机器人技术 Robotics Technology 第二章:机器人的结构 授课人:张毅
CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS 机器人技术 Robotics Technology 第二章：机器人的结构 授课人：张毅
机器人操作臂 机器人的机构是指机器人的主机结构,通常它 是由手臂、手腕、手爪和行走机构组成的。接下 来主要介绍机器人的手臂、手腕、手爪机构。 ●操作臂的坐标形式与外形结构 ●手腕的传动与结构 ●手爪的型式和机构 ●移动机械臂 ●其他类型机器人 2△彥撑
2 机器人操作臂 机器人的机构是指机器人的主机结构， 通常它 是由手臂、手腕、手爪和行走机构组成的。接下 来主要介绍机器人的手臂、手腕、手爪机构。 操作臂的坐标形式与外形结构 手腕的传动与结构 手爪的型式和机构 移动机械臂 其他类型机器人
机器人的外形结构可以有多种形式,通常 是由关节把连杆串连起来的开链机构。最常用 的机器人关节有两种形式:旋转关节和移动关 节。 机器人手臂的3个关节连接3个连杆,形成 定位机构,可分成以下几种最简单的类型。 直角坐标式 >关节式 > SCARA机器人 球坐标式 >圆拄坐标式 3庄大
3 机器人的外形结构可以有多种形式，通常 是由关节把连杆串连起来的开链机构。最常用 的机器人关节有两种形式：旋转关节和移动关 节 。 机器人手臂的 3个关节连接 3个连杆，形成 定位机构，可分成以下几种最简单的类型 。 直角坐标式 关节式 SCARA机器人 球坐标式 圆拄坐标式
直角坐标式 直角坐标式的手臂构形最简单,如图所示 关节1~3是移动关节,关节轴线相互垂直,相当 于笛卡儿坐标的X、Y和Z方向。 这种构形的主要特点是 1)结构刚度高,多做成大型龙门式 的机器人。 2)三个关节的运动是相互独立的, 没有耦合,不影响手爪的姿态,运动简 单,不产生奇异状态。 3)使用这种机器人时,它的进料装 置和夹具等必须装在机器人中间,因此 对这些装置有一定限制。 4)占地面积大,动作范围小。 5)它的控制方案和数控机床类似。 6操作灵活性较差。 4△彥
4 一、直角坐标式 直角坐标式的手臂构形最简单，如图所示， 关节1～3是移动关节，关节轴线相互垂直，相当 于笛卡儿坐标的X、Y和Z方向。 这种构形的主要特点是： 1)结构刚度高，多做成大型龙门式 的机器人。 2)三个关节的运动是相互独立的， 没有耦合，不影响手爪的姿态，运动简 单，不产生奇异状态。 3)使用这种机器人时，它的进料装 置和夹具等必须装在机器人中间，因此 对这些装置有一定限制。 4)占地面积大，动作范围小。 5)它的控制方案和数控机床类似。 6)操作灵活性较差
二、关节式 它由两个肩关节一个脉关节和两个或三个腕关节组成。其中,一个肩关 节绕铅直轴旋砖,另一个肩关节在垂直平面内实现俯仰,这两个肩关节轴 正交。肘关节轴平行于实现仰俯运动的肩关节轴。这种构形的主要特点是 1)动作灵活。 2)在作业空间内手臂的干涉最小,工作空间大。 3)关节上的相对运动部位容易密封防尘。 4)结构紧凑,占地面积小。 5进行控制时,计算量比较大,确定末端件的位姿不直现。 a》直接驱动 平行连杆式 c】关节悔置式
5 二、关节式 它由两个肩关节一个肘关节和两个或三个腕关节组成。其中，一个肩关 节绕铅直轴旋砖，另一个肩关节在垂直平面内实现俯仰，这两个肩关节轴 正交。肘关节轴平行于实现仰俯运动的肩关节轴。这种构形的主要特点是 ： 1)动作灵活。 2)在作业空间内手臂的干涉最小，工作空间大。 3)关节上的相对运动部位容易密封防尘。 4)结构紧凑，占地面积小。 5)进行控制时，计算量比较大，确定末端件的位姿不直现