普通机械人手臂有3个自在度,即手臂的伸缩、阁下反转展转和起落 (或俯仰)活动。手臂反转展转和起落活动是经由过程机座的立柱完成的,立柱的横向挪动即为手臂的横移。手臂的各类活动平日由驱念头构和各类传念头构来完成。手臂的 3 个自在度,可以有分歧的活动 (自在度)组合,平日可以将其设计成如图 2-34 五种情势。
① 圆柱坐标型
如图 2-34(a)所示,这类活动情势是经由过程一个迁移转变,两个挪动,共三个自在度构成的活动体系,任务空间图形为圆柱形。它与直角坐标型比拟,在雷同的任务空间前提下,机体所占体积小,而活动规模年夜。
② 直角坐标型 如图 2-34(b)所示,直角坐标型机械人,其活动部门由三个互相垂直的直线挪动构成,其任务空间图形为长方体。它在各个轴向的挪动间隔,可在各坐标轴上直接读出,直不雅性强,易于地位和姿势的编程盘算,定位精度高、构造简略,但机体所占空间体积年夜、灵巧性较差。
③球坐标型 如图 2-34(c)所示,又称极坐标型,它由两个迁移转变和一个直线挪动所构成,即一个反转展转,一个俯仰和一个伸缩活动构成,其任务空间图形为一球体,它可以作高低俯仰举措并可以或许抓取空中上或较低地位的工件,具有构造紧凑、任务空间规模年夜的特色,但构造轻庞杂。
④关节型 如图 2-34(d)所示,关节型又称反转展转坐标型,这类机械人的手臂与人体上肢相似,其前三个关节都是反转展转关节,这类机械人普通由立柱和年夜小臂构成,立柱与六臂同构成肩关节,年夜臂与小臂间构成肘关节,可以使年夜臂作反转展转活动θ1和使年夜管作俯仰摆动θ2,小臂作俯仰摆动θ3。其特色是任务空间规模年夜,举措灵巧,通用性强,能抓取接近机座的物体。
⑤立体关节型 如图 2-34(e)所示,采取两个反转展转关节和一个挪动关节;两个反转展转关节掌握前后、阁下活动,而挪动关节则完成高低活动,具任务空间的轨迹图形,它的纵截面为矩形的反转展转体,纵截面高为挪动关节的行程长,两反转展转关节转角的年夜小决议反转展转体横截面的年夜小、外形、这类情势又称为SCARA型拆卸机械人。 联合P29-30的图选讲个中一个任务道理。
机械人手臂的典范机构
(1)手臂直线和反转展转活动机构
机械人手臂的伸缩、横向挪动均属于直线活动。完成手臂来去直线活动的机构情势比拟多,经常使用的有活塞油(汽)缸、齿轮齿条机构、丝杠螺母机构和连杆机构等。由于活塞油(汽)缸的体积小、分量轻,在机械人的手臂构造中获得的运用比拟多。
(2)手臂俯仰活动机构
机械人手臂的俯仰活动普通采用活塞油(汽)缸与连杆机构联用来完成。手臂的俯仰活动用的活塞缸位于手臂的下方,其活塞杆和手臂用搭钮衔接,缸体采取尾部耳饰或中部销轴等方法与立柱衔接。