工業機器人的機械結構系統設計

   五斗工業機器人機械結構系統由機座、手臂、手腕、末端執行器和移載裝置組成。移載裝置只在要求的工作空間很大時才有。手臂、手腕由驅動系統通過傳動機構帶動,以實現機器人末端執行器在空間中所要求的位置和姿態。

   由于五斗機器人系統自由度多,其機械系統的結構比較復雜,下面分別介紹工業機器人的機座、手臂、手腕以及末端執行器的結構特點和設計。

   五斗工業機器人的手臂和機座工業機器人的手臂由動力關節和連接桿件構成,用以支承和調整手腕和末端執行器的位置。手臂部件一般具有2-3個自由度(回轉、俯仰、升降或伸縮),包括驅動裝置、傳動機構定位導向裝置、支承連接件和檢測元件等。手臂部件自身重量較大,還要承受手腕、末端執行器和工件的重量以及在運動中產生的動載荷,故其受力情況較復雜。手臂結構形式應根據其自由度數、運動形式、承受的載荷和運動精度要求等因素來確定。機器人手臂通常支承在機座上,機座主要有回轉機座和升降機座兩種,用以實現手臂的整體回轉或升降,機座可視為一種特殊的手臂。

五斗機械人的設計要求

    1.手臂結構設計要求

1)手臂的結構和尺寸應滿足機器人完成作業任務提出的工作空間要求。工作空間的形狀

和大小與手臂的長度、手臂關節的轉角范圍密切相關(關于工作空間問題前面已討論)。

2)根據手臂所受載荷和結構的特點,合理選擇手臂截面形狀和高強度輕質材料。如常采

用空心的薄壁矩形框體或圓管以提高其抗彎剛度和扭轉剛度,減輕自身的重量?？招慕Y構內部可以方便地安置機器人的驅動系統。

3)盡量減小手臂重量和相對其關節回轉軸的轉動慣量和偏重力矩,以減小驅動裝置的負

荷;減少運轉的動載荷與沖擊,提高手臂運動的響應速度。

4)要設法減小機械間隙引起的運動誤差,提高運動的精確性和運動剛度。采用緩沖和限

位裝置提高定位精度。

    2.機座結構設計要求

1)要有足夠大的安裝基面,以保證機器人工作時的穩定性。

2)機座承受機器人全部重量和工作載荷,應保證足夠的剛度和承載能力。

3)機座軸系及傳動鏈的精度和剛度對末端執行器的運動精度影響最大。因此機座與手臂

的連接要有可靠的定位基準面,要有調整軸承間隙和傳動間隙的調整機構。

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