2机器人本体结构

1、2. 机器人本体结构ENTER12.1 概述2.2 机身及臂部结构2.3 腕部及手部结构2.4 传动及行走机构本章主要内容22.1 概述2.1.1 机器人本体的根本结构形式2.1.2 机器人本体材料的选择章目录32.1.1 机器人本体的根本结构形式节目录章目录42.1.2 机器人本体材料的选择材料选择根本要求强度高阻尼大弹性模量大重量轻经济性好节目录章目录5节目录章目录本节完62.2.1 机身结构的根本形式和特点2.2.2 臂部结构的根本形式和特点2.2 机身及臂部结构2.2.3 机器人的平稳性和臂杆平衡方法章目录71. 机身的典型结构（1）回转与升降机身单杆活塞气缸驱动链传动机构双杆活塞气缸

2、驱动链传动机构节目录章目录2.2.1 机身结构的根本形式和特点8 （2）回转与俯仰机身 节目录章目录92. 机身驱动力(力矩)计算（2）回转运动驱动力矩的计算（1）垂直升降运动驱动力的计算节目录章目录10节目录章目录（3）升降立柱下降不卡死 (不自锁)的条件计算偏重力臂的大小偏重力矩根据升降立柱平衡条件有升降立柱依靠自重下降而不引起卡死的条件即：113. 机身设计要注意的问题节目录章目录121. 臂部的典型机构 （1）臂部伸缩机构1手部2夹紧缸3油缸4 导向柱5运行架6行走车轮7轨道8支座四导向柱式臂伸缩机构节目录章目录2.2.2 臂部结构的根本形式和特点13（2）手臂俯仰运动机构1 手部2

3、夹紧缸3 升降缸4 小臂5，7 摆动缸6 大臂8 立柱摆动缸驱动连杆俯仰臂机构节目录章目录14（3）手臂回转与升降机构手臂回转与升降机构常采用回转缸与升降缸单独驱动，适用于升降行程短而回转角度小于360的情况，也有采用升降缸与气马达-锥齿轮传动的结构。 2. 机器人手臂材料的选择 优先选择强度大而密度小的材料做手臂。其中，非金属材料有尼龙、聚乙烯（PEH）和碳素纤维等；金属材料以轻合金（特别是铝合金）为主。 节目录章目录153. 臂部设计要注意的问题节目录章目录162.2.3 机器人的平稳性和臂杆平衡方法1. 质量平衡方法节目录章目录17 2. 弹簧力平衡方法节目录章目录本节完182.3.1

4、腕部结构的根本形式和特点2.3.2 手部结构的根本形式和特点2.3 腕部及手部结构章目录192.3.1 腕部结构的根本形式和特点 手腕关节的滚转和弯转节目录章目录201. 腕部自由度节目录章目录 手腕的坐标系和自由度216种3自由度手腕的结合方式示意图节目录章目录222. RRR手腕 3R手腕关节远程传动示意 3R手腕结构示意节目录章目录233. 腕部的典型结构（1）单自由度回转运动手腕1回转缸；2 定片；3 腕回转轴；4 动片；5 手部节目录章目录 回转油缸直接驱动的单自由度腕部结构24（2）二自由度手腕1）双回转油缸驱动的腕部l手部2中心轴3固定中心轴4定片5摆动回转缸6动片7回转轴8回转

5、缸节目录章目录具有回转与摆动的二自由度腕部结构252）齿轮传动二自由度腕部齿轮传动回转和俯仰型腕部原理1，2，3，4，5，6锥齿轮7壳体8手腕9手爪节目录章目录26（3）三自由度手腕 1）液压直接驱动三自由度手腕节目录章目录27 2）齿轮链轮传动三自由度腕部1油缸；2链轮；3，4锥齿轮；5，6花键轴T；7传动轴S；8腕架;9行星架；10，11，22，24圆柱齿轮；12，13，14，15，16，17，18，20锥齿轮；19摆动轴；21，23双联圆柱齿轮；25传动轴B节目录章目录28 4. 设计腕部时应注意的问题节目录章目录292.3.2 手部结构的根本形式和特点 1. 机器人手部的特点节目录章目

6、录30 2. 手部的分类 （1）按用途平面钳爪夹持圆柱零件专用工具: 喷枪，焊具节目录章目录31 （2）按夹持原理节目录章目录32（3）按手指或吸盘数目三指手爪节目录章目录柔性手指手爪33 （4）按智能化节目录章目录3. 手爪设计和选用的要求344. 手爪的典型结构（1）机械式手爪V形爪钳节目录章目录 气动手爪1扇形齿轮2齿条3活塞4气缸5爪钳四种手爪传动机构35（2）磁力吸盘 l磁盘2防尘盖3线圈4外壳体节目录章目录36（3）真空式吸盘真空吸盘控制系统 1电动机 2真空泵 3、4电磁阀 5吸盘 6通大气气流负压吸盘挤气负压吸盘1吸盘架2压盖3密封垫4吸盘5工件节目录章目录37挤气负压吸盘工作

7、原理节目录章目录38自适应性吸盘 异形吸盘节目录章目录（4）真空吸盘的新设计本节完392.4.1 传动机构的根本形式和特点2.4.2 行走机构的根本形式和特点2.4 传动及行走机构章目录402.4.1 传动机构的根本形式和特点1. 关节分为转动关节和移动关节。节目录章目录转动关节412. 机器人传动机构（1）齿轮传动行星齿轮传动节目录章目录谐波齿轮传动采用液压静压谐波发生器的谐波传动 1凸轮 2柔轮 3小孔42（2）丝杠传动滚动丝杠的根本组成1丝杠；2螺母；3滚珠；4导向槽节目录章目录丝杠螺母传动的手臂升降机构1电动机；2蜗杆；3臂架；4丝杠；5蜗轮；6箱体；7花键套43 （3）带传动与链传动

8、齿形带形状 钢带传动（4）绳传动与钢带传动节目录章目录44 （5） 杆、连杆与凸轮传动节目录章目录凸轮机构连杆机构采用钢带传动的ADEPT机器人45节目录章目录（6）流体传动 油缸和齿轮齿条手臂机构气缸和齿轮齿条增倍手臂机构1运动齿条；2齿轮；3活塞杆463. 传动件的定位和消隙（1）传动件的定位利用插销定位的结构 1行程节流阀 2定位圆盘 3插销 4定位油缸节目录章目录47（2）传动件的消隙1）消隙齿轮 2）柔性齿轮消隙节目录章目录48节目录章目录3）对称传动消隙双谐波传动消隙方法1电动机；2小齿轮；3 ，3减速传动齿轮； 4 ，4轴；5，5齿轮；6齿轮 1，2齿轮箱；3，4，5齿轮；6电动机； 7同步带；8压紧轮；9同步带传动49节目录章目录4）偏心机构消隙5）齿廓弹性覆层消隙偏心消隙机构 齿廓弹性覆层消隙502.4.2 行走机构的根本形式和特点典型行走机构：1. 具有三组轮子的轮系节目录章目录512. 两足步行式机器人节目录章目录WHL-11 双足机器人两足步行式机器人行走机构原理5