上下料機械臂 多關(guān)節(jié)搬運機器人

上下料機械臂 多關(guān)節(jié)搬運機器人

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可以是焊槍、油漆噴槍、鉆頭、自動螺母扳手等，可按工作需要隨時更換。  對于此種關(guān)節(jié)型機器人來說，它由機身、臂部、腕部、手部等部分組成。各部分功能是模仿人的手臂來描述定義的。其中機身相當(dāng)于人的身軀，起支撐作用，并用于安裝驅(qū)動裝置等部件，相當(dāng)于一個機架。臂部相當(dāng)于人的大臂小臂，是主要執(zhí)行部件，其作用是用來支撐腕部和肘部，并帶動它們一起在空間運動，從而帶動手部按一定軌跡運動。腕部相當(dāng)于人的手腕，是連接臂部和手部的部件，其作用是調(diào)整和改變手部在空間的方位。手部相當(dāng)于人的手部，是操作器的末端執(zhí)行部件，其作用是握住所需要的物件或?qū)ο蟆?nbsp; 在典型的串聯(lián)關(guān)節(jié)型機器人中，每個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)或移動關(guān)節(jié)的位置都由一個變量來確定，即每個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)或移動關(guān)節(jié)的自由度為1。整個機器人的自由度數(shù)目等于各運動部件自由度的總和。  圖示機器人為典型的6自由度關(guān)節(jié)型串聯(lián)機器人。其中臂部是由腰關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)以及肘關(guān)節(jié)3個關(guān)節(jié)，合計3個自由度組成。腕部是由繞腕部自身軸旋轉(zhuǎn)、腕的上下擺動以及腕的左右擺動3個關(guān)節(jié)， 合計3個自由度組成。即，整個機器人的總自由度為6個自由度。手部開合運動有時也稱為半個自由度。  此機器人的主要運動是由臂與腕的運動來實現(xiàn)的，臂部運動用于完成主運動，腕部運動用于調(diào)整手部在空間的姿態(tài)。    通常，操作器手部在空間的位置和運動范圍，主要取決于臂部的自由度以及大臂小臂的臂長、轉(zhuǎn)角范圍。因此，臂部運動也稱為操作器的主運動，臂部各關(guān)節(jié)稱為操作器的基本關(guān)節(jié)。根據(jù)臂部結(jié)構(gòu)以及關(guān)節(jié)運動形式，不同的關(guān)節(jié)自由度數(shù)以及臂部集中自由度的不同組合，可以得到不同的工作空間運動。  當(dāng)臂部只有1個自由度時，其工作空間為直線或圓弧曲線，即一維線空間。當(dāng)臂部有2個自由度時，其工作空間為平面、圓柱面或球面，即二維面空間。當(dāng)臂部有3個自由度時，其工作空間為長方體或回轉(zhuǎn)球體，即三維立體空間。由此可以得出結(jié)論，要使機器人操作器手部能到達空間任一指定位置，空間機器人操作器的臂部至少應(yīng)具有3個自由度。同理，為使機器人操作器手部等到達平面任一指定位置，平面機器人的臂部至少應(yīng)具有2個自由度。臂部各運動副所具有的獨立自由度與其所對應(yīng)的運動關(guān)系為:  1） 獨立移動運動：x方向獨立自由度完成x方向移動;y方向獨立自由度 完成y方向移動；z方向獨立自由度完成z方向移動。  2） 獨立回轉(zhuǎn)運動：Φx1完成繞x軸轉(zhuǎn)動，該項轉(zhuǎn)動一般由手腕運動代 替，臂部通常不用；Φy1完成繞y軸轉(zhuǎn)動，即實現(xiàn)上下俯仰運動；Φz1完成繞z軸轉(zhuǎn)動即實現(xiàn)左右擺動運動。  如上圖所示，腕部運動各個關(guān)節(jié)用于調(diào)整手部在空間的姿態(tài)。為了使手爪在空間能取得任意指定的姿態(tài)，串聯(lián)式空間機器人操作器腕部至少應(yīng)有3個自由度。通常取3個軸線相互垂直的3個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，如前文a圖所示。  同理，為使手爪能在平面中取得任意制定的姿態(tài)，平面串聯(lián)式機器人操作器腕部至少應(yīng)有1個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。  腕部各運動副所具有的獨立自由度與其所對應(yīng)的運動關(guān)系為：沿x1，y1