工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用(教案)2-工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制

1、1第二章工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制章節(jié)目錄章節(jié)目錄2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成2.1.1操作機(jī)2.1.2控制器2.1.3示教器2.2工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)入案例課堂認(rèn)知擴(kuò)展與提高本章小結(jié)思考練習(xí)2.3工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制2.3.1機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)問題2.3.2機(jī)器人的點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)…2.3.3機(jī)器人的位置控制課前回顧課前回顧何為工業(yè)機(jī)器人？工業(yè)機(jī)器人具有幾個(gè)顯著特點(diǎn)，分別是什么？工業(yè)機(jī)器人的常見分類有哪些，簡(jiǎn)述其行業(yè)應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目

2、標(biāo)認(rèn)知目標(biāo)熟悉工業(yè)機(jī)器人的常見技術(shù)指標(biāo)掌握工業(yè)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)組成及各部分的功能了解工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制能力目標(biāo)能夠正確識(shí)別工業(yè)機(jī)器人的基本組成能夠正確判別工業(yè)機(jī)器人的點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)和連續(xù)路徑運(yùn)動(dòng)導(dǎo)入案例導(dǎo)入案例國(guó)產(chǎn)機(jī)器人競(jìng)爭(zhēng)力缺失關(guān)鍵技術(shù)是瓶頸眾所周知，中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)由于先天因素，在單體與核心零部件仍然落后于日、美、韓等發(fā)達(dá)國(guó)家。雖然中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)過30年的發(fā)展，形成了較為完善的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍存在較大差距，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)依然薄弱，關(guān)

3、鍵零部件嚴(yán)重依賴進(jìn)口。整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游核心零部件（主要是機(jī)器人三大核心零部件——伺服電機(jī)、減速器和控制系統(tǒng)，相當(dāng)于機(jī)器人的“大腦”）、中游機(jī)器人本體（機(jī)器人的“身體”）和下游系統(tǒng)集成商（國(guó)內(nèi)95%的企業(yè)都集中在這個(gè)環(huán)節(jié)上）三個(gè)層面。課堂認(rèn)知課堂認(rèn)知2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成第一代工業(yè)機(jī)器人主要由以下幾部分組成：操作機(jī)、控制器和示教器。對(duì)于第二代及第三代工業(yè)機(jī)器人還包括感知系統(tǒng)和分析決策系統(tǒng)，它們分別由傳感器及軟件實(shí)現(xiàn)。3(1

4、)機(jī)械臂關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械臂是由關(guān)節(jié)連在一起的許多機(jī)械連桿的集合體。實(shí)質(zhì)上是一個(gè)擬人手臂的空間開鏈?zhǔn)綑C(jī)構(gòu)，一端固定在基座上，另一端可自由運(yùn)動(dòng)，由關(guān)節(jié)連桿結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的機(jī)械臂大體可分為基座、腰部、臂部（大臂和小臂）和手腕4部分。1)基座基座是機(jī)器人的基礎(chǔ)部分，起支撐作用。2)腰部腰部是機(jī)器人手臂的支承部分。3)手臂手臂是連接機(jī)身和手腕的部分，是執(zhí)行結(jié)構(gòu)中的主要運(yùn)動(dòng)部件，亦稱主軸，主要用于改變手腕和末端執(zhí)行器的空間位置。4)手腕手腕是連接

5、末端執(zhí)行器和手臂的部分，亦稱次軸，主要用于改變末端執(zhí)行器的空間姿態(tài)。(2)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)使工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。它按照控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào)，借助于動(dòng)力元件使機(jī)器人產(chǎn)生動(dòng)作，相當(dāng)于人的肌肉、筋絡(luò)。機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)方式主要有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電氣驅(qū)動(dòng)三種基本類型。目前，除個(gè)別運(yùn)動(dòng)精度不高、重負(fù)載或有防爆要求的機(jī)器人采用液壓、氣壓驅(qū)動(dòng)外，工業(yè)機(jī)器人大多采用電氣驅(qū)動(dòng)，而其中屬交流伺服電機(jī)應(yīng)用最廣，且驅(qū)動(dòng)器布置大都采用一個(gè)關(guān)節(jié)一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。三