的部件，一般實(shí)現(xiàn)升降回轉(zhuǎn)和俯仰等運(yùn)動(dòng)。
　　機(jī)身設(shè)計(jì)時(shí)需要注意：
　　要有足夠的剛度和穩(wěn)定性
　　運(yùn)動(dòng)要靈活，升降運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)套長(zhǎng)度不宜過(guò)短，避免發(fā)生卡死現(xiàn)象，一般要有導(dǎo)向裝置
　　結(jié)構(gòu)布置要合理臂部是支承腕部手部和工件的靜動(dòng)載荷的部件，尤其高速運(yùn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生較大的慣性力，引起沖擊，影響定位的準(zhǔn)確性。
　　設(shè)計(jì)臂部時(shí)要注意：
　　剛度要求高
　　導(dǎo)向性好
　　重量輕
　　運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)，定位精度要高。
　　其它傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)盡量簡(jiǎn)短以提高傳動(dòng)精度和效率 ；各部件布置要合理，操作維護(hù)要方便；特殊情況特殊考慮，在高溫環(huán)境中應(yīng)考慮熱輻射的影響腐蝕性環(huán)境中應(yīng)考慮防腐蝕問(wèn)題。危險(xiǎn)環(huán)境應(yīng)考慮防暴問(wèn)題
　　6、手腕上的自由度主要起什么作用？如果要求手部能處于空間任意方向則手腕應(yīng)具有什么樣的自由度？
　　手腕上的自由度主要是實(shí)現(xiàn)手部所期望的姿態(tài)。為了使手部能處于空間任意方向，要求腕部能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間三個(gè)坐標(biāo)軸X Y Z的轉(zhuǎn)動(dòng)。即具有翻轉(zhuǎn)俯仰和偏轉(zhuǎn)三個(gè)自由度
　　7、手部的作用和特點(diǎn)
　　機(jī)器人手部的作用：工業(yè)機(jī)器人的手部也叫末端操作器是用來(lái)握持工件或工具的部件
　　特點(diǎn)：
　　手部是一個(gè)獨(dú)立的部件
　　手部是工業(yè)機(jī)器人的末端操作器。不一定與人的手部結(jié)構(gòu)相同。可以具有手指也可以不具有手指：可以有手爪也可以是專用工具
　　手部與手腕相連處可拆卸
　　手部的通用性比較差
　　8、按握持原理手部分為幾類(lèi)？包括哪些具體形式？
　　按握持原理，手部分為兩類(lèi) 夾持類(lèi)：包括內(nèi)撐試 外夾試，平移外夾式，勾托式和彈簧式； 吸附類(lèi)；磁吸式，氣吸式
　　9、真空式吸盤(pán)根據(jù)工作原理可分為幾類(lèi)？分別簡(jiǎn)述其工作原理
　　按工作原理分為
　　真空吸盤(pán) 利用真空泵抽出吸附頭的空氣而形成真空
　　噴吸式吸盤(pán) 利用伯努利效應(yīng)產(chǎn)生負(fù)壓 伯努利效應(yīng) 流體速度加快時(shí)，物體與流體接觸的界面上的壓力會(huì)減少，反之壓力會(huì)增加。借助壓縮空氣和真空發(fā)生器無(wú)需專用真空泵應(yīng)用廣泛
　　擠氣負(fù)壓式吸盤(pán)靠機(jī)械作用實(shí)現(xiàn)真空和釋放真空 無(wú)需真空泵系統(tǒng)也不需要壓縮空氣氣源經(jīng)濟(jì)方便但可靠性稍差
　　10、液壓和氣壓傳動(dòng)在操作力 傳動(dòng)性能和控制性能方面的區(qū)別
　　操作力 液壓可得到很大的直線運(yùn)動(dòng)力和回轉(zhuǎn)力抓取重量1000到8000N 氣壓可得到較小的直線運(yùn)動(dòng)力和回轉(zhuǎn)力抓取重量小于300N
　　傳動(dòng)性能 液壓壓縮性小傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)沖擊基本上無(wú)傳動(dòng)滯后現(xiàn)象反映靈敏運(yùn)動(dòng)速度最高達(dá)2m／s 氣壓壓縮空氣粘度小管路損失小流速大可達(dá)較高速度但高速時(shí)平穩(wěn)性差沖擊較嚴(yán)重通常汽缸50到500mm／s
　　控制性能 液壓壓力P流量Q均容易控制可無(wú)極調(diào)速通過(guò)調(diào)節(jié)PQ可較方便地控制輸出功率達(dá)到較高的定位精度（－0．5到＋0．5） 氣壓低速不易控制難準(zhǔn)確定位一般不做伺服控制（國(guó)外胭脂出氣壓伺服機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)任意定位 精度－2mm到＋2mm）
　　11、伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的性能有何不同？
　　控制精度不同（伺服電機(jī)控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證，伺服電機(jī)控制精度高于步進(jìn)電機(jī)）
　　低頻特性不同（伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，一般伺服電機(jī)低頻性能好于步進(jìn)電機(jī)）
　　過(guò)載能力不同（步進(jìn)電機(jī)不具備過(guò)載能力，伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力）
　　運(yùn)行性能不同（步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制，交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制）
　　速度響應(yīng)性能不同（交流伺服系統(tǒng)加速度性能較好）
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