机械原理13章读书报告.docx
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机械原理13章读书报告
机械原理读书报告
目录
第13章机械系统的方案设计
§13-1概述..................................2
§13-2工业机器人操作机的分类及主要技术指标....2
§13-3机器人操作机的运动分析...............6
§13-4机器人操作机的静力和动力分析.........7
§13-5工业机器人操作机机构的设计...........8
§13-6总结...................................9
第十三章机械系统的方案设计
§13-1概述
机器人是近40年来发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机器人是机器人的一个重要分支,它的特点是可通过编程完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器人各自的优点,尤其是体现了人的智能和适应性,机器作业的准确性和在各种环境中完成作业的能力。
因而在国民经济各个领域中具有广阔的应用前景。
机器人技术涉及力学、机械学、电气液压技术、自控技术、传感技术和计算机等学科领域,是一门跨学科综合技术。
而机器人机构学乃是机器人的主要基础理论和关键技术,也是现代机械原理研究的主要内容。
工业机器人的应用实例:
1、焊接作业2、清洗作业
3、装配作业4、搬运作业
§13-2工业机器人操作机的分类及主要技术指标
一、工业机器人的组成及其工作原理
工业机器人及操作机:
工业机器人是一种能自动控制并可重新编程予以变动的多功能机器。
它有多个自由度,可用来搬运物料、零件和握持工具,以完成各种不同的作业。
机械手结构简图
1、工业机器人通常由执行机构、驱动-传动系统、控制系统及智能系统四部分组成。
2、机器人各部分关系
2、机器人的主要类型
1、直角坐标型
直角坐标机器人是指在工业应用中,能够实现自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、运动自由度间成空间直角关系、多用途的操作机。
他能够搬运物体、操作工具,以完成各种作业。
关于机器人的定义随着科技的不断发展,在不断的完善,直角坐标机器人作为机器人的一种,其含义也在不断的完善中。
2、圆柱坐标型
具有两个移动关节和一个转动关节,手部的坐标为(z,r,θ),其优点是所占的空间尺寸较小,工作范围较大,结构简单,手部可获得较高的速度。
缺点是手部外伸离中心轴俞远,其切向线维移分辨精度俞低。
通常用于搬运机器人。
3、球坐标型
具有两个转动关节和一个移动关节,手部的坐标为。
此种操作机的优点是结构紧凑,所占空间尺寸小。
但目前应用较少。
4、关节型
关节型操作机具有结构紧凑,所占的空间体积小、工作空间大等特点。
其中垂直关节型操作机在水平面上具有较大的柔性,二在垂直面上具有很大的刚醒,对装配工作有利。
关节型操作机是目前应用最多的一种结构形式。
三、操作机的主要技术指标
(1)自由度
(2)工作空间即操作机的工作范围。
(3)灵活度灵活度是指操作机末端执行器在工作(如抓取物件)时,所能采取的姿态的多少。
若能从各个方位抓取物体,则其灵活度最大;若只能从一个方位抓取物体,则其灵活度最小。
§13-3机器人操作机的运动分析
1、操作机位置与姿态的确定
(1)操作机位置和姿态的描述
构件的空间位置和姿态是用该构件的位置列阵rij和姿态矩阵Rij来描述,或用该构件的位姿矩阵Mij来描述。
(2)两杆间的位置矩阵
杆i相对与杆i-1的位姿矩阵Mi-1,i,即为坐标系i相对于坐标系i-1的变换矩阵,此法称为D-H法。
2、操作机位置方程建立及求解
(1)操作机位姿方程的建立
操作机的位姿矩阵方程为M0i=M01M02…Mi-1,i即为操作机的运动方程。
(2)操作机位姿方程的求解
机器人操作机末端执行器的位姿分析有两类基本问题:
1)位姿方程的正解
已知各关节的运动参数,求末端执行器相对参考坐标系的位置和姿态。
2)位姿方程的逆解
根据已给定的满足工作要求的末端执行器相对参考坐标系的位置和姿态,求各关节的运动参数。
这是对机器进行控制的关键。
因此只有使各关节按逆解中求
得的运动,才能使末端执行器获得所需的位置和姿态。
§13-4机器人操作机的静力和动力分析
§13-5工业机器人操作机机构的设计
工业机器人操作机是由机座、手臂、手腕及末端执行器等组成的机械装置。
而从机器人完成作业的方式来看,操作机个是由手臂机构、手腕机构及末端执行器等组成的机构。
其结构方案及其运动设计是整个机器人设计的关键。
1.操作机手臂机构的设计
手臂机构一般为2~3个自由度,要求可实现回转、仰俯、升降或伸缩三种运动形式。
手臂机构设计时,先要确定其结构型式和尺寸,还需考虑各种构件的重量对其运动速度、精度及刚度的影响。
2.操作机手腕机构的设计
手腕机构一般为1~3个自由度,要求可实现回转、偏摆或摆转和仰俯三种运动形式。
手腕机构的设计时,要确定其结构型式及机构尺寸,并要注意诱导运动。
为使其机构紧凑,要减少其重量和体积,以利于驱动传动的布置和提高手腕动作的精确性。
3.末端执行器的设计
根据不同作业任务的要求,先确定末端执行器的类型及其机构的型式,并尽可能使其结构简单、紧凑、重量轻,以减轻手臂的负载。
总结
这周我读了关于机器人机构及其设计这一章的课本。
我对此非常感兴趣。
我们的课程主要为对智能机器人进行了解与它在实际应用的领域。
我们对它并不是很了解,但是经过了这周的读数学习后,对它有了一定的认识。
智能机器人无论是在工业领域,还是娱乐领域,都是当今社会补课缺少的元素。
智能机器人并非是一定要有实体,它可以是在计算机上的某种程序,例如:
智能聊天工具……等一切得到人类指令并进行人性化判断和回复的,在我认为都可称作只能机器人。
人类对智能机器人的开发还有着一段距离,但我相信这是我们可以达到的!
在课下我观看了《铁甲钢拳》、《复仇者联盟2:
奥创纪元》这两部影片。
这里主要为我们展现出人们对智能机器人的想象,想象是科学事业的发展前提。
感觉机器人特别有意思,我以后也一定会认真研究。
自我评价:
90+
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