機(jī)器人驅(qū)動機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1機(jī)器人驅(qū)動機(jī)器人驅(qū)動(q dn)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)第一頁，共20頁。u液壓驅(qū)動（優(yōu)點(diǎn)）u驅(qū)動用壓力為0.514MPa，產(chǎn)生的驅(qū)動力大u結(jié)構(gòu)簡單，體積小，剛度好u由于液體的不可壓縮性，定位精度比氣壓驅(qū)動高，工作(gngzu)平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)任意位置的停止u液壓傳動中，力、速度和方向容易調(diào)整和控制u液壓驅(qū)動平穩(wěn)，可以實(shí)現(xiàn)頻繁的變速與換向u采用油液做介質(zhì)，能防銹和自潤滑，機(jī)械效率高，使用壽命長一、驅(qū)動(q dn)方式1、液壓驅(qū)動(q dn)第1頁/共19頁第二頁，共20頁。u液壓驅(qū)動（缺點(diǎn)）u油液的年度會隨溫度變化，高溫易引起燃燒爆炸等危險u液體的泄漏難克服，要求液壓元件性能高，故液壓驅(qū)動價格貴u要求供油

2、系統(tǒng)(xtng)，而且電液伺服系統(tǒng)(xtng)對液壓油的清潔度有較高要求，水、氣泡等雜質(zhì)避免u不適合高、低溫場合，故液壓驅(qū)動目前多用于特大功率的機(jī)器人系統(tǒng)(xtng)。 第2頁/共19頁第三頁，共20頁。第3頁/共19頁第四頁，共20頁。u氣壓驅(qū)動u 氣壓驅(qū)動在工業(yè)機(jī)器人中用得較多。使用的壓力通常在0.40.6MPa，最高達(dá)1Mpa，氣壓驅(qū)動的主要優(yōu)點(diǎn)是：u快速性好。這是因?yàn)閴嚎s空氣的粘性小。u氣源方便，一般工廠都有壓縮空氣站供應(yīng)壓縮空氣u廢氣可直接排入大氣，不會造成污染，所以比液壓驅(qū)動干凈。u通過調(diào)節(jié)氣量(qling)可實(shí)現(xiàn)無級變速。2、氣壓(qy)驅(qū)動第4頁/共19頁第五頁，共20頁。u氣

3、壓驅(qū)動u由于空氣的可壓縮性，氣壓驅(qū)動系統(tǒng)具有緩沖作用u結(jié)構(gòu)簡單，易于保養(yǎng)，成本低。u由于工作壓力低，所以功率質(zhì)量比小，裝置(zhungzh)體積大u基于氣體的可壓縮性，氣壓驅(qū)動很難保證較高的定位精度u使用后的壓縮空氣向大氣排放時，會產(chǎn)生噪聲u壓縮空氣含冷凝水，使得氣壓系統(tǒng)易銹蝕。在低溫下由于冷凝水結(jié)冰，有可能啟動困難第5頁/共19頁第六頁，共20頁。但與液壓驅(qū)動器相比，功率較小，剛度(n d)差，噪音大，速度不易控制，所以多用于精度不高的點(diǎn)位控制機(jī)器人。 第6頁/共19頁第七頁，共20頁。 電動機(jī)驅(qū)動是利用各種電動機(jī)產(chǎn)生的力矩和力直接或經(jīng)過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)(jgu)去驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(jgu)，以獲得

4、機(jī)器人的各種運(yùn)動。 可分為普通交、直流電機(jī)驅(qū)動、交、直流伺服電機(jī)驅(qū)動、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動等 電動驅(qū)動器的能源簡單，速度變化范圍大，效率高，速度和位置精度都很高。但多與減速裝置相聯(lián)，直接驅(qū)動比較困難(kn nn)。電刷易磨損，且易形成火花，且成本較高3、電動機(jī)驅(qū)動(q dn)第7頁/共19頁第八頁，共20頁。第8頁/共19頁第九頁，共20頁。普通電機(jī)驅(qū)動 在一些定位精度要求不高的機(jī)器人中，直流電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速，但直流電源價格較高。另外，由于普通電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量較大(jio d)，反應(yīng)靈敏性不如同功率的液壓馬達(dá)及交、直流伺服電機(jī)快。第9頁/共19頁第十頁，共20頁。直流伺服電機(jī)驅(qū)動： 直流伺服電機(jī)

5、可分有刷及無刷兩種。其優(yōu)點(diǎn)是動態(tài)特性好，它的體積小、出力大、效率高、速度可以任意選擇，可以在很寬的速度范圍內(nèi)保持高的效率。有刷伺服電機(jī)的缺點(diǎn)是因電劇的機(jī)械接觸點(diǎn)的聯(lián)接產(chǎn)生電火花，在易燃介質(zhì)下容易引起事故，并且電刷的摩擦、磨損帶來了維護(hù)和壽命的問題。直流電機(jī)常用(chn yn)于機(jī)器人中，詳細(xì)第五章第10頁/共19頁第十一頁，共20頁。 直流伺服電機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)，但它的隨著技術(shù)的進(jìn)步，近年來交流伺服電機(jī)正逐漸取代直流伺服電機(jī)而成為機(jī)器人的主要驅(qū)動器。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動多為開環(huán)控制，控制簡單(jindn)但功率不大，多用于低精度小功率機(jī)器人系統(tǒng)。第11頁/共19頁第十二頁，共20頁。u 其它驅(qū)動器 u

6、u作為(zuwi)特殊的驅(qū)動裝置，有壓電晶體、形狀記憶合金、第12頁/共19頁第十三頁，共20頁。 在機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)中，驅(qū)動器通過聯(lián)軸器帶動傳動裝置(一般為減速器)，再通過關(guān)節(jié)軸帶動桿件運(yùn)動。 機(jī)器人一般有兩種運(yùn)動關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和移(直)動關(guān)節(jié)。 為了進(jìn)行位置(wi zhi)和速度控制，驅(qū)動系統(tǒng)中還包括位置(wi zhi)和速度檢測元件。檢測元件類型很多，但都要求有合適的精度、連接方式以及有利于控制的輸出方式。對于伺服電機(jī)驅(qū)動，檢測元件常與電機(jī)直接相聯(lián)；對于液壓驅(qū)動，則常通過聯(lián)軸器或銷軸與被驅(qū)動的桿件相聯(lián)。 第13頁/共19頁第十四頁，共20頁。1碼盤；2 測速機(jī)；3 電機(jī)(dinj)；4 聯(lián)軸

7、器；5 傳動裝置；6 轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)；7 桿 8 電機(jī)(dinj)； 9 聯(lián)軸器；10 螺旋副；11 移動關(guān)節(jié)；12 電位器 (或光柵尺) 第14頁/共19頁第十五頁，共20頁。 驅(qū)動器的選擇應(yīng)以作業(yè)要求、生產(chǎn)環(huán)境為先決條件，以價格高低、技術(shù)水平為評價(pngji)標(biāo)準(zhǔn)。一般說來，目前負(fù)荷為100 kg以下的,可優(yōu)先考慮電動驅(qū)動器；只須點(diǎn)位控制且功率較小者，可采用氣動驅(qū)動器；負(fù)荷較大或機(jī)器人周圍已有液壓源的場合，可采用液壓驅(qū)動器。 對于驅(qū)動器來說，最重要的是要求起動力矩大，調(diào)速范圍寬，慣量小，尺寸小，同時還要有性能好的、與之配套的數(shù)字控制系統(tǒng)。第15頁/共19頁第十六頁，共20頁。二、驅(qū)動(q dn)機(jī)構(gòu) 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度高、摩擦小、可靠性好在結(jié)構(gòu)中盡量使用，但在行走關(guān)節(jié)中使用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)伸縮缺點(diǎn)： &高速運(yùn)動時，關(guān)節(jié)伸縮的加速度可能產(chǎn)生(chnshng)振動。 &為了增加著地點(diǎn)的靈活性，必須要加直線驅(qū)動。1、直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)(jgu) 由氣缸或液壓缸和活塞產(chǎn)生，也可以用齒輪齒條、絲杠、螺母等傳動方式把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動。2、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu) 電動機(jī)傳動裝置第16頁/共19頁第十七頁，共20頁。第17頁/共19頁第十八頁，共20頁。安裝：機(jī)械臂的各個關(guān)節(jié)處作用：在機(jī)器人停止工作時，手臂的