目录

  • 1 绪论
    • 1.1 机器人的基本概念
    • 1.2 机器人的发展概况
    • 1.3 机器人的分类
    • 1.4 工业机器人的技术参数
  • 2 工业机器人的本体结构设计
    • 2.1 工业机器人的总体设计
    • 2.2 工业机器人的驱动与传动
    • 2.3 机身及臂部设计
    • 2.4 腕部设计
    • 2.5 手部设计
  • 3 工业机器人的运动学
    • 3.1 物体在空间中的位姿描述
    • 3.2 齐次坐标变换
    • 3.3 变换方程的建立
    • 3.4 工业机器人连杆参数及其变换矩阵
    • 3.5 工业机器人的运动学方程
  • 4 工业机器人静力学及动力学分析
    • 4.1 工业机器人速度雅可比与速度分析
    • 4.2 机器人静力学分析
    • 4.3 机器人动力学分析
  • 5 工业机器人轨迹规划
    • 5.1 工业机器人轨迹规划
    • 5.2 关节空间法
    • 5.3 直角坐标空间法
    • 5.4 轨迹的实时生成
  • 6 地面移动机器人
    • 6.1 移动机器人的类型及特点
    • 6.2 轮式移动机器人
    • 6.3 履带式移动机器人
    • 6.4 步行机器人
  • 7 多指灵巧手
    • 7.1 多指灵巧手的结构设计
    • 7.2 单指机构的运动学模型
    • 7.3 多手指协调运动学分析
    • 7.4 三指位姿方程的逆向解
    • 7.5 灵巧手的静力学分析
  • 8 并联机器人
    • 8.1 并联机器人的定义与特点
    • 8.2 典型的并联机构
    • 8.3 并联机构自由度的计算
    • 8.4 并联机构的位置分析
  • 9 工业机器人的感知
    • 9.1 工业机器人传感器概述
    • 9.2 位置和位移传感器
    • 9.3 机器人的视觉技术
    • 9.4 机器人的触觉
  • 10 机器人的控制系统
    • 10.1 机器人控制系统与控制方式
    • 10.2 基于运动坐标的控制
    • 10.3 基于运动参数的控制
    • 10.4 机器人的智能控制系统
  • 11 安川机器人
    • 11.1 认识安川机器人
    • 11.2 手动操作机器人
    • 11.3 NX100 HP6机器人菜单讲解
    • 11.4 机器人编程教导
    • 11.5 应用设定
    • 11.6 常见异常情况处理
    • 11.7 保养与备品
  • 12 ABB机器人
    • 12.1 认识ABB机器人
    • 12.2 系统安全及环境保护
    • 12.3 机器人示教
    • 12.4 机器人启动
    • 12.5 机器人自动生产
    • 12.6 编程与测试
    • 12.7 输入输出信号
    • 12.8 系统备份与冷启动
    • 12.9 文件管理
典型的并联机构

  并联机构是由运动副和构件按一定方式连接而成的闭环机构,其动平台或称末端执行器通过至少两个独立的运动链与机架相连接。必备的要素如下: 

(1) 末端执行器必须具有运动自由度;

(2) 末端执行器通过几个相互关联的运动链或分支与机架相连接;

(3) 每个分支或运动链由唯一的移动副或转动副驱动。

  常见的并联机构有Stewart平台、Delta并联机器人和Tricept机器人,下面对这几种机构的组成、工作原理和应用加以介绍。

1.Stewart平台

  在1965年,Stewart提出—种新型的、6 自由度的空间并联机构,它由上下两个平台和6个并联的、可独立自由伸缩的杆件组成ꎬ 伸缩杆和平台之间通过两个球铰链A、B、C、D、E、F 和a、b、c、d、e、f 连接,称为Stewart平台,如下图所示。从图中可见,如果将下平台作为定平台,以伸缩杆的位移作为输入变量,则可以控制上平台(动平台) 的空间位移和姿态。这种新型的、6 自由度的空间并联机构引起众多研究者的兴趣,经过30 多年的不断改进和发展,演变出不同运动学原理和结构的空间并联机构,并在许多科学研究和工业领域获得了广泛应用。

Stewart平台的工作原理

2.Delta并联机器人

  Delta并联机器人有两种典型的结构,一种为3自由度结构,一种为6自由度机构。3自由度的Delta并联机器人由3组连杆机构和摆动控制臂连接固定平台(上平台)和动平台(下平台),其结构如下图所示。

三自由度Delta并联机器人

  6自由度的Delta并联机器人由6组连杆机构和摆动控制臂连接固定平台(上平台)和动平台(下平台),其结构如下图所示。

六自由度Delta并联机器人


Delta并联机器人的应用

Delta并联机器人用于饼干包装

3.Tricept机器人

  瑞典Neos Robotic公司开发和生产的Tricept系列并联机器人是并联机构的另一成功范例。Tricept并联机器人主要有TR 600S型和TM 605型,其外观如下图所示。从图中可见,Tricept并联机器人是3 杆并联机构,3 根伸缩杆的外壳通过球面支撑固定在上平台机架上,3根伸缩杆通过球铰链与下平台(动平台) 相连接。动平台上安装有工作端,其腕关节可以绕水平和垂直轴线转动,通过并联运动和串联运动的综合,实现5-6 坐标联动。工作端上可以安装机械手的夹爪,完成各种装配工序,或安装大功率的高速主轴,进行铣削、钻削和磨削。

Tricept并联机器人

  Tricept并联机器人主要用于汽车装配自动线,可以完成加工、装配、焊接等工序。下图所示为Tricept并联机器人加工飞机零件。此外,它还可作为模块化制造系统的组成部分,完成切削和激光加工。

  Tricept并联机器人加工飞机零件       Tricept并联机器人激光加工