机器道理第10章 空间连杆机构及机械人机构概述

发表时间:2019-08-04

  机械道理第10章 空间连杆机构及机械人机构概述_工学_高档教育_教育专区。 10.1 空间连杆机构概述 1.空间连杆机构中的活动副 (1)Ⅰ类副 图10-1a所示的球放正在平面上,构成点接触的高副,仅供给沿 二者公法线n—n标的目的的一个束缚。 (2)Ⅱ类副 具有2个束缚、4个自

  10.1 空间连杆机构概述 1.空间连杆机构中的活动副 (1)Ⅰ类副 图10-1a所示的球放正在平面上,构成点接触的高副,仅供给沿 二者公法线n—n标的目的的一个束缚。 (2)Ⅱ类副 具有2个束缚、4个度。图10-1b所示的圆柱平面副中,提 供沿z轴挪动和绕x轴动弹的2个束缚,用CE暗示圆柱平面副。图10-1c所 示的球槽副中,供给沿z轴挪动和沿x轴挪动2个束缚,用SG暗示球槽副, 它们是典型的Ⅱ类副。Ⅱ类副也很少使用。 Fig.10-1 Spatial kinematic pairs 1(空间活动副1) (3)Ⅲ类副 具有3个束缚和3个度的活动副,图10-2a中的球 置于球面槽中,构成典型的球面副,用S暗示球面副。图10-2a中 的球置于球面槽中,构成典型的球面副,用S暗示球面副。球面 副了沿x、y、z轴的挪动,保留绕3个轴动弹的度。球面 副正在空间机构中使用普遍。图10-2b为球面副的代表符号。图102c为两平面接触构成的平面副,用E暗示,供给了沿z轴挪动、绕 x、y轴动弹的3个束缚,使用很少。? Fig.10-2 Spatial kinematic pairs 2(空间活动副2) (4)Ⅳ类副 具有4个束缚和2个度的活动副。图10-3a 所示的球销副中,因为球销的束缚,仅保留2个动弹 度。活动副符号如图10-3b所示,名称用S′暗示。图10-3c中 的圆柱副中,仅保留沿轴线的挪动和绕轴线的动弹度, 活动副符号如图10-3d所示,名称用C暗示。Ⅳ类活动副正在 空间机构中使用较普遍。 Fig.10-3 Spatial kinematic pairs 3(空间活动副3) (5)Ⅴ类副 具有5个束缚、1个度的活动副。图10-4a所示的动弹 副中,仅有一个绕轴线的动弹度,活动副代表符号如图10-4b所示, 名称用R暗示。图10-4c所示挪动副中,仅有1个沿导标的目的的挪动自 由度,活动副代表符号如图10-4d所示,名称用P暗示。图10-4e所示的 螺旋副中,沿轴线的挪动和绕轴线的动弹线个移 动度,代表符号如图10-4f所示,名称用H暗示。 Fig.10-4 Spacial kinematic pairs 4(空间活动副4) 2.空间连杆机构的度 三维空间中的每个构件有6个度,n个构件则有 6n个度。这些构件用活动副毗连构成机构后,构件的 活动就会遭到活动副的束缚。n个构件的度总数6n减去 各活动副的束缚总数,就是机构的度数。 设机构中的Ⅰ类副数目为p1,则其供给的束缚为1p1; Ⅱ类副数目为p2个,则其供给的束缚为2p2个;Ⅲ类副的数 目为p3,则其供给的束缚为3p3;Ⅳ类副的数目为p4,则其 供给的束缚为4p4;Ⅴ类副的数目为p5,则其供给的束缚为 5p5。则机构度为 3.空间连杆机构分类 (1)空间连杆机构暗示方式 平面连杆机构名称是按其活动特征确定 的。如曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、双曲柄机构等。空间机构的 名称则用活动副名称暗示。第一个字母一般是原动件取机架毗连的 活动副的名称,然后按挨次顺次陈列。图10-5所示飞机升降架机构 可称为SPSR空间连杆机构。 Fig.10-5 Aircraft undercarriage(飞机升降架) (2)空间连杆机构分类 按构成空间连杆机构的活动链能否 封锁,空间连杆机构分为闭链空间连杆机构和开链空间连 杆机构。图10-6a所示RSSR机构中。构件1、2、3、4通过转 动副和球面副毗连,构成一个封锁活动链,构件4为机架。 图10-6b所示机构中。构件1、2、3、4、5通过动弹副毗连, 构成一个不封锁的活动链,构件1为机架,则构成4R型空间 开链机构。该机构是典型的机械人机构。 Fig.10-6 Classification of spatial mechanisms(空间机构分类) 4.空间连杆机构度的计较 例10-1 计较图10-7a所示R3C机构的度。 例10-2 计较图10-7b所示RSSR机构的度 Fig.10-7 D.O.F of spatial mechanisms(空间机构的度) 例10-3 计较图10-8所示开链机械人机构度。 Fig.10-8 Open link robot mechanism (开链机械人机构) 10.2 机械人机构概述 1.机械人机构 机械都是开链机构,图10-9a所示机械人是3个 动弹副、3个构件构成的机械人,也简称3R机械人。 机械人机构能够是平面开链机构,也能够是空间开链 机构。机械人一般由底座、腰部、大臂、小臂和腕部 构成,别离对应腰关节、肩关节、肘关节和腕关节。图109b为其机构简图。 从机械人的布局 特点能够看出,其刚度 较小,累积活动误差较 大,但活动空间很大 。 Fig.10-9 Tandem robot mechanism(机械人机构) 1—Wrist joint(腕关节) 2—Elbow joint(肘关节) 3—Shoulder joint (肩关节) 4—Waist joint(腰关节) 5—Base(底座) 2.并联机械人机构 并联机械人分为平面并联机械人和空间并联机械人。 图10-10a所示为3度平面并联机械人,3个连架杆为驱 动件,配合驱动平台1活动。该机械人简称为平面3RRR并 联机械人,正在微动机构中有普遍使用。图10-10b为3 度空间并联机械人。 Fig.10-10 Parallel robot mec hanisms(并联机械人机构) 3.机械人使用 机械人是典型的机电一体化产物,使用很是普遍。按 用处可分工业机械人、医用机械人、办事机械人、军用机 器人和玩具机械人等。工业机械人普遍使用正在从动化出产 范畴;医用机械人也使用正在人体的手术中;办事机械人正 正在家庭;军用机械人正在做和、排雷和后勤保