(5.1.1)--5.1 机器人的主要技术参数.ppt

机器人概述 引领未来I n t r o d u c t i o n t o R o b o tMain technical parameters of robot机器人的主要技术参数5.1自由度l自由度是指描述物体运动所需要的独立坐标数。机器人的自由度表示机器人动作灵活的尺度，一般以轴的直线移动、摆动或旋转动作的数目来表示，手部的动作不包括在内。l机器人的自由度越多，就越能接近人手的动作机能，通用性就越好；但是自由度越多，结构越复杂，对机器人的整体要求就越高，这是机器人设计中的一个矛盾。工业机器人一般多为个自由度，个以上的自由度是冗余自由度，是用来避障碍物的。自由度l机构是由若干构件用运动副相互连接组成的，因此，构件和运动副是组成机构的两大基本要素。构件是组成机构的最小运动单元。l机器人是由若干个机构组成，也就是说机器人的自由度是构件出现独立运动的个数的和。l空间一个运动的构件有6个自由度；平面一个运动的构件有3个自由度。自由度l两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。根据两构件间接触方式的不同，运动副可分为低副和高副两大类。l两构件通过面接触所构成的运动副称为低副。l转动副：约束了两个方向的移动自由度，只保留一个在平面内转动的自由度。l移动副：约束了沿一个方向的移动自由度和在平面内的转动自由度，只保留一个方向的移动的自由度。l构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。自由度l两构件直接接触会产生约束，不同的接触方式可产生不同的约束。当构件受到约束时，其自由度随之减少。l平面机构自由度计算公式为：n 活动构件数PL 机构中低副数目PH 机构中高副数目 自由度自由度自由度自由度额定速度l额定速度(Rated Velocity)是指机器人在保持运动平稳性和位置精度前提下所能达到的最大速度。其某一关节运动的速度成为单独速度，由各轴速度分量合成的速度为合成速度。l机器人每个关节的运动过程一般包括启动加速阶段、匀速运动阶段、减速制动阶段。为了缩短机器人运动周期，提高生产效率，希望启动加速阶段和减速制动阶段的时间尽可能短，匀速运动阶段尽可能长，因此加速阶段和减速阶段的加速度较大，将会产生较大惯性力，容易导致被抓物品松脱，由此可见，机器人负载能力与其速度有关。负载能力l机器人在规定的性能范围内，机械接口处能承受的最大负载量(包括手部)。用质量、力矩、惯性矩来表示。l负载大小主要考虑机器人各运动轴上的受力和力矩，包括手部的重量、抓取工件的重量，以及由运动速度变化而产生的惯性力和惯性力矩。一般低速运行时，承载能力大，为安全考虑，规定在高速运行时所能抓取的工件重量作为承载能力指标。目前使用的工业机器人，其承载能力范围较大，最大可达到9KN。工作空间l工作空间（working space）是指机器人末端执行器上参考点能达到的空间的集合。通常工业机器人的工作空间用其在垂直面内和水平面内的投影表示。对于一些结构简单的机器人，其工作空间也可用解析方程表示。l机器人的工作空间是指机器人手臂或手部安装点所能达到的所有空间区域，不包括手部本身所能达到的区域。机器人所具有的自由度数目及其组合不同，则其运动图形不同；而自由度的变化量(即直线运动的距离和回转角度的大小)则决定着运动区域的大小。分辨率l分辨率是机器人各关节运动能够实现的最小移动距离或最小转动角度，它有控制分辨率（Control Resolution）和空间分辨率（Spatial Resolution）之分。l控制分辨率是机器人控制主板根据指令能控制的最小位移增量。空间分辨率是机器人末端执行器运动的最小增量。空间分辨率是一种包括控制分辨率、机械误差及计算机计算时的圆整、截尾、近似计算误差在内的联合误差。位姿准确度和位姿重复性l位姿准确度（定位精度）机器人位姿准确度（Pose Accuracy）是机器人多次执行同一位姿指令，其末端执行器在指定坐标系中实到位姿与指令位姿之间的偏差。位姿准确度可分为位置准确度（Positioning Accuracy）和姿态准确度（Orientation Accuracy）。l位姿重复性（重复定位精度）位姿重复性（Pose Repeatability）：在相同条件下，用同一方法操作机器人时，重复多次所测得的同一位姿散布的不一致程度。机器人主要技术参数