机器人关键技术分析

机器人关键技术分析一、机器人传感器机器人是由计算机掌握的简单机器，它具有类似人的肢体及感官功能;动作程序敏捷;有肯定程度的智能;在工作时可以不依靠人的操纵。机器人传感器在机器人的掌握中起了非常重要的作用，正由于有了传感器，机器人才具备了类似人类的知觉功能和反响力量。为了检测作业对象及环境或机器人与它们的关系，在机器人上安装了触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、接近觉传感器、超声波传感器和听觉传感器，大大改善了机器人工作状况，使其能够更充分地完成简单的工作。由于外部传感器为集多种学科于一身的产品，有些方面还在探究之中，随着外部传感器的进一步完善，机器人的功能越来越强大，将在很多领域为人类做出更大奉献。内传感器、位置(位移)传感器主要有：速度和加速度传感器、力觉传感器、外传感器、触觉传感器、应力传感器、近度传感器、声觉传感器、接触式或非接触式温度传感器、滑觉传感器、距离传感器、视觉传感器。二、机器人的机械设计依据题目对所设计的机器人的要求，确定了要设计的机从总体上确定机器人机械局部的设计方案；拟定关节型机器人掌握系统总体方案；依据机器人的工作要求和构造特点，进展了机器人的总体设计，确定了机器人的外形尺寸和工作空间，拟定了机器人各关节的总体传动方案，对机器人腰关节构造进展了具体设计，合理布置了电机和齿轮，确定了各级传动参数，进展了齿轮、轴和轴承的设计计算和校核。利用齐次变换矩阵法建立了六自由度关节机器人的正运动学模型，求出机器人末端相对于各自参考坐标系的齐次坐标值，建立了在直角坐标空间内机器人末端执行器的位置和姿势与关节变量值的对应关系。对所设计的机器人进展理论计算；对其初步进展了运动学分析和动力学分析；确定机器人的驱动方式；对机器人机械系统的各组成局部进展具体的设计；确定各主要零部件的尺寸；确定各个局部的具体构造；利用Pro/E三、机器人程序设计机器人编程为使机器人完成某种任务而设置的动作挨次描述。机器人运动和作业的指令都是由程序进展掌握，常见的编制方法有两种，示教编程方法和离线编程方法。其中示教编程方法包括示教、编辑和轨迹再现，可以通过示教盒示教和导引式示教两种途径实现。由于示教方式有用性强，操作简便，因此大局部机器人都承受这种方式。离线编程方法是利用计算机图形学成果，借助图形处理工具建立几何模型，通过一些规划算法来猎取作业规划轨迹。与示教编程不同，离线编程不与机器人发生关系，在编程过程中机器人可以照常工作。任务程序员能够指挥机器人系统去完成的分立单一动作就是根本程序功能。例如，把工具移动至某一指定位置，操作末端执行装置，或者从传感器或手调输入装置读个数等。机器人工作站的系统程序员，他的责任是选用一套对作业程通讯、机械手运动、工具指令以及传感器数据处理等。很多正在运行的机器人系统，只供给机械手运动和工具指令以及某些简洁的传感数据处理功能。制系统最重要的力量之一。假设机器人未装有任何传感器，那么就可能不需要对机器人程序规定什么运算。没有传感器的机器人只不过是一台适于编程的数控机器。装有传感器的机器人所进展的一些最有用的运算是解析几何计算。这些运算结果能使机器人自行做出打算，在下一步把工具或夹手置于何处。而不必执行任何运算。依据未处理的传感器数据计算得到的结果，是做出下一步该干什么这类决策的根底。这种决策能力使机器人掌握系统的功能更强有力。机器人要求操作人员供给信息、告知操作者下一步该干什么，以及让操作者知道机器人打算干什么。人和机器能够通过很多不同方式进展通讯。最简洁的方法是向各关节伺服装置供给一组关节位置，然后等待伺服装置到达这些规定位置。比较简单的方法是在机械手工作空间内插入一些中间位置。这种程序使全部关节同时开头运动和同时停顿运动。用与机械手的外形无关的坐标来X-Y-Z要用一台计算机对解答进展计算。在笛卡儿空间内插入工具位置能使工具端点沿着路径跟随轨迹平滑运动。引入一个参考坐标系，用以描述工具位置，然后让该坐标系运动。这对很多状况是很便利的。工具指令：一个工具掌握指令通常是由闭合某个开关或继电器而开头触发的，而继电器又可能把电源接通或断开，以直接掌握工具运动，或者送出一个小功率信号给电子掌握器，让后者去掌握工具。直接掌握是最简洁的方法，而且对掌握系统的要求也较少。可以用传感器来感受工具运动及其功能的执行状况。传感器连接起来，才能发挥其全部效用。我们已经知道，传感器具有多种形式。此外，我们依据功能，把传感器概括如下:内体感受器用于感受机械手或其它由计算机掌握的关节式机构的位置。触觉传感器用于感受工具与物体(工件)间的实际接触。接近度或距离传感器用于感受工具至工件或障碍物的距离。力和力矩