机器人学复习提纲.docx

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1、参考教材：《机器人技术基础》·高教版·刘极峰第一章，绪论：1，机器人发展1920提出概念——1950三原则——1954第一个机械手方案的专利——1959第一台工业机器人诞生——20世纪80年代机器人普遍应用我国起步于20世纪70年代末2，机器人定义：美国机器人协会：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置，通过可编程序动作来执行种种任务，并具有编程能力的多功能机械手。——工业机器人ISO：动作机构具有类似于人或其他生物体某些器官的功能；通用性，工作种类多样性，程序灵活性；智能性；独立性。3，相关学科4，分类开发内容与应用：工业机器人；操纵型机器人

2、（非工业应用）；智能机器人（加入大量传感器，有类人型和机器智能型）发展程度：第一代：示教再现；第二代：反馈控制，感知环境；第三代：多种感知，可做复杂推理、判断、决策。性能指标：超大型>10^7N>大型>10^6N>中型>10^5N>小型>1N>超小型结构：关节型机器人和非关节型机器人坐标形式：直角坐标型；圆柱坐标型；球坐标型；关节坐标型控制方式：点位控制——空间点到点；连续轨迹控制驱动方式：气力驱动式；液力驱动式；电力驱动式；新型驱动式（如静电、压电、人工肌肉、光驱动）工作时机座可动性：固定式；移动式5，机器人的组成：三部分：机械部分；传感部分；控制部分。

3、六个子系统：驱动系统；机械系统；感知系统；控制系统；机器人-环境交互系统；人机交互系统6，机器人参数：自由度——独立坐标轴运动的数目分辨率——编程分辨率和控制分辨率编程分辨率——程序中可设定的最小距离单位；控制分辨率——位置反馈回路能检查到的最小位移量。精度——机械误差；控制算法误差；分辨率系统误差、重复定位精度工作范围/工作区域——空气人手臂末端或腕部中心能达到的所有点集合。最大工作速度——主自由度最大稳定速度或末端最大合成速度。承载能力——机器人在工作范围内的任何位姿所能承受的最大质量。第二章：机器人本体结构1，基本结构：传动部件、机身及行走机构、臂部

4、、腕部、手部。2，结构特点：一般可简化为各连杆首尾相接、末端无约束的开式连杆系；开式连杆系的每一根连杆都具有独立驱动器；连杆驱动的瞬时过程在时域内变化非常复杂，和执行器反馈信号有关；容易发生振动。3，材料选择高强度、弹性模量大、质量轻、阻尼大、经济性好。4，机身及臂部结构（1）典型结构：回转与升降机身；回转与俯仰机身（2）驱动力计算：垂直升降驱动力Pq：Pq=Fm+Fg±W；Fm为各支撑的摩擦力；Fg为启动时总惯性力；W为运动部件总重力。回转驱动力矩Mq：Mq=Mm+Mg；Mm为总摩擦力矩；Mg为各回转运动部件的总惯性力矩，Mg=J0∆ω∆t（3）不卡死条

5、件：偏重力矩——悬伸端最大行程且最大抓重时对机身回转轴的静力矩。偏重臂大小：L=GiLiGi，其中Gi为零部件和工件质量；Li为他们到机身回转轴距离。偏重力矩：M=WL平衡条件：FN1、FN2为支撑力，h高度的导套故：FN1h=WL；FN1=FN2=LhW；自由下降条件：W＞Fm1+Fm2=2FN1·f=2LhW·f→h＞2fL——（f为导套摩擦系数）（4）臂部典型机构：臂部伸缩机构；手臂俯仰运动机构；手臂回转与升降机构。（5）平衡方法：质量平衡法、弹簧平衡法、气动和液动平衡法。5，腕部及手部结构（1）腕部基本形式和特点驱动方式——直接驱动、远程驱动转动方

6、式——滚转R（360°）、弯转B（＜360°）腕部自由度——单、双、三（2）腕部典型结构——单自由度回转运动手腕、双回转油缸驱动腕部、齿轮传动二自由度腕部、液压直驱动三自由度手腕、齿轮链轮传动三自由度手腕。（3）手部特点：可拆卸、末端执行器、通用性差、独立部件。（4）手部分类：用途——手爪、工具（专用工具，如喷枪）；夹持原理——机械手抓、磁力手抓、真空手爪；手指或吸盘数目——二指节及多指节，单关节及多关节，单吸盘及多吸盘；智能化——普通爪，智能爪。（5）典型结构：机械手爪——驱动：气动（广泛应用）、液动、电动、电磁——爪钳：V型、平面——传动：平行连杆式手

7、爪、齿轮齿条式手爪、拨杆杠杆式手爪、滑槽式手爪、重力式手爪——磁力吸盘、真空吸盘（气流负压、挤气负压）、自适应吸盘、异形吸盘图1平行连杆式手爪图2齿轮齿条式手爪图3拨杆杠杆式手爪图4滑槽式手爪图5重力式手爪图6磁力吸盘图7真空吸盘图8自适应吸盘和异形吸盘6，传动及行走机构（1）传动基本形式和特点关节：转动、移动；传动机构：齿轮传动（行星、谐波传动）、丝杠传动（滑动、滚珠、静压）、传动带和传动链、绳传动和钢带传动、连杆和凸轮、流体传动；定位：电气开关、挡块、伺服定位；消隙：消隙齿轮、柔性齿轮、对称传动消隙、偏心机构、齿廓弹性覆层消隙（2）行走机构基本形式和特

8、点固定轨迹、无固定轨迹工业要求：机器人能够从一台机器旁边移动到另一