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第二章 机器人结构、应用与主要指标
一、机器人特点
二、机器人系统结构
三、机器人的分类
四、机器人术语与性能指标
五、机器人学与人工智能
2
一、机器人的主要特点--通用性和适应性
1.通用性(Versatility )指某种执行不同的功能和完成多样
简单任务的实际能力。
机器人的通用性取决于它的几何特征和机械能力,即指执行
不同功能完成同一任务的能力和完成不同简单任务的能力。
或者说在机械结构上允许机器人执行不同的任务或以不同的
方式完成同一工作。
决定通用性的方面因素:机器人自由度以及末端执行器的结
构和操作能力。一般自由度越多,通用性越强
通用性也意味着,机器人具有可变的几何结构,即根据生产
工作需要进行变更的几何结构;或者说,在机械结构上允许
机器人执行不同的任务或以不同的方式完成同一工作。简单
的说,就是以不同的方式执行同一任务,或执行不同的任务。
3
2.适应性(Adaptivity )
指其对环境的自适应能力,即要求所设计的机器人能够自我
执行并适应未经完全指定的任务,而不管任务执行过程中是
否发生了所没有预计到的环境变化。
这一能力要求机器人具有人工知觉,即能感知周围环境。
在这个层次上,机器人运用它的下述能力:
1) 使用传感器感测环境的能力;
2) 分析任务空间和执行操作规划的能力;
3) 自动指令模式的能力。
4
• 工业机器人的适应性:是它所编好的程序模式和运动速度
能够适应工件尺寸和位置,以及工作场地的变化。
• 主要考虑两种适应性:
1) 点适应性:它涉及机器人如何找到点的位置。
2) 曲线适应性:它涉及机器人如何利用由传感器得到
的信息沿着曲线工作。包括速度适应性和形状适应性。
速度适应性涉及选择最佳运动速度的问题。即使有了完全确
定的运动曲线,选择最佳运动速度仍然困难。有了速度适
应性之后,就能够根据传感器提供信息调整机器人运动速
度。
形状适应性涉及要求工具跟踪某条形状未知的曲线问题。综
合运用点适应性和曲线适应性,能够对程序进行自动调整。
5
三、机器人系统结构
• 机器人由三大部分六个子系统组成
6
机器人系统的结构
• 1)机械结构系统
• --是机器人的主体部分,由基座、手臂、末端执行器三
大件组成。Or 由臂、关节和末端执行装置(工具等)构
成
• 如果基座具备行走机构便构成行走机器人。
• 如果基座不具备行走及腰转机构,构成单机器人臂。
• 手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。
• 末端执行器连接在机械手的最后一个关节上。
7
机械系统(又称执行机构)包括:手
部、腕部、臂部、腰部、基座部
手部:又称末端执行器,是直接工作
的部分,可以是各种夹持器;
腕部:与手部相连,多为轮系结构,
主要是用带动手部完成预定位姿的
部分,使结构最复杂的部分;
臂部:用以连接腰部和腕部,通常由
两个臂杆(小臂和大臂)组成,用
以带动腕部作平面运动;
腰部:用以连接臂和基座的部件,通
常是回转部件,腰部的回转再加上
臂部的平面运动,就能使腕部做空
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