第二章第二章 机器人机构学机器人机构学第一第一节节 概述概述第二第二节节 机身和臂部机构机身和臂部机构第三第三节节 手腕部机构手腕部机构第四第四节节 行走部机构行走部机构第五第五节节 机器人关机器人关节节的的驱动驱动、传动传动机构机构第六第六节节 机器人的各种性能指机器人的各种性能指标标第七第七节节 并并联联机器人机器人1整理ppt第一节 概述1 机器人机构的分类2 机器人机构的运动3 机器人工作空间2整理ppt 直角坐直角坐标标型型 圆圆柱坐柱坐标标型型 球坐球坐标标型型 关关节节型型图1 四种坐标机器人第一第一节节3整理ppt 沿着三个互相垂直的轴线移动来改变手部的空间位置。其前三关节为移动关节（PPP）运动形式如图：1）直角坐标型机器人1、机器人机构的分类4整理ppt 该类操作机是通过两个移动和一个转动（RPP）来实现手部的空间位置的变化，运动形式如图所示：2）圆柱坐标型机器人5整理ppt 该类操作机用两个转动和一个移动（RRP）来改变手部的空间位置，运动形式如图所示：3）球坐标型机器人6整理ppt 这类操作机是模拟人的上臂而构成的。它的前三个关节都是转动关节（RRR），运动形式如图所示：4）关节型机器人7整理ppt2、机器人机构的运机器人机构的运动动 1）机器人的运动自由度 运动自由度的定义 以自由度分类的机器人 自由度的分布8整理ppt机器人自由度的定义定定义义：用来确定手部相对于机身位置的每个独立变化的参数，称为机器人的自由度机器人的自由度。9整理ppt以自由度分类的机器人 任一自由的空间物体，须有六个自由度描述其在空间的位置和姿态，三个正交移动轴，决定物体的位置；三个绕坐标轴 的转动，决定物体的姿态变化。 称六个自由度机器人为满满自由度机器人自由度机器人，少于六个自由度机器人为欠自由度机器人欠自由度机器人， 多于六个自由度机 器人为冗余自由度机器人冗余自由度机器人。第一第一节节10整理ppt自由度的分布 一般机器人的机身和手臂构成前三个关节，具有三个自由度，可确定手部在空间的位置，所构成的机构称位置机构位置机构； 手腕和手部构成后三个关节，具有三个自由度，可确定手部在空间的姿态，所构成的机构称之为姿姿态态机构机构。 位置机构确定机器人的 空间工作范围， 其运动称为 主运主运动动 。11整理ppt 图图2-3 PUMA操作机的各个自由度操作机的各个自由度 1机座机座 2腰部腰部 3臂部臂部 4腕部腕部 5手部手部12整理ppt2）机器人的运动范围指机器人手腕在空间运动图形及其大小，运动范围取决于臂部的自由度。13整理ppt3）机器人的各种运动形式 （1）直移型：）直移型：直线运动L 伸缩运动E （2）回）回转转型：型：扭角运动T 摆角运动R第一第一节节14整理ppt3、 机器人工作空间1）定）定义义： 手腕部坐标系原点PW能在空间活动的最大活动范围。又称可达空间 ，或总工作空间，记W(PW) 。 15整理ppt直角坐直角坐标标机器人的机器人的工作空工作空间间示意示意图图 16整理ppt圆圆柱坐柱坐标标机器人的机器人的工作空工作空间间示意示意图图 17整理ppt球坐球坐标标机器人的机器人的工作空工作空间间示意示意图图 18整理pptPUMA机器人机器人工作空工作空间间示意示意图图 19整理ppt2）灵活工作空间灵活工作空灵活工作空间间：末端执行器可以任意姿态达到 的工作空间，记作WP(P)。 类灵活工作空间以全方位到达， 类灵活工作空间只能以有限个方位到达。次灵活工作空次灵活工作空间间：总工作空间去掉灵活工作空 间的部分，WS(P)。20整理ppt3）奇异形位 W(P)总工作空间的边界点所对应的机器人的位置和姿态，及机器人工作空间内部使机械产生干涉的位置和姿态。21整理ppt 4）两个基本问题 1）正正问问题题：给出某一结构形式和结构参数的操作机以及关节变量的变化范围，求工作空间，称工作空间分析。 2）逆逆问问题题：给出某一限定的工作空间，求操作机的结构形式，参数和关节变量的变化范围，称工作空间的综合 。22整理ppt5）确定工作空间的方法（1）解析法解析法 用数学模型计算工作空间的边界（2）图图解法解法 国标规定了工作空间的几何作图法 结构限制分析 画出工作空间的主剖面（xoz剖面） 画出工作空间的俯视剖面（xoy剖面）23整理ppt第二节 机身和臂部机构1、机身和臂部的作用2、机身和臂部机构设计的特点3、机身结构4、臂部结构24整理ppt1、机身和臂部的作用1）机身定机身定义义：机身是连接、支承手臂及行走机构的部件 作用作用：臂部的驱动装置或传动装置安装在机身上。 类类型型：机身有固定式和行走式两种。2）手臂定手臂定义义：手臂部件是连接机身和手腕的部件。 作用作用：支承腕部和手部，带动手及腕在空间运动。 特点特点：结构类型多、受力复杂。25整理ppt2、机身和臂部机构设计的特点1）刚刚度度 ：为了得到较高的精度，机器人机身和手臂的机械结构刚度比强度更重要。刚度可分为结构刚度、支承刚度、伺服刚度等。 根据受力情况，合理选择截面形状与尺寸； 提高支承刚度和接触刚度； 合理布置作用力的位置和方向； 26整理ppt2）精度）精度 ：机器人的精度可分为绝对精度和重复定位精度。机器人终端执行器（手部）的精度与臂和机身的位置精度密切相关。影响机器人精度的因素有： 刚度 制造和装配精度 手腕部在手臂上的连接和定位方式 运动部件的导向精度27整理ppt3）平）平稳稳性性 ：机身和臂部的运动多、质量较大、当负荷大且高速运行时，由于运动状态变化，将产生冲击和振动。应采取有效的缓冲装置以吸收冲击能量。 运动部件力求结构紧凑、重量轻； 减少重心布置不当而造成的偏心附加力矩；4）其他：）其他：对特殊要求的要有相应措施，如防爆、防尘、防水、防真空、防辐射、防腐蚀等。28整理ppt3、机身和臂的配置形式及结构 机身是支承手、臂且带其运动的部件，由于机器人的运动形式、使用条件 、负荷能力各不相同，所采用的驱动装置，传动机构、导向装置亦不同，使机器人机身有很大差异，结构十分复杂。 分分类类: 1)横梁式横梁式 2)立柱式立柱式 3)屈伸式屈伸式 4)类类人型人型;垂直平面屈伸垂直平面屈伸水平平面屈伸水平平面屈伸（SCARA）空空间间屈伸屈伸29整理ppt基座与立柱基座与立柱结结构构图图 30整理pptPUMA-262型机器人 31整理ppt4、臂部结构 臂部主要包括臂杆，以及自身屈伸、伸缩、自转等运动有关的传动、驱动、导向定位、支录、位置检测元件等，主要结构有： 伸伸缩缩型型 伸伸缩缩与旋与旋转转型型 屈伸型屈伸型 弹弹性手臂性手臂 柔性手臂柔性手臂32整理ppt手臂的结构形式(a)、 (b) 单臂式; (c) 双臂式； (d) 悬挂式 33整理ppt双臂机器人的手臂结构 34整理ppt手臂俯仰驱动缸安置示意图 35整理ppt铰接活塞缸实现手臂俯仰运动结构示意图 36整理ppt第三节 手腕部机构1、 概述概述2、手部手部机构机构3、腕部机构、腕部机构37整理ppt1、 概述概述 （1）手部：手部：是最重要的执行机械，工业机器人 手部可分为： 1.夹持类 2.吸附类 （2）腕部腕部： 1.完成手部的俯仰，摆动和旋转； 2.智能机器人腕部具有力、力矩传感器。38整理ppt 2、手部机构1）夹钳式手部的组成 手指手指 传动传动机构机构 驱动驱动装置装置39整理ppt夹钳式手部的组成 40整理ppt斜楔杠杆式手部 41整理ppt双支点连杆杠杆式手部 42整理ppt齿条齿轮杠杆式手部 43整理ppt直线平移型手部 44整理ppt四连杆机构平移型手部结构 45整理ppt真空吸附取料手 46整理ppt2 2）设计设计要点要点 开开闭闭范范围围； 夹紧夹紧力力； 定位精度定位精度； 结结构构紧紧凑，重量凑，重量轻轻，效率高，效率高； 通用性和可通用性和可换换性性；第三第三节节47整理ppt气动换接器与专用末端操作器库 48整理ppt专用末端操作器库 49整理ppt多工位末端操作器换接装置(a) 棱锥型； (b) 棱柱型 50整理ppt3）手指 手指形状手指形状V型手指 尖、薄、长型手指 平面型手指 特型手指 指面形状指面形状 光滑柔性 齿形 手指材料手指材料51整理ppt4）传动机构 设计设计要点要点 传力比； 传动效率； 传动比； 精度； 动作范围； 回回转转型型 斜楔杠杆式 连杆杠杆式 滑槽杠杆式 齿轮、齿条杠杆式 平移型平移型 平面平行移动机构 直线往复移动机构第三第三节节52整理ppt5）其他结构形式的手部 钩钩托式托式 弹弹簧式簧式 气吸式气吸式 磁吸式磁吸式 挠挠性性第三第三节节53整理ppt6）类人机器人手部关节式手指 贝贝 尔尔 格格 莱莱 德德 手手 指指第三第三节节54整理ppt这这是是一一个个典典型型的的类类人人手手指指第三第三节节55整理ppt3、 腕部、关节部结构 1）关节的作用和分类 作作用用：关节将机器人的各构件连接起来，机器人各构件间的相对运动，通过驱动、传动装置在各关节上实现的。主要有运动传递和力 传递。 分分类类：旋转型关节和直线移动型关节腕关节在机器人中很重要，以下主要讨论腕关节。第五第五节节56整理ppt2） 关节设计要点 力求力求结结构构紧紧凑，重量凑，重量轻轻：关节的结构、重量、动力载荷直接影响机器人的结构、重量和性能。 尤其是腕关节， 处于手臂的末端 有2-3个自由度和驱动装置 需较大的力矩和尽量轻的重量 综综合考合考虑虑，合理布局：，合理布局： 需要考虑强度、刚度、制造、装配、精度和、控制可靠性。 须须考考虑虑腕部的工作条件腕部的工作条件 如高低温、腐蚀性、防暴、防尘、防渗。57整理ppt3）关节部结构单自由度手腕二自由度手腕三自由度手腕58整理ppt单自由度手腕SCARA机器人机器人59整理ppt二自由度手腕 r = (A B )/2 p = (A + B )/2Pitch-Roll 球形二自由度手腕60整理ppt汇交式两自由度手腕61整理ppt偏置式两自由度手腕62整理ppt 三自由度手腕垂直相交三自由度手腕63整理ppt汇交型三自由度手腕64整理ppt球形汇交型三自由度手腕65整理ppt偏交型三自由度手腕66整理ppt回形偏交型三自由度手腕67整理pptPT-600型弧焊机器人手腕结构图 68整理pptKUKA IR-662/100型机器人手腕装配图 69整理ppt第四节 行走部机构1 概述2运行车式行走机构70整理ppt1概述 机器人可分为固固定定型型和行行走走型型 两种。工业机器人一般为固定式，而目前在开发研制的海洋水下机器人，原子能工业、空间机器人、军用机器人，都将是可移动的。71整理ppt海洋水下机器人核工业原子能反应唯用机器人空间机器人军用机器人医疗福利机器人服务机器人移动式搬运机器人移动式固定式工业机器人焊接喷漆上下料机器人72整理ppt轮式移动（包括履带式）机器人步行移动（多足）机器人推进器或喷射式移动机器人可移动机器人驱动装置传动装置位置检测传感器 行走部机构包括73整理ppt2 运行车式行走机构（1）车轮式行走机构（2）履带式行走机构（3）步行式行走机构74整理ppt （1）车轮式行走机构1）车轮式动作稳定，自动操纵简单，在FMS或自动仓库中作搬运小车用得 较多，适合室内平地行走。2）车轮式行走机构有3轮，4轮，或6轮等3）车轮式行走机构采用的转向机构：采用自位轮和主动轮差动转向将会有角度误差。采用驱动转向轮，静止状态阻力大。75整理ppt三轮车型移动机器人机构 76整理ppt三组轮 77整理ppt四轮车的驱动机构和运动 78整理ppt三角轮系的机构图 79整理ppt全方位移动车的移动方式(a) 全方位方式； (b) 转弯方式; (c) 旋转方式; (d) 制动方式 80整理ppt（2）履带式行走机构 履带式行走机构适合于野外作业，军用机器人，及各种勘探及探险，适应各种地形，爬坡可达45，可以爬楼梯。81整理ppt适应地形的履带 82整理ppt（3）步行式行走机构1）概述2）四脚和多脚步行机构3）脚-车混合行走机构4）两脚步行式行走机构83整理ppt（1 1）步行式行走机构的）步行式行走机构的优优点点 可在高低不平的地段上行走。 脚的主动性可保持平衡，不随地面晃动。 在柔软的地面上运动、效率不显著降低。1）概述84整理ppt火星探测用小漫游车 85整理ppt（2）动步行与静步行静步行：机器人重心始终落在支持于地面的几只脚所圈成的多边形面积内。动步行：有时重心落在支撑面积外，利用重力和惯性力，作为步行的动力，步行速度快、耗能少。（3）脚数与关节自由度数 步行机器人的脚数从两脚到七脚，静步行须四脚以上，各脚的自由度数不少于3个。86整理ppt2）四脚和多脚步行机构 对于四脚以上的步行机构，若脚摆动机构的速度为V，则脚落地时间与离地时间比为： ：为脚占定因数 k：为机器人脚数故四脚的最大行走速度（静步行）而六脚的最大行走速度则为 87整理ppt四脚步行机器人步态2 13 42 13 42 13 42 13 488整理ppt3）两脚步行式行走机构1）优优点：点：有最好的适应性，与人类相似的优越性。人类幻想的高级智能机器人的行走机构。2）控制：）控制： 无论是静步行或动步行，控制都困难，犹如倒摆测出各物理量，控制机构连杆的相对角利用脚尖在地面上的反作用力测重心的位置3）静、）静、动动步行步行第四第四节节89整理ppt八自由度两脚步行机器人步行特征90整理ppt八自由度两脚步行机器人步行特征91整理ppt第五节 机器人关节的驱动、传动机构1、 机器人的机器人的驱动驱动机构机构2、机器人的机器人的传动传动机构机构92整理ppt1. 机器人的驱动机构 驱动装置是使机器人各部件动作的动力源，目前常见的有： （1）液压驱动 （2）气压驱动 （3）电机驱动 （4）其他驱动方式93整理ppt（1）液压驱动 1）液液压驱动压驱动：是高压油作为工作介质，推动直线或旋转的油缸进行工作的, 在一个液压驱动系统中其主要的部件如下： 直直线线液液压压缸缸：在高压油的作用下，可作直线往复运动， 摆动摆动缸：缸：在高压油的作用下可产生一定角度的摆动。 电电液伺服液伺服阀阀：可精确地控制油路的开关、并可控制供油量的大小，以便对液压缸进行精确的控制，并可以根据位置传感器和速度传感器反馈的信号进行闭环控制。 2) 应应用：用： 目前在负荷较大的搬运机器人和喷涂机器人应用较多。94整理ppt（2）气压驱动 在所有的驱动方式中，气压驱动是最简单的，在工业中应用很广，其组成与液压驱动相似。 可以用机械的档次实现点到点的控制，并能达到较高的精度, 虽然达到高精度的伺服控制较难，但目前已经用微处理机直接控制的气动马达，定位精度在1mm。 在机器人中主要用于各种气动手爪，以及小型机器人的驱动。第五第五节节95整理ppt（3）电机驱动电动驱动在机器人中的应用可以分成三种： 直流电机组成伺服控制系统； 交流（或）无刷直流电机组成伺服控制系统；步进电机驱动的开环数字控制系统。 96整理ppt（4）其他驱动方式气囊式人工肌肉磁致伸缩驱动形状记忆合金（SMA）驱动器压电晶体驱动器97整理ppt新型的新型的驱动驱动方式方式1. 1. 磁致伸磁致伸缩驱动缩驱动铁铁磁磁材材料料和和亚亚铁铁磁磁材材料料由由于于磁磁化化状状态态的的改改变变, , 其其长长度度和和体体积积都都要要发发生生微微小小的的变变化化, , 这这种种现现象象称称为为磁磁致致伸伸缩缩。2020世世纪纪6060年年代代发发现现某某些些稀稀土土元元素素在在低低温温时时磁磁伸伸率率达达300010300010-6-610 10 0001000010-6-6, ,人人们们开开始始关关注注研研究究有有适适用用价价值值的的大大磁磁致致伸伸缩缩材材料料。 研研究究发发现现,TbFe,TbFe2 2( (铽铽铁铁) )、SmFeSmFe2 2( (钐钐铁铁) )、DyFeDyFe2 2( (镝镝铁铁) )、 HoFeHoFe2 2( (钬钬铁铁) )、TbDyFeTbDyFe2 2( (铽铽镝镝铁铁) )等等稀稀土土铁铁系系化化合合物物不不仅仅磁磁致致伸伸缩缩值值高高, , 而而 且且 居居 里里 点点 高高 于于 室室 温温 , , 室室 温温 磁磁 致致 伸伸 缩缩 值值 为为 100010100010-6-6250010250010-6-6, , 是是传传统统磁磁致致伸伸缩缩材材料料如如铁铁、镍镍等等的的1010100100倍倍。 这这类类材材 料料 被被 称称 为为 稀稀 土土 超超 磁磁 致致 伸伸 缩缩 材材 料料 (Rear (Rear Earth Earth GiaGiant MagnetoStrictive Materials, 缩缩写写为为RE-GMSM)。 98整理ppt这这一一现现象象已已用用于于制制造造具具有有微微英英寸寸量量级级位位移移能能力力的的直直线线电电机机。 为为使使这这种种驱驱动动器器工工作作, , 要要将将被被磁磁性性线线圈圈覆覆盖盖的的磁磁致致伸伸缩缩小小棒棒的的两两端端固固定定在在两两个个架架子子上上。当当磁磁场场改改变变时时, , 会会导导致致小小棒棒收收缩缩或或伸伸展展, , 这这样样其其中中一一个个架架子子就就会会相相对对于于另另一一个个架架子子产产生生运运动动。 一一个个与与此此类类似似的的概概念念是是用用压压电电晶晶体体来来制制造造具具有有毫毫微微英英寸寸量量级级位位移移的直的直线电线电机。机。 美国波士美国波士顿顿大学已大学已经经研制出了一台使用研制出了一台使用压电压电微微电电机机驱动驱动的的机器人机器人“机器机器蚂蚁蚂蚁”。 “机器机器蚂蚁蚂蚁”的每条腿是的每条腿是长长1 mm或不到或不到1 mm的硅杆，的硅杆， 通通过过不不带传动带传动装置的装置的压电压电微微电电机来机来驱动驱动各条腿运各条腿运动动。 这这种种“机器机器蚂蚁蚂蚁”可用在可用在实验实验室中收集放射性室中收集放射性的的尘尘埃以及从活着的病人体中收取患病的埃以及从活着的病人体中收取患病的细细胞。胞。 99整理ppt2. 2. 形状形状记忆记忆金属金属有有一一种种特特殊殊的的形形状状记记忆忆合合金金叫叫做做Biometal(Biometal(生生物物金金属属), ), 它它是是一一种种专专利利合合金金, , 在在达达到到特特定定温温度度时时缩缩短短大大约约4%4%。 通通过过改改变变合合金金的的成成分分可可以以设设计计合合金金的的转转变变温温度度, , 但但标标准准样样品品都都将将温温度度设设在在9090左左右右。 在在这这个个温温度度附附近近, , 合合金金的的晶晶格格结结构构会会从从马马氏氏体体状状态态变变化化到到奥奥氏氏体体状状态态, ,并并因因此此变变短短。然然而而, ,与与许许多多其其他他形形状状记记忆忆合合金金不不同同的的是是, ,它它变变冷冷时时能能再再次次回回到到马马氏氏体体状状态态。如如果果线线材材上上负负载载低低的的话话, ,上上述述过过程程能能够够持持续续变变化化数数十十万万个个循循环环。实实现现这这种种转转变变的的常常用用热热源源来来自自于于当当电电流流通通过过金金属属时时,金金属属因因自自身身的的电电阻阻而而产产生生的的热热量量。结结果果是是, ,来来自自电电池池或或者者其其他他电电源源的的电电流流轻轻易易就就能能使使生生物物金金属属线线缩缩短短。这这种种线线的的主主要要缺缺点点在在于于它它的的总总应应变变仅仅发发生生在在一一个个很很小小的的温温度度范范围围内内, ,因因此此除除了了在在开开关关情情况况下下以以外外, , 要精确控制它的拉力很困要精确控制它的拉力很困难难, ,同同时时也很也很难难控制位移。控制位移。 100整理ppt（5）驱动方式的选择 机器人驱动器要求启动力矩大、调速范围宽、惯量小 选择驱动方式：负荷为2000N以下采用电动驱动方式 小功率点位控制采用气动驱动方式 大功率大力矩采用液压驱动方式选择驱动器容量：额定速度时的额定功率 关节加减速时加速功率 最不利形位时的负载力矩101整理ppt2. 机器人的传动机构 1）常用传动机构类型和特点(1) 齿轮类传动：主要有齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条 优点：响应快、扭矩大、刚性好缺点：传动有间隙、故回差大，精度低 应用：腰、腕关节(2) 链索类传动：主要有链条、齿形带、钢带优点：无间隙、刚度与张紧装置有关，力矩较大缺点：速比小，齿形带和钢带适用于小负载应用：腕关节102整理ppt2) 2) 滚滚珠珠丝丝杠螺母副杠螺母副 使丝杠与螺母之间由滑动摩擦度为滚动摩擦的一种螺旋转动在数控机床和机器人中应用较为广泛。(1)结构组成： 滚珠丝杠螺母副可分为内循环和外循环两种。为消除回差，螺母分成两段，采用双螺母预紧消除间隙的方式，以垫片、锁紧螺母、齿差调整两段螺母的相对位置。(2)特点：摩擦系数小且动静摩擦系数差小，效率高且逆传动效率也高，灵敏度高、传动平移、磨损小、寿命长。103整理ppt滚球丝杠副 104整理ppt3)3)谐谐波波齿轮齿轮减速器减速器(1) 原理和结构三大基本构件：刚轮、柔轮、波发生器刚轮固定时减速比： 刚轮固定时减速比：Zb ：柔轮齿数 Zg ：刚轮齿数105整理ppt(2) (2) 特点：特点：优点：传动比大，单级可为50300，两级可达 20000。传动平稳，承载力高。多齿啮合磨 损小，传动效率可达0.85，传动精度高。 回差小，一般可小于 ，实现无回 差传动。缺点：杯式柔轮刚度较低。106整理ppt谐波齿轮传动 107整理ppt4) RV4) RV摆线针轮传动摆线针轮传动(1)工作原理：由一级行星轮系再串联一级摆线轮减速器组合而成。(2)特点：除了谐波传动优点外，最显著的特点是刚性好。108整理ppt工工业业机器人常用机器人常用传动传动方式的比方式的比较较与分析与分析 109整理ppt110整理pptPUMA 562机器人的传动示意图 111整理ppt 第六节 机器人的规格及主要性能指标1.有关有关负负荷方面的性能指荷方面的性能指标标：(1) 额定负荷：在正常运行条件下施加到手腕部的 最大负荷的容许值，包括末端执行 器、附件和惯性力。(2)限定负荷：机器人机构部分不发生破坏或不出 故障时手腕外所能承受的最大负荷。(3)最大推力和最大扭矩：指单轴的最大推力或最 大扭矩112整理ppt2.有关运有关运动动方面的性能指方面的性能指标标(1) 自由度(2) 单轴最大工作范围和工作速度(3) 合成速度：表现为手腕中心的线速度113整理ppt3.有关几何空有关几何空间间方面的性能指方面的性能指标标(1)工作空间(2)灵活度：表示机器人在工作空间各点抓取物 体的灵活程度。用末杆位姿图最能 直观而准确地表示这一特点。第六第六节节114整理ppt4. 有关精度方面的性能指有关精度方面的性能指标标(1)位姿精度(2)距离精度(3)轨迹精度 前三项统称定位精度(4)位置重复精度115整理ppt5. 有关有关动动力源和控制方面的性能指力源和控制方面的性能指标标(1)驱动方式：(2)控制方式：开环、闭环、点位、连续轨迹(3)计算机容量(4)插补方式(5)编程方式(6)分辨率：指操作机各轴可有效反应的最小 距离或角度。116整理ppt6.6.产产品品样样本本117整理ppt第七节 并联机器人1、 并并联联机器人的定机器人的定义义2、 并并联联机器人的特点机器人的特点3、 并并联联机器人的机器人的应应用用4、 并并联联机器人的机器人的发发展展趋势趋势118整理ppt1、并联机器人的定义 1978年，澳大利亚著名教授Hunt提出了可应用6自由度的Stewart平台机构作为机器人机构。Stewart平台机构是一种典型的并联机构，1965年由Stewart提出，是作为飞行模拟器用于训练飞行员的。 并联机器人从结构上看，是用6根支杆将上下平台连接而形成。这6根支杆可以独立自由的伸缩，它分别用球铰和虎克铰与上下平台连接，从而有6个独立的运动，即有6个自由度，可在三维空间做任意的移动和任意的转动。119整理pptStewart 机构机构120整理ppt2、并联机器人的特点 1)并联式结构比串联式相比，刚度大多了，而且结构稳定。 2)由于刚度大，在相同条件下，并联式的承载能力很高。 3)串联式末端件的误差是各个关节误差的累积和放大，因而误差大而精度低。而并联式则没有累积误差误差小而精度高。 4)串联式机器人的驱动电机都放在臂上。系统惯性大；而并联式机器人的驱动电机置于机座上，减小 了运动负荷。 5)串联机构正解容易，反解困难；而并联机构正解困难，反解容易。 由此可见，串串联联式与并式与并联联式形成了式形成了鲜鲜明的明的对对比。他比。他们们的关的关系是系是“对对偶偶”关系。关系。121整理ppt3、并联机器人的应用 因为并联机器人与串联机器人是互补的关系，因而并联机器人的应用范围也十分的广阔。 1）工业上，可用于汽车总装线上安装车轮 2）可用于飞船对接器的对接结构 3）可用于困难的地下工程 4）可作为6自由度数控加工中心 5）可作为微动机构或微型机构122整理ppt4、并联机器人的发展趋势 并联机器人是一类全新结构的机器人，并联机器人机构问题属于空间多自由度多环机构学理论的新分支。 由于空间并联机构较为复杂和具有很大的特殊性，所以研究并联机器人具有特殊重要的意义。 并联机器人将主要用于多机器人协调、特殊要求或危险环境的多足步行机、新一代的灵巧的多关节多指手爪。第三章第三章123整理ppt此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！