六自由度机器人腕部设计摘要对于大负载操作机，由于电机重而且大，电机多布置在臂的后端，以减少臂的尺寸和前部重量，并与减速器起对小臂起平衡作用。如图.所示。.机器人设计机器人由操作机机械本体控制器伺服驱动系统和检测传感装置构成，是种仿人操作自动控制可重复编程能在三维空间完成各种作业的机电体化自动化生产设备。特别适合于多品种变批量的柔性生产。它对稳定提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作精确度高抗恶劣环境的能力，从种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。在传统的设计与制造过程中，通常要制造样机进行实验，有时这些实验甚至是破坏性的。当通过实验发现缺陷时，就要回头修改设计并再用样机验证。这过程是冗长的，尤其对于结构复杂的系统，设计周期更加漫长，更不用谈对市场的灵活反应了。于是运动分析虚拟样机技术便应运而生了。它可以使产品设计人员在虚拟环境中真实地模拟机器人的运动及受力情况，快速分析多种设计方案，进行对物理样机而言难以进行或根本无法进行的实验，直到获得最优化的设计方案。这种方法不但可以缩短开发周期，而且设计质量和效率也得到了很大的提高。末端执行器末端执行器是装在机器人操作机的机械接口上，用于使机器人完成作业任务而专门设计的装置。末端执行器种类繁多，与机器人的用途密切相关，最常见的有用于抓拿物件的夹持器用于加工工件的铣刀，砂轮和激光切割器用于焊接，喷涂用的焊枪，喷具由于质量检测的测量头，传感器。般说来，种新的作业需要种新的末端执行器，而种新的末端执行器的出现又往往为机器人开辟种新的应用领域。目前，末端执行器的分析和设计已形成了个专门领域。这里只简要介绍几种常用的抓拿物件的末端执行器。.夹持器夹持器通常有两个夹爪。根据不同的运动形式，夹爪又可分为回转式和平移式两种类型。斜楔杠杆式夹持器。当施以力时，楔角为的斜楔前进，使夹爪闭合，夹紧物件，且当小于自锁角时，即使消失，被夹物件也不会滑脱。当施以相反方向的力时，斜楔后退，夹爪在弹簧的作用下打开。由于夹爪做回转运动，而回转轴又是固定的，故当夹持不同直径的物件时，物件的中心线将沿对称轴线移动，形成定位误差。故使用这种夹持器时，机器人的应用程序必须有补偿功能。有定位补偿的杠杆式夹持器。这种夹持器的夹爪回转销轴六自由度机器人腕部设计摘要和稳定性。手部手部它具有人手种单动作的功能。由于抓取物件的形状不同，手部有夹持式和吸附式等形式。夹持式手部是由手指和传力机构所组成。手指是直接与物件接触的机构。常用的手指运动形式有回转型和平移型。吸附式手部有负压吸盘和电磁吸盘两类。对于轻小片状零件光滑薄板材料等，通常用负压吸盘吸料。造成负压的方式有气流负压式和真空泵式。对于导磁性的环类和带孔的盘类零件，以及有网孔状的板料等，通常用电磁吸盘吸料。电磁吸盘的吸力由直流电磁铁和交流电磁铁产生。腕部腕部与手部相连，通常有个自由度，多为轮系结构，主要功用是带动手部完成预订的姿态，是操作机中结构最为复杂的部分。臂部臂部用以连接腰部和腕部，通常由两个臂杆小臂和大臂组成，用以带动腕部作平面运动。.机器人分类按用途分类.专用机器人专用机器人是专为定设备服务的，简单实用，目前在生产中运用比较广泛。它般只能完成二种特定的作业，如用来抓取和传送工件。它的工作程序是固定的，也可根据需要编制程序控制，以获得多种工作程序，适应多种作业的需要。.通用机器人通用机器人是在专用机器人的基础上发展起来的。它能对不同的物件完成多种动作，具有相当的通用性。它是种能独立工作的自动化装置。它的动作程序可以按照工作需要来改变，大都是采用计算机控制系统。按控制形式分类.点位控制型机器人点位控制型机器人的运动轨迹是空间二个点之间的联接。控制点数愈多，性能愈好。它基本能满足于各种要求，结构简单。绝大部分机器人是点位控制型。.连续轨迹控制型机器人这种机器人的运动轨迹是空间的任意连续曲线，它能在三维空间中作极其复杂的动作，工作性能完善，但控制部分比较复杂.按驱动方式分类.液压机器人输出力大，传动平稳。.气压机器人气源方便，输出力小，气压传动速度快，结构简单，成本低。但工作不太平稳，冲击大。.电动式机器人电力驱动是目前机器人使用的最多的种驱动方式，其特点是电源方便，响应快，驱动力较大，信号检测，传递，处理方便，可以采用多种灵活的控制方案。.机械式机器人工作可靠，动作频率高，结构简单，成本低。但动作固定不可变。.腕部结构选型手腕是操作机的小臂上臂和末端执行器手爪之间的连接部件。其功用是利用自身的活动度确定被末端执行器夹持物体的空间姿态，也可以说是确定末端行器的姿态。故手腕也称作机器人的姿态机构。对般商用机器人，末杆即与末端执行器相联结的杆都有独立的自转功能，若该杆再能在空间取任意方位，那么与之相联的末端执