工業(yè)機器人12問

遠祥

1、工業(yè)機器人定義及特點？

定義：機器人是一個在三維空間具有較多自由度的，并能實現(xiàn)諸多擬人動作和功能的

0 ]' J6 A( V! Q& i8 @* Z5 @機器：而工業(yè)機器人則是在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的機器人。

- K2 ~2 o6 C4 w- T) ^特點：可編程、擬人化、通用性、機電一體化。
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1 X# c" y/ J$ P9 ?, ^4 b2、工業(yè)機器人有哪幾個子系統(tǒng)組成？各自的作用是什么？

" Q& `* F% A2 n驅(qū)動系統(tǒng)： 使機器人運行起來的傳動裝置。
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7 [5 F5 o* b9 |- X  b1 L1 p機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)： 由機身 手臂 末端操作器 三大件 組成的一個多自由度的機械系統(tǒng)。

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

4 l; M. j, |0 N* g機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)： 實現(xiàn)工業(yè)機器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。

$ z# ~  s; ]& q; z. j& z人-機交互系統(tǒng)： 是操作人員參與機器人控制與機器人進行聯(lián)系的裝置。

- F; ^7 G4 p6 n+ |! X# n4 m控制系統(tǒng)： 根據(jù)機器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來的信號支配機器人的執(zhí)行機構(gòu)去完成規(guī)定的運動和功能。

3、什么是機器人的自由度？機器人位置操作需要幾個自由度？姿態(tài)操作需要幾個自由度？為什么？
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自由度是指機器人所具有的獨立坐標軸運動的數(shù)目，不應(yīng)包括手爪（末端操作器）的開合自由度，在三維空間中描述一個物體的位置和姿態(tài)需要六個自由度，位置操作需要3個自由度（腰 肩 肘）姿態(tài)操作需要3個自由度（俯仰 偏航 側(cè)滾）。但是工業(yè)機器人的自由度，但是工業(yè)機器人的自由度是根據(jù)其用途而設(shè)計的可能小于6個自由度，也可能大于6個自由度。

4、工業(yè)機器人的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？
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答：自由度、重復定位精度、工作范圍、最大工作速度、承載能力。

7 B7 ?0 F5 W% e  F& }5 r5、機身和臂部的作用各是什么？在設(shè)計時應(yīng)注意哪些問題？

6 \  g& F) u% v$ h. T* V; ]# X答：機身是支承臂部的部件，一般實現(xiàn)升降回轉(zhuǎn)和俯仰等運動。

機身設(shè)計時需要注意：
: }" h3 Y4 M" W1)要有足夠的剛度和穩(wěn)定性；

. f4 d$ P4 l/ _' |2 j4 ]8 d, P, M2)運動要靈活，升降運動的導套長度不宜過短，避免發(fā)生卡死現(xiàn)象，一般要有導向裝置；
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3）結(jié)構(gòu)布置要合理臂部是支承腕部手部和工件的靜動載荷的部件，尤其高速運動時將產(chǎn)生較大的慣性力，引起沖擊，影響定位的準確性。

設(shè)計臂部時要注意：
5 k2 S* r& p$ t+ K7 O2 W1）剛度要求高 ；

2）導向性好；
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3）重量輕 ；

4）運動要平穩(wěn)，定位精度要高。

其它傳動系統(tǒng)應(yīng)盡量簡短以提高傳動精度和效率 ;各部件布置要合理，操作維護要方便；特殊情況特殊考慮，在高溫環(huán)境中應(yīng)考慮熱輻射的影響腐蝕性環(huán)境中應(yīng)考慮防腐蝕問題。危險環(huán)境應(yīng)考慮防暴問題。

6、手腕上的自由度主要起什么作用？如果要求手部能處于空間任意方向則手腕應(yīng)具有什么樣的自由度？

手腕上的自由度主要是實現(xiàn)手部所期望的姿態(tài)。為了使手部能處于空間任意方向，要求腕部能實現(xiàn)對空間三個坐標軸X Y Z的轉(zhuǎn)動。即具有翻轉(zhuǎn)俯仰和偏轉(zhuǎn)三個自由度。

' D2 ~  J( z8 p% Y0 v' k4 U7、手部的作用和特點
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. K$ G- w; b, _+ w8 [5 h# \1 j, d機器人手部的作用：工業(yè)機器人的手部也叫末端操作器是用來握持工件或工具的部件

; I1 @* R( H+ o特點：
! t3 f7 S- b  E* [1）手部是一個獨立的部件；

2）手部是工業(yè)機器人的末端操作器。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?；
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/ t' U4 z2 G0 f4 m* Q3)手部與手腕相連處可拆卸；
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4）手部的通用性比較差。
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8、按握持原理手部分為幾類？包括哪些具體形式？

& v. U/ x1 J) B# [- Q# o7 [% c按握持原理，手部分為兩類 夾持類：包括內(nèi)撐試 外夾試，平移外夾式，勾托式和彈簧式； 吸附類;磁吸式，氣吸式。
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9、真空式吸盤根據(jù)工作原理可分為幾類?分別簡述其工作原理
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0 ^! S" Y5 z$ F6 E按工作原理分為：
1）真空吸盤 利用真空泵抽出吸附頭的空氣而形成真空；
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$ b" C' X. I3 B2）噴吸式吸盤 利用伯努利效應(yīng)產(chǎn)生負壓 伯努利效應(yīng) 流體速度加快時，物體與流體接觸的界面上的壓力會減少，反之壓力會增加。借助壓縮空氣和真空發(fā)生器無需專用真空泵應(yīng)用廣泛；
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+ d7 _" I: }2 c: t. P3）擠氣負壓式吸盤靠機械作用實現(xiàn)真空和釋放真空 無需真空泵系統(tǒng)也不需要壓縮空氣氣源經(jīng)濟方便但可靠性稍差。


10、液壓和氣壓傳動在操作力傳動性能和控制性能方面的區(qū)別
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8 O: m( F+ a: c1） 操作力 液壓可得到很大的直線運動力和回轉(zhuǎn)力抓取重量1000到8000N 氣壓可得到較小的直線運動力和回轉(zhuǎn)力抓取重量小于300N。

2）傳動性能 液壓壓縮性小傳動平穩(wěn)無沖擊基本上無傳動滯后現(xiàn)象反映靈敏運動速度最高達2m/s 氣壓壓縮空氣粘度小管路損失小流速大可達較高速度但高速時平穩(wěn)性差沖擊較嚴重通常汽缸50到500mm/s。

* d$ z; E, n& f  M/ c+ l3） 控制性能 液壓壓力P流量Q均容易控制可無極調(diào)速通過調(diào)節(jié)PQ可較方便地控制輸出功率達到較高的定位精度（-0.5到+0.5） 氣壓低速不易控制難準確定位一般不做伺服控制（國外胭脂出氣壓伺服機構(gòu)可以實現(xiàn)任意定位 精度-2mm到+2mm)。
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11、伺服電機和步進電機的性能有何不同？
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2 Q( \' R) E1 g1 M! b9 o' D, d1）控制精度不同（伺服電機控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證，伺服電機控制精度高于步進電機）；
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2）低頻特性不同（伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象，一般伺服電機低頻性能好于步進電機）；

3）過載能力不同（步進電機不具備過載能力，伺服電機具有較強的過載能力）；
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4）運行性能不同（步進電機的控制為開環(huán)控制，交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制）；

5）速度響應(yīng)性能不同（交流伺服系統(tǒng)加速度性能較好）。

12、工業(yè)機器人最顯著的特點有以下幾個：

- L8 m1 }- D2 |# V6 w(1)可編程。生產(chǎn)自動化的進一步發(fā)展是柔性啟動化。工業(yè)機器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)中的一個重要組成部分。
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(2)擬人化。工業(yè)機器人在機械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦。此外，智能化工業(yè)機器人還有許多類似人類的“生物傳感器”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業(yè)機器人對周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。
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; }8 h9 Y- _4 z; @7 L(3)通用性。除了專門設(shè)計的專用的工業(yè)機器人外，一般工業(yè)機器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時具有較好的通用性。比如，更換工業(yè)機器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。
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8 o* E- C; r/ |+ |' N(4)工業(yè)機器技術(shù)涉及的學科相當廣泛，歸納起來是機械學和微電子學的結(jié)合-機電一體化技術(shù)。第三代智能機器人不僅具有獲取外部環(huán)境信息的各種傳感器，而且還具有記憶能力、語言理解能力、圖像識別能力、推理判斷能力等人工智能，這些都是微電子技術(shù)的應(yīng)用，特別是計算機技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)。因此，機器人技術(shù)的發(fā)展必將帶動其他技術(shù)的發(fā)展，機器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平也可以驗證一個國家科學技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展水平。

優(yōu)富和唯宗

大哥，你好像搞得很雜呀，感覺，機械，電氣，機器人，相機視覺。 我覺得你的主業(yè)和強項應(yīng)該是機械對不對？  有時間給我們總結(jié)總結(jié)你非標機械設(shè)計的心得和體會吧，或者總結(jié)一些非標設(shè)計的知識。 謝謝了，迷茫的非標設(shè)計新人向你求助了

syonggang

迷茫的非標設(shè)計新人向你求助了