《机械臂智能控制》 课件 任务1 探索千姿百态的机器人-1.3 机械臂构型

探索千姿百态的机器人CONTENTS目录1.机器人概览2.机器人的组成3.机械臂构型4.机器人仿真3.机械臂构型3.1机械臂构型——笛卡尔机械臂机械臂构型二维笛卡儿空间三维笛卡儿空间机器人中的xyz坐标系和右手定则旋转轴旋转方向3.1机械臂构型——笛卡尔机械臂机械臂构型关节1到关节3都是移动轴，且相互垂直，分别对应于笛卡尔坐标系的X,Y,Z三轴。三个关节相互独立，设计简单，控制简单。占用空间大，灵活度低3.2机械臂构型——铰接/关节型机械臂机械臂构型通常由两个肩关节J1和J2。一个肘关节J3。以及1~3个位于操作臂末端的腕关节(J4,J5,J6)组成。灵活度高，精度高，占用空间小，可应用于工作空间较小的场合。适应性受限（工作空间不规则，存在空间内位置不可达的奇异点），维护成本和价格较高。3.2机械臂构型——铰接/关节型机械臂机械臂构型通常由两个肩关节J1和J2。一个肘关节J3。以及1~3个位于操作臂末端的腕关节(J4,J5,J6)组成。灵活度高，精度高，占用空间小，可应用于工作空间较小的场合。适应性受限（工作空间不规则，存在空间内位置不可达的奇异点），维护成本和价格较高。3.2机械臂构型——铰接/关节型机械臂机械臂构型举例：UR机械臂——工作区空间UR机械臂的工作空间是球形的，它用两个同心圆表示，一个较小的标记为“推荐范围”，一个稍大的标记为“最大值”。在工作空间的中心，在基础接头的正上方和下方有一个柱子，柱子会限制机器人的运动。3.2机械臂构型——铰接/关节型机械臂机械臂构型举例：UR机械臂——外部工作区限制在推荐的到达范围内（以蓝色表示），机器人可以将工具移动到几乎任何方向的任何位置。在推荐范围之外的区域内工作但仍在最大工作区域内（以灰色表示）时，大多数位置都可以到达，但是对工具方向有限制，因为在某些情况下机器人在物理上无法达到足够远的距离。【怎么避免】将设备安排在机器人周围选择臂展更长的UR机器人。3.2机械臂构型——铰接/关节型机械臂机械臂构型举例：UR机械臂——内部工作区限制建议避免机器人基座正上方和下方的柱子中的机器人运动（在下面的动画中以灰色表示），因为由于关节在机器人手臂上的布局方式，许多位置/方向将在物理上无法到达。您可能会遇到在此圆柱体外部空间中执行线性运动的问题（以橙色表示），因为相对较慢的工具速度需要基础接头的非常高的旋转速度，从而使一些工具运动无法实现或不安全。【怎么避免】不在中心圆柱体中或靠近中心圆柱体工作尽量采用关节运动MoveJ、不要采用直线运动MoveL。3.3机械臂构型——SCARA机械臂机械臂构型SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm,中文译名:选择顺应性装配机器手臂)是一种圆柱坐标型的特殊类型的工业机器人。也称作：水平关节型机器人。SCARA机器人有3个旋转关节,其轴线相互平行,在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节,用于完成末端件在垂直于平面的运动。这类机械臂的结构轻便、响应快。可比一般关节式机械臂快数倍。载重小3.3机械臂构型——SCARA机械臂机械臂构型SCARA机械臂的结构轻便、响应快。比一般关节式机器人快数倍。一般用于不仅要求精度高，而且要求速度快的轻小型负载领域，

例如：消费类电子、汽车零部件、塑料、食品饮料和实验室在内的众多行业，

参与高速准确的拾取、放置、组装、测试检验和包装等操作工艺。3.4机械臂构型——球面坐标型机械臂机械臂构型与铰接型操作臂有很多相似之处，但是用移动关节代替了肘关节。这种设计在某些场合比铰接型操作臂更加适用。移动连杆可以伸缩，缩回时，甚至可以从后面伸出。3.5机械臂构型——圆柱面坐标型机械臂机械臂构型圆柱面坐标型操作臂由一个使手臂竖直运动的移动关节和一个带有竖直轴的旋转关节组成，另一个移动关节与旋转关节的轴正交，还有一个某种形式的腕关节。3.6机械臂构型——Delta机械臂机械臂构型Delta机器人是典型的空间三自由度并联机构，整体结构精密、紧凑，驱动部分均布于固定平台，这些特点使它具有如下特性：Delta机器人承载能力