机器人技术基础复习要点

.机器人技术基础复习重点第一章：绪论机器人分类：按开发内容与应用分为工业机器人，操控型机器人，智能机器人；按发展程度分为第一代，第二代和第三代机器人；按性能指标分为超大型，大型。中型。小型和超小型机器人；按结构形式分为直角坐标型机器人，圆柱坐标型机器人，球坐标型机器人和关节坐标型机器人；按控制方式分为点位控制和连续轨迹控制；按驱动方式分为气力驱动式，液力驱动式和电力驱动式。按机座可动分类分为固定式和搬动式。机器人的组成：驱动系统，机械系统，感知系统，控制系统，机器人-环境交互系统，人机交互系统。机器人的技术参数：自由度：是指机器人所拥有的独立坐标轴的数量；精度：主要依存于机械偏差，控制算法偏差与分辨率系统偏差；重复定位精度；是关于精度的统计数据；工作范围：指的是机器人手臂尾端或手段中心所能达到的全部店的会集；最大工作速度：不同样厂家定义不同样，平时在技术参数中加以说明；承载能力：指的是机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。第二章：机器人本体结构机器人本体基本结构：传动部件，机身及行走机构，臂部，腕部，手部。机器人本体资料的选择：强度高，弹性模量大，质量轻，阻尼大，经济性好。机身设计要注意的问题：刚度和强度大；动灵便，导套不宜很短，防备卡死；驱动方式适合；结构部署合理。臂部的基本形式：机器人的手臂由大臂，小臂所组成，手臂的驱动方式主要有液压驱动，气动驱动和电动驱动几种形式，此中电动驱动最为通用；臂部的典型机构有臂部伸缩机构，手臂俯仰运动机构，手臂展转与起落机构。臂部设计需要的注意的问题：足够的承载能力；刚度高；导向性能好，运动迅速，灵便，平稳，定位精度高；重量轻，转动惯性小；合理设计与腕部和机身的连接部位。机器人的平稳性和臂杆平衡方法：机身和臂部的运动很多，质量较大，若是运动速度和负载游较大，当运动状态变化时，将产生冲击和振动。这将仅影响机器人的精确定位，甚至会使其不能够正常运行。为了提升工作瓶蚊香，在设计时应采纳有效的缓冲装置吸取能量，进而减少能量产生的；注意事项：要求机身和臂部运动部件紧凑，质量轻，以减少惯性力；运动部件各部分的质量对转轴或支承的散布状况，即中心的部署；平衡方法：质量平衡方法，弹簧平衡方法，气动和液压平衡方法。7腕部结构的基本形式：按驱动方式分为直接驱动和远程驱动；按转动特色分为可编写.滚转和弯转8.BBR手段：由两个B自由度旋转和一个R旋转组成的手段；RRR型手段：由三个旋转自由度R组成的手段，以实现远距传动，制造简单，融化条件好，机械效率高，应用较宽泛。腕部的典型结构：单自由度展转运着手段，二自由度手段(双展转油缸驱动和齿轮传动)；三自由度手段(液压直接驱动和齿轮链条传动)腕部设计需注意的问题：结构紧凑，重量轻；动作灵便平稳，定位精度高；强度刚度高；合理设计与臂和手部连接部位以及传感器和驱动装置的布局与安装。机器人手部特色：手部与手段相连处可拆卸；手部是机器人尾端执行器；通用性比较差；是独立部件；分类：按用途分为手爪，工具关节：机器人中连接运动部分的机构，分为搬动关节和转动关节13.机器人传动机构：泳衣把驱动器的运动传达到关节和动作部位；常用机构有齿轮传动，螺旋传动，带传动和链传动，绳传动和钢带传动，连杆机构和凸轮传动，流体传动。传动件的定位：电气开关定位，机械挡块定位，伺服定位；消隙：消隙齿轮：相齿合的量齿轮中有一为两个薄齿轮的组合件，能过两个薄齿轮的组合来消隙；柔性齿轮消隙：对拥有弹性的柔性齿轮家一预载力来保证无侧隙齿合；对称传动消隙：一个传动系统设置两个对称的分支传动，而且此中有一个拥有回弹能力；独爱计构消隙：当有齿轮磨损等原由造成传动缝隙增添时，利用中心距调整机构调整中心距；齿廓弹性覆层消隙：齿轮表面覆游薄薄一层弹性很好的橡胶层或压层资料，经过对相齿合一对齿轮加以预载，来完整除掉齿合侧隙。谐波传动的特色：结构简单，体积小，重量轻；传动比大；同时啮合的齿数多；承载能力大；运动精度高运动平稳，无冲击，噪声小；齿侧缝隙能够调整；传动效率高；可实现向密闭空间传达运动及动力；可实现高增速运动；同轴性好；方便的实现差速传动；长处：尺寸小，惯量低；由于偏差均布在多个啮合点上，传动精度高；由于预载啮合传动侧隙特别小；由于多齿啮合传动拥有高阻尼特点；缺点：易发生疲倦损坏；起动力矩大。最近几年来谐波齿轮传动技术获得了迅速的发展。16.何谓起落立柱降落不卡死条件？立柱导套为何要有必然的长度？(1)当起落立柱的着重力矩过大时，若是依靠自重降落，立柱可能卡死在导套内；当h>2fL时立柱依靠自重降落就不会引起卡死现象。（2）要使起落立柱在导套内降落自由，臂部总重量W一定大于导套与立柱之间的摩擦力Fm1及Fm2，所以起落立柱依靠自重降落而不引起卡死的条件为LW>Fm1Fm12FNlf2Wf即h>2fL式中：h为导套的长度(m)；f为导套与立柱之间的摩擦系数，f=0.015～0.1，可编写.一般取较大值；L为着重力臂(m)。第四章：机器人动力学1.机器人雅可比：在机器人学中，雅可比是一个把关节速度矢量q变换为手爪相对基坐标的广义速度矢量v的变换矩阵。拉格朗日方程建立机器人动力学方程：采纳齐次变换的方法，用拉格朗日方程建立机器人连杆系统动力学方程，对机器人连杆系统位姿和运动状态进行描述。步骤为：(1)计算任一连杆上任一点的速度；(2)计算各连杆的动能和机器人的总动能；(3)计算各连杆的势能和机器人的总势能；(4)建立机器人系统的拉格朗日函数；(5)对拉格朗日函数求导，获得动力学方程式。机器人稳态吻合研究内容：静力和力矩表示法；不同样坐标系间静负荷的变换；确立机器人静态关节力矩；由关节力矩确立机器人所载物体的质量。第五章：机器人轨迹规划机器人轨迹：泛指工业机器人在运动过程中的运动轨迹，即运动点的唯一，速度和加速度轨迹生成的方式：示教-再现运动；关节空间运动；空间直线运动；空间曲线运动。轨迹规划设计的主要问题：(1)对工作对象及作业进行描，用示教刚发给出轨迹上的若干个结点；（2）用一条轨迹经过或迫近结点，此轨迹可按必然的原则优化，如加速度圆滑获得直角空间的位移时间函数X(t)或关节空间的位移时间函数q(t)，在结点之间怎样进行时间插补，即依据轨迹表达式在每一个采样周期实时计算轨迹上点的位姿和各关节变值量；(3)以上生成的轨迹是机器人地址控制的给定值，能够据此并依据机器人的动向参数设计必然的控制规律；(4)规划机器人的运动轨迹时，尚需明确其路径上可否存在阻挡拘束的组合。3．何谓轨迹规划，即轨迹规划方法：轨迹的生成一般是先给定轨迹上的若干个点，将其经运动学反解照射到关机空间，对关节空间中的相应点建立运动方程，尔后按这些运动方程对关节进行插值，进而实现作业空间的运动要求，这一过程平时称为轨