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工業(yè)機(jī)器人的定義及特點(diǎn)

定義：機(jī)器人是一種在三維空間中具有更多自由度的機(jī)器，可以實(shí)現(xiàn)許多擬人的動(dòng)作和功能。工業(yè)機(jī)器人是一種應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)器人。

特點(diǎn)：可編程，人格化，通用，機(jī)電一體化

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：使機(jī)器人運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)器。

機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：由機(jī)身、手臂、末端操作器的三大部分組成的多自由度機(jī)械系統(tǒng)。

傳感系統(tǒng)：由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成，獲取內(nèi)外部環(huán)境狀態(tài)信息。

機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)：在外部環(huán)境中實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與設(shè)備之間的連接與協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。

人機(jī)交互系統(tǒng)：操作人員參與機(jī)器人控制與機(jī)器人聯(lián)系的裝置。

控制系統(tǒng)：根據(jù)機(jī)器人的操作指令程序和傳感器的信號(hào)反饋，控制機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成規(guī)定的動(dòng)作和功能。

機(jī)器人的自由度是什么？機(jī)器人的位置操作需要幾個(gè)自由度？姿態(tài)操縱需要多少自由度？為什么？

自由度是指機(jī)器人的獨(dú)立軸運(yùn)動(dòng)次數(shù)，不應(yīng)包括爪(末端機(jī)械手)的開(kāi)放和閉合自由度。

描述物體在三維空間中的位置和姿態(tài)需要六個(gè)自由度。位置操縱需要三個(gè)自由度（腰部、肩部和肘部），姿態(tài)操縱需要三個(gè)自由度（俯仰、偏航和側(cè)滾）。

然而，工業(yè)機(jī)器人的自由度，但工業(yè)機(jī)器人的自由度是根據(jù)其目的設(shè)計(jì)的，可能小于6個(gè)自由度，也可能大于6個(gè)自由度。

工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)是什么？

答：自由度、重復(fù)定位精度、工作范圍、最大工作速度、承載力

答：機(jī)身是支撐臂的部件，一般實(shí)現(xiàn)升降、旋轉(zhuǎn)和俯仰運(yùn)動(dòng)。

機(jī)身的設(shè)計(jì)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

1）要有足夠的剛度和穩(wěn)定性

2）導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)應(yīng)靈活，升降運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)套長(zhǎng)度不宜過(guò)短，以避免出現(xiàn)卡住現(xiàn)象，一般應(yīng)有導(dǎo)向裝置。

3）結(jié)構(gòu)布置要合理。手臂是支撐手腕和工件的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷的部件。特別是，會(huì)產(chǎn)生較大的慣性力，從而產(chǎn)生沖擊，影響定位精度。

：

1）剛度要求高

2）導(dǎo)向性好

3）重量輕

4）運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，定位精度高。

為了提高傳動(dòng)精度和效率，其它傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)盡可能短，各部件布局要合理，操作和維護(hù)要方便。在某些特殊的情況下，應(yīng)該要特別考慮高溫環(huán)境中熱輻射對(duì)腐蝕的影響，在腐蝕環(huán)境中應(yīng)考慮腐蝕防護(hù)。在危險(xiǎn)環(huán)境中應(yīng)考慮防暴問(wèn)題。

手腕自由度的主要作用是什么？如果手必須在空間的任何方向，手腕的自由度是多少？

手腕的自由度主要是為了達(dá)到所需的手勢(shì)。為了使手在任意方向的空間，手腕需要實(shí)現(xiàn)空間X，Y，Z的三個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，有三個(gè)自由度，即翻轉(zhuǎn)螺距和撓度。

機(jī)器人手的作用：工業(yè)機(jī)器人手，也稱為末端操作器，是用來(lái)固定工件或工具的部件。

特點(diǎn)：

1）手部是一個(gè)獨(dú)立的部件

2）手部是工業(yè)機(jī)器人的末端操作器。不一定與人的手部結(jié)構(gòu)相同?？梢跃哂惺种敢部梢圆痪哂惺种福嚎梢杂惺肿σ部梢允菍Ｓ霉ぞ?/p>

3）手在與手腕的連接上是可分離的

4）手的通用性差

根據(jù)握持原理，有多少種手部？包括哪些具體形式？

根據(jù)握持原理，手可分為兩種類型：內(nèi)試式、換檔鉗式、鉤式和彈簧式；吸附型；磁吸式、吸風(fēng)型；磁吸式；吸風(fēng)型；吸磁式；吸風(fēng)型；吸附式；磁吸式；吸風(fēng)型；

按工作原理分為：

1）真空吸盤：利用真空泵抽出抽吸頭的空氣，形成真空。

2）噴吸式吸盤：當(dāng)流，物體與流體界面上的壓力降低，反之亦然，壓力增加。它在壓縮空氣和真空發(fā)生器的幫助下得到了廣泛的應(yīng)用，而不需要專門的真空泵。

3）擠氣負(fù)壓式：在沒(méi)有真空泵系統(tǒng)或壓縮空氣源的情況下，機(jī)械作用可以實(shí)現(xiàn)真空和釋放真空，但可靠性較低。

液壓氣動(dòng)傳動(dòng)在工作力驅(qū)動(dòng)性能和控制性能上的差異

主要研究結(jié)果如下：

1)在1000~8000N范圍內(nèi)，操作力液壓可以獲得很大的直線運(yùn)動(dòng)力和旋轉(zhuǎn)力抓取重量，而小于300N的直線運(yùn)動(dòng)力和旋轉(zhuǎn)力抓取重量可以獲得較小的線性運(yùn)動(dòng)力和旋轉(zhuǎn)力抓取重量。

2)傳動(dòng)性能、液壓壓縮性、小傳動(dòng)、穩(wěn)定無(wú)沖擊、基本無(wú)傳動(dòng)滯后現(xiàn)象，表明最靈敏的運(yùn)動(dòng)速度為2米/秒壓力、壓縮空氣粘度、管損小、流量小、速度快，但速度可與液壓壓縮速度一樣高。高速靜差沖擊嚴(yán)重，通常為50~500mm/s汽缸。

3)液壓P流量Q的控制性能易于控制。通過(guò)調(diào)整PQ，可以很容易地控制輸出功率，以獲得更高的定位精度（-0.5到+0.5）。在沒(méi)有伺服控制的情況下，很難低速控制氣壓，很難精確定位（國(guó)外的Carmine壓力伺服機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)-2mm到+2mm的任意定位精度）。

1.控制精度不同(伺服電機(jī)控制精度由電機(jī)軸后端旋轉(zhuǎn)編碼器保證，伺服電機(jī)控制精度高于步進(jìn)電機(jī))。

2.低頻特性不同（伺服電機(jī)運(yùn)行非常平穩(wěn)，，也不會(huì)有振動(dòng)現(xiàn)象，一般伺服電機(jī)的低頻性能比步進(jìn)電機(jī)好）

3.不同的過(guò)載能力(步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有過(guò)載能力，伺服電機(jī)有很強(qiáng)的過(guò)載能力

4.運(yùn)行性能不同(步進(jìn)電機(jī)控制為開(kāi)環(huán)控制，交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制)

5.不同的速度響應(yīng)性能（交流伺服系統(tǒng)有更好的加速性能）