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一文了解工业机器人常见的运动学构型

时间:2019-08-13 来源:机器人在线

1、笛卡尔操作臂  

优点:很容易通过计算机控制实现,容易达到高精度。 缺点:妨碍工作, 且占地面积大, 运动速度低, 密封性不好。

焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、(软仿型)喷涂、目标跟随、排爆等一系列工作。 

②特别适用于多品种,便批量的柔性化作业,对于稳定,提高产品质量,提高劳动生产率,改善劳动条件和产品的快速更新换代有着十分重要的作用。


2、铰链型操作臂(关节型) 

关节机器人的关节全都是旋转的, 类似于人的手臂,工业机器人中最常见的结构。它的工作范围较为复杂。 

①汽车零配件、模具、钣金件、塑料制品、运动器材、玻璃制品、陶瓷、航空等的快速检测及产品开发。 

②车身装配、通用机械装配等制造质量控制等的三坐标测量及误差检测。 

③古董、艺术品、雕塑、卡通人物造型、人像制品等的快速原型制作。

④汽车整车现场测量和检测。

⑤人体形状测量、骨骼等医疗器材制作、人体外形制作、医学整容等。


3、SCARA操作臂 

SCARA机器人常用于装配作业, 最显著的特点是它们在x-y平面上的运动具有较大的柔性, 而沿z轴具有很强的刚性, 所以, 它具有选择性的柔性。这种机器人在装配作业中获得了较好的应用。

①大量用于装配印刷电路板和电子零部件

②搬动和取放物件,如集成电路板等 

③广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域. 

④搬取零件和装配工作。

 


4、球面坐标型操作臂 

特点:中心支架附近的工作范围大,两个转动驱动装置容易密封,覆盖工作空间较大。但该坐标复杂, 难于控制,且直线驱动装置存在密封的问题。


5、圆柱面坐标型操作臂 

优点:且计算简单;直线部分可采用液压驱动,可输出较大的动力; 能够伸入型腔式机器内部。 缺点:它的手臂可以到达的空间受到限制, 不能到达近立柱或近地面的空间;  

直线驱动部分难以密封、防尘;  后臂工作时, 手臂后端会碰到工作范围内的其它物体。


6、冗余机构 

通常空间定位需要6个自由度,利用附加的关节可以帮助机构避开奇异位形。下图为7自由度操作臂位形 


7、闭环结构 

闭环结构可以提高机构刚度,但会减小关节运动范围,工作空间有一定减小。

①运动模拟器;

②并联机床;

③微操作机器人;

④力传感器;

⑤生物医学工程中的细胞操作机器人、可实现细胞的注射和分割;

⑥微外科手术机器人;

⑦大型射电天文望远镜的姿态调整装置;

⑧混联装备等,如SMT公司的Tricept混联机械手模块是基于并联机构单元的模块化设计的成功典范。


工业机器人的几种常用结构形式(图)

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