工业机器人与智能机器人
3、工业机器人的主要技术参数
机器人自由度的选择原则： 机器人自由度的选择原则：
机器人自由度越多，就越能接近人手的动作机能， 机器人自由度越多，就越能接近人手的动作机能， 通用性就越好，但是自由度越多，结构越复杂， 通用性就越好，但是自由度越多，结构越复杂，对机器 人的整体要求就越高，这是机器人设计中的一个矛盾。 人的整体要求就越高，这是机器人设计中的一个矛盾。 自由度的选择与生产要求有关，若批量大， 自由度的选择与生产要求有关，若批量大，操作可靠 性要求高，运行速度快，机器人自由度数可少一些， 性要求高，运行速度快，机器人自由度数可少一些，如 果要便于产品更换，增加柔性， 果要便于产品更换，增加柔性，机器人的自由度要多一 些。
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2、工业机器人的组成与运动分析
3 3 6 2 4 2 5 1 1 5 4 6
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2、工业机器人的组成与运动分析
2. 3 手部简介
工业机器人的手部(Hand)也叫做末端操作器 也叫做末端操作器(End工业机器人的手部 也叫做末端操作器 effector)，它是装在工业机器人手腕上直接抓握工件或执 ， 行作业的部件。 行作业的部件。 2.3.1 工业机器人手部的特点 (1)手部与手腕相连处可拆卸 手部与手腕相连处可拆卸; 手部与手腕相连处可拆卸 (2)手都是工业机器人末端操作器 手都是工业机器人末端操作器; 手都是工业机器人末端操作器 (3)手部的通用性比较差 手部的通用性比较差; 手部的通用性比较差 (4)手部是一个独立的部件。 手部是一个独立的部件。 手部是一个独立的部件
2.1 工业机器人组成
工业机器人通常由执行机构、驱动 传动装置 传动装置及 工业机器人通常由执行机构、驱动-传动装置及控制系统 执行机构 组成。 组成。
传动装置 驱动电机 执 行 机 构 齿轮传动 同步带传动 机器人本体部分 控制装置
5自由度焊接机器人 自由度焊接机器人
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2、工业机器人的组成与运动分析
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2、工业机器人的组成与运动分析
双吸头吸盘 多吸头吸盘 吸取瓦楞板
双吸头吸盘
双吸头架式吸盘
多吸头板式吸盘
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2、工业机器人的组成与运动分析
2、4 传感器介绍 、
（1）接近觉传感器 ） 接近觉传感器能使机器人手爪感知与物体的接近程度， 接近觉传感器能使机器人手爪感知与物体的接近程度， 当近到一定距离时能使高速搜索物体的手爪向控制系统发出 减速信号，以减少手爪和物体的冲击。 减速信号，以减少手爪和物体的冲击。 接近觉传 感器有光 学、超声 波和电磁 等几种， 等几种， 一般装在 手爪上。 手爪上。
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主要内容
1、工业机器人的由来与发展 、 2、工业机器人的组成与运动功能 工业机器人的组成与运动功能 3、工业机器人主要技术参数 工业机器人主要技术参数 4、工业机器人的应用 、 5、智能机器人简介 、
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2、工业机器人的组成与运动分析
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应用于不同领域的机器人可按照不同的功能、 应用于不同领域的机器人可按照不同的功能、 目的、用途、规模、结构、坐标、 目的、用途、规模、结构、坐标、驱动方式等分 成很多类型，目前国内外尚无统一的分类标准。 成很多类型，目前国内外尚无统一的分类标准。 按开发内容与应用，机器人可分为三大类： 按开发内容与应用，机器人可分为三大类： （1）工业机器人 ）工业机器人(industrial robot) （2）操纵型机器人 ）操纵型机器人(teleoperator robot) （3）智能机器人 ）智能机器人(intelligent robot)
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2、工业机器人的组成与运动分析
2.3.2工业机器人手部分类 工业机器人手部分类 （1）按用途分 ） • 手爪。具有一定的通用性，它的主要功能是：抓住工件， 手爪。具有一定的通用性，它的主要功能是：抓住工件， 握持工件，释放工件。 握持工件，释放工件。 • 是进行某种作业的专用工具，如喷漆枪，焊具等。 是进行某种作业的专用工具，如喷漆枪，焊具等。
（2）二自由度运动 ）
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（3） ） 三自 由度 运动
翻转
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2、工业机器人的组成与运动分析
工业机器人自由度通常指用来确定手部相对机座的 工业机器人自由度通常指用来确定手部相对机座的 位置和姿态的独立参数的数目。 位置和姿态的独立参数的数目。它等于操作机独立驱动 的关节数目。手指的开、 的关节数目。手指的开、合，以及手指关节的自由度一 般不包括在内。 般不包括在内。 自由度是反映操作机的通用性和适应性的一项重要 指标。 自由度左右， 指标。目前一般通用工业机器人大多为 5 自由度左右， 已能满足多种作业的要求。 已能满足多种作业的要求。 工业机器人的工作空间是指手腕参考点或末端操作器 安装点（不包括末端操作器）所能到达的所有空间区域， 安装点（不包括末端操作器）所能到达的所有空间区域， 一般不包括末端操作器本身所能到达的区域。 一般不包括末端操作器本身所能到达的区域。
（a）表示手指（末端执行器）； 表示手指（末端执行器）； （b）表示垂直、升降运动； 表示垂直、升降运动； （c）表示水平运动； 表示水平运动； （d）表示回转运动； 表示回转运动； （e）表示俯仰运动。 表示俯仰运动。
注意：不同的书上，运动简图的符号表示可能不一样。 注意：不同的书上，运动简图的符号表示可能不一样。
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2.1.2 手腕运动形式
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2、工业机器人的组成与运动分析
（1）单自由度运动 ）
(a)为R手腕，(b)(c)为B手腕，(d)为T手腕 为 手腕 手腕， 手腕， 为 手腕 为 手腕
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2、工业机器人的组成与运动分析
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2、3 传感器介绍 、 （4）听觉传感器 ）
听觉传感器的语言识别系统用来接收和分 析输入的语音， 析输入的语音，与储存的各种语言文字进行比 当输入的字句与内存的字句符合时， 较，当输入的字句与内存的字句符合时，机器 人即进行与该字句相应的某种动作。 人即进行与该字句相应的某种动作。
2、工业机器人的组成与运动分析
（4）关节式机器人： ）关节式机器人：
（a）直接驱动型
（b）平行连杆型
偏置型－ （c）偏置型－ puma机器人 puma机器人
（d）平面型 scara机器 －scara机器 人
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ROBOTECH SCARA机器人 机器人
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计算机技术的不断进步和发展使机器人技术的发 展一次次达到一个新水平。上至太空舱、宇宙飞船， 展一次次达到一个新水平。上至太空舱、宇宙飞船， 下至微机器人、深海开发，机器人技术已拓展到全 下至微机器人、深海开发， 球经济发展的诸多领域， 球经济发展的诸多领域，成为高科技中极为重要的 组成部分。 组成部分。 人类文明的发展、科技的进步已和机器人的研究、 人类文明的发展、科技的进步已和机器人的研究、 应用产生了密不可分的关系。 应用产生了密不可分的关系。人类社会的发展已离 不开机器人技术， 不开机器人技术，而机器人技术的进步又对推动科 技发展起着不可替代的作用。 技发展起着不可替代的作用。
2、工机器人的组成与运动分析
（2）圆柱坐标式：手部空间位置的改变 通过两个移动和 ）圆柱坐标式： 一个转动来实现。 一个转动来实现。
VERSATRAN
圆柱坐标式
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（3）球坐标型机器人：由一个直线运动和两个转动所组成 ）球坐标型机器人：
球坐标式
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3、工业机器人的主要技术参数
机器人的技术参数反映了机器人可胜任的 工作、具有的最高操作性能等情况，是选择、 工作、具有的最高操作性能等情况，是选择、 设计、应用机器人所必须考虑的问题。 设计、应用机器人所必须考虑的问题。机器人 的主要技术参数一般有 自由度、分辨率、 自由度、分辨率、 精度、重复定位精度、 精度、重复定位精度、 工作范围、最大工作速度、承载能力。 工作范围、最大工作速度、承载能力。
手爪型
工具型
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（2）按夹持原理分 ） 机械类、磁力类和真空类三种结构 三种结构。 为机械类、磁力类和真空类三种结构。
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2、工业机器人的组成与运动分析
气动手爪目前应 用最广泛。 用最广泛。 优点：结构简单、 优点：结构简单、 成本低、 成本低、容易维 修，而且开合迅 重量轻。 速，重量轻。 缺点： 缺点：空气介质 的可压缩性，使 的可压缩性， 爪钳位置控制比 较复杂。 较复杂。
V型指 型指
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2、工业机器人的组成与运动分析
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2、工业机器人的组成与运动分析
缺点： 缺点： 只能吸住铁 磁材料制成的 工件； 工件；只适用 于工件要求不 高或有剩磁也 无妨的场合 ； 高温条件下不 宜使用磁力吸 盘。
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2、工业机器人的组成与运动分析
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2、3 传感器介绍 、
（2）触觉传感器 ） 触觉传感器能使手爪感知与物体已经接触， 触觉传感器能使手爪感知与物体已经接触，产生接触信 使手爪不再继续收拢，以免损坏物体。 号，使手爪不再继续收拢，以免损坏物体。 触觉传感器有微动开关、压电材料和压电元件等几种。 触觉传感器有微动开关、压电材料和压电元件等几种。