工業機器人結構——川崎機器人

工業機器人是一種能自動操控并可重新編程予以變化的多功能機器。它有多個自由度，可用來轉移物料、零件和握持東西，以完結各種不同的作業。

工業機器人結構——川崎機器人

　　1、工業機器人的組成

　　工業機器人一般由執行組織、驅動-傳動體系、操控體系及智能體系部分組成。

　　2、機器人各部分功能

　　執行組織：是機器人賴以完結各種作業的主體部分。一般為開式空間連桿組織。

　　驅動-傳動組織：由驅動器和傳動組織組成。傳動有機械式、電氣式、液壓式、氣動式和復合式等。而驅動器有步進電機、伺服電機、液壓馬達和液壓缸等。

　　操控體系：一般由示教操作盤或操控計算機和伺服操控裝置組成。前者作用是宣布指令和諧各有關驅動器之間的運動，一起要完結編程、示教/再現以及和其它環境情況(傳感器信號)、工藝要求。外部相關設備之間的信息傳遞和和諧作業。而后者是操控各關節驅動器使各桿能按預定運動規則運動。

　　智能體系：則由感知體系和剖析決策體系組成，它分別由傳感器及軟件來完成。

　　3、機器人操作機

　　工業機器人的機械結構部分稱為操作機。它由機座、腰部、大臂、小臂、腕部及手部組成。即由手臂組織和手腕組織組成。

　　4、工業機器人的發展過程

　　第一代為示教/再現型機器人。它主要由機械體系和操控體系組成。當時工業中應用最多。

　　第二代機器人為感覺型機器人。如有力覺、觸覺和視覺等，它具有對某些外界信號進行反應調整的才能?，F在已進入應用階段。

　　第三代為智能型機器人。其尚處于徹底研究階段。

　　5、操作機的主要類型：直角坐標型;圓柱坐標型;球坐標型;關節型。

　　7、操作機的主要技術目標

　　(1)自由度

　　自由度為用來確認手部相對機座的方位和姿勢的獨立參數的數目，它等于操作機獨立驅動的關節數目。

　　自由度是反映操作機的通用性和適應性的一項重要目標?，F在一般通用工業機器人大多為5自由度左右，已能滿意多種作業的要求。

　　(2)作業空間：即操作機的作業范圍。

　　(3)靈敏度：靈敏度是指操作機結尾執行器在作業(如抓取物件)時，所能采納的姿勢的多少。若能從各個方位抓取物體，則其靈敏度最大;若只能從一個方位抓取物體，則其靈敏度最小。

　　7、操作機方位與姿勢的確認

　　(1)操作機方位和姿勢的描繪

　　構件的空間方位和姿勢是用該構件的方位列陣rij和姿勢矩陣Rij來描繪，或用該構件的方位矩陣Mij來描繪。

　　(2)兩桿間的方位矩陣

　　桿i相對與桿i-1的位姿矩陣Mi-1,i，即為坐標系i相對于坐標系i-1的改換矩陣，此法稱為D-H法。

　　8、操作機方位方程樹立及求解

　　(1)操作機位姿方程的樹立

　　操作機i的位姿矩陣方程為：M0i=M01M02…Mi-1,i，即為操作機的運動方程。

　　(2)操作機位姿方程的求解

　　機器人操作機結尾執行器的位姿剖析有兩類基本問題：

　　1)位姿方程的正解

　　已知各關節的運動參數，求結尾執行器相對參閱坐標系的方位和姿勢。

　　2)位姿方程的逆解

　　依據已給定的滿意作業要求的結尾執行器相對參閱坐標系的方位和姿勢，求各關節的運動參數。

　　這是對機器進行操控的關鍵，因而只有使各關節按逆解中求得的運動，才能使結尾執行器取得所需的方位和姿勢。

　　9、工業機器人操作組織的規劃

　　工業機器人操作機是由機座、手臂、手腕及結尾執行器等組成的機械裝置。而從機器人完結作業的方式來看，操作機個是由手臂組織、手腕組織及結尾執行器等組成的組織。其結構方案及其運動規劃是整個機器人規劃的關鍵。

　　(1)操作機手臂組織的規劃

　　手臂組織一般為2——3個自由度，要求可完成反轉、仰俯、升降或彈性三種運動形式。手臂組織規劃時，先要確認其結構型式和尺度，還需考慮各種構件的重量對其運動速度、精度及剛度的影響。

　　(2)操作機手腕組織的規劃

　　手腕組織一般為1——3個自由度，要求可完成反轉、偏擺或擺轉和仰俯三種運動形式。

　　手腕組織的規劃時，要確認其結構型式及持續尺度，并要注意誘導運動。為使其組織緊湊，要減少其重量和體積，以利于驅動傳動的布置和提高手腕動作的精確性。

　　(3)結尾執行器的規劃

　　依據不同作業使命的要求，先確認其類型和組織形式，并盡可能使其類型和組織形式，盡可能使其結構簡單、緊湊、重量輕，以減輕手臂的負載。

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