第九章空间机构及机器人简介

第九章空间连杆机构及机器人机构第一节空间连杆机构概述

第二节空间连杆机构自由度的计算

第三节机器人机构概述《机械原理》空间连杆机构第九章空间连杆机构及机器人机构一、空间闭链连杆机构

三、特殊的空间运动

二、空间开链连杆机构

第一节空间连杆机构概述平面连杆机构空间机构:空间连杆机构如空间凸轮机构、圆锥齿轮机构、蜗杆蜗轮机构等第九章空间连杆机构及机器人机构空间连杆机构

空间连杆机构特点

组成及表示方法回忆机器人机构第九章空间连杆机构及机器人机构1.各构件的运动平面不再平行，作空间运动.2.较少构件,实现更为复杂的运动规律或运动轨迹

空间连杆机构特点飞机起落架机构万向联轴器机构运动简图的绘制方法：与平面连杆机构相同转动副的轴线互相平行平面连杆机构

全转动副的空间连杆机构第九章空间连杆机构及机器人机构连接构件:例组成及表示方法转动副、移动副、球面副、圆柱副以及螺旋副表示方法:常用运动副的代号和数目表示机构类型第九章空间连杆机构及机器人机构如图所示飞机起落架机构可用SPSR表示

第一个字母一般代表原动件与机架连接的运动副的代号，然后按顺序依次写出各运动副的代号例题一、空间闭链连杆机构定义：各构件用运动副联接成的一个空间封闭系统分类：单环闭链机构和多环闭链机构起落架机构机构运动简图第九章空间连杆机构及机器人机构单环闭链机构的运动副数p与活动构件数n之差为1，即p-n=1第九章空间连杆机构及机器人机构单环闭链机构两环闭链机构缝纫机中的弯针机构

第九章空间连杆机构及机器人机构二、空间开链连杆机构应用：机械手或机器人机构典型的空间开链机构第九章空间连杆机构及机器人机构PUMA机器人仿生机械手

三、特殊的空间运动平面机构代替空间机构1开链机械手的弱点:刚度差机构ABCD一个机械手的抓取机构连杆曲线多样化

复杂的运动轨迹第九章空间连杆机构及机器人机构1.运动副的孔元素直径作大，构件厚度作薄些2.运动副的轴元素直径作小，配合部分的轴作长平面机构代替空间机构2第九章空间连杆机构及机器人机构

三、特殊的空间运动第二节空间连杆机构自由度的计算一、空间闭链机构的自由度

第九章空间连杆机构及机器人机构二、空间开链机构的自由度三、计算机构自由度应注意的事项一、空间闭链机构的自由度n个可动构件6n自由度Ⅰ类运动副5个约束p1个Ⅰ类副5p1个约束Ⅱ类运动副4个约束p2个Ⅱ类副4p2个约束Ⅲ类运动副3个约束p3个Ⅲ类副3p3个约束Ⅳ类运动副2个约束p4个Ⅳ类副2p4个约束Ⅴ类运动副1个约束p5个Ⅴ类副p5

个约束第九章空间连杆机构及机器人机构机构自由度=各可动构件自由度之和各类运动副提供的约束数目总和单环闭链机构的自由度公式：一、空间闭链机构的自由度第九章空间连杆机构及机器人机构空间闭链机构自由度的公式:例题计算图所示R3C机构和SC2R机构的自由度。

第九章空间连杆机构及机器人机构解:机构为单环闭链机构含有一个转动副R，其自由度数为1含有3个圆柱副C，其自由度数为6第九章空间连杆机构及机器人机构机构为单环闭链机构含有一个球面副S，其自由度数为3含有1个圆柱副C，其自由度数为2含有2个转动副R，其自由度数为2解:第九章空间连杆机构及机器人机构

开链机构的自由度=开链机构的可动构件数目=运动副数目,即n=p开链机构的自由度计算公式:机构中各类运动副自由度数目之和

二、空间开链机构的自由度第九章空间连杆机构及机器人机构例题RPRC2R机械手

解：计算机械手自由度时，一般不计腕部的自由度，该机械手为一个空间开链机构，由4个转动副、1个移动副和1个圆柱副组成。第九章空间连杆机构及机器人机构计算图所示机械手机构的自由度三、计算机构自由度应注意的事项1.公共约束

2.消极自由度fp

3.局部自由度ft第九章空间连杆机构及机器人机构1.公共约束表现形式:常用m表示开链机构闭链机构末杆拆开后机构自由度(考虑公共约束)公式应为：公共约束的判别原则：特殊对待具体的情况第九章空间连杆机构及机器人机构2.消极自由度fp概念:机构中的一些不起运动学作用的自由度用fp表示第九章空间连杆机构及机器人机构3.局部自由度ft

概念:机构中不影响机构运动的自由度

表示:局部自由度以ft表示综上所述，单环闭链机构自由度公式应为：

第九章空间连杆机构及机器人机构例题解：该机构的构件总数为：运动副总数为：杆两端球面副，杆的自转为局部自由度:运动副的自由度总和为：有无公共约束和消极自由度:n=6+6+1=13p=6+6+6=18没有第九章空间连杆机构及机器人机构6SPS机构

求图所示的6SPS空间并联机构的自由度1.串联机器人

一、分类

二、机器人的主要构成部分

遥控空间机器人SPDM第三节机器人机构概述2.并联机器人第九章空间连杆机构及机器人机构特点：

1.各构件串行连接

2.大都是开链机构主要任务：

1.运动学

2.动力学概念:

机器人的正解机器人的逆解1.串联机器人第九章空间连杆机构及机器人机构PUMA100机器人组成：底座、腰部、大臂、小臂和腕部2.并联机器人

特点：2.封闭的构件系统为空间布置，多个输入构件共同驱动一个输出构件运动(空间并联机器人)1.组成机器人的各构件形成多个封闭的构件系统

第九章空间连杆机构及机器人机构二、机器人的主要构成部分1.机器人的主体运动机构第九章空间连杆机构及机器人机构2.机器人的走行机构

3.机器人的抓取机构1.机器人的主体运动机构

构成:机器人的腰部、大臂、小臂和腕部及其连接它们的运动副机器人主体运动机构简图机器人主体运动机构第九章空间连杆机构及机器人机构2.机器人的走行机构种类:

适合陆地行走:

适合沿管道内壁或外壁行走；在垂直或具有较大倾角的墙体或船体上行走:

可适合在水中走行:6轮火星登陆车第九章空间连杆机构及机器人机构轮爬楼梯机器人第九章空间连杆机构及机器人机构