多关节机器人与人的手臂相类似,其特点是能象人手那样地灵活动作。例如,遇到障碍物时,多关节机器人能绕过障碍物达到目标处,对此,一般的极座标或圆柱坐标型的工业机器人是难以做到的。又如要求完成某些特殊运动(摇曲柄运动)时,多关节机器人也更容易完成。多关节机器人还可象人手那样,用少的时间从一点移动到另一点。如果在多关节机器人手部和腕部装上触觉和力的传感器,它就能做更多、更复杂的工作 [1] 。
为实现多关节机器人的灵活动作,需要重点解决两大问题:控制和结构 [1] 。
控制
多关节机器人的手臂中某一个关节转动一个角度,会使其他关及其连杆在空间产生一个移动量。相应地,手爪到达一个新位置,而且所处的方向(姿态)也改变了。因此,一般多关节机器人都需要用计算机进行控制。
机器人各个关节上都装有角度检测器。已知各关节的转动角度,要求得到手爪的空间位置和姿态的问题称为运动控制的分析问题。反之,已知手爪位置和姿态,反求各个关节连杆应当转动多少角度的问题称为运动的综合问题。这些问题的关键是如何利用计算机进行上述的变换和计算 [1] 。
结构
多关节机器人在结构上要求驱动部件、传感元件小型轻巧,手臂结构紧凑 [1] 。
主要分类编辑 语音
托盘关节机器人,未安装托盘(图源:KUKA)
托盘关节机器人,未安装托盘(图源:KUKA)
按照关节机器人的构造分类:
1、五轴和六轴关节机器人
拥有五个或六个旋转轴,类似于人类的手臂。
应用领域有装货、卸货、喷漆、表面处理、测试、测量、弧焊、点焊、包装、装配、切屑机床、固定、特种装配操作、锻造、铸造等。
平面关节机器人SCARA (图源:EPSON)
平面关节机器人SCARA (图源:EPSON)
2、托盘关节机器人
二个或四个旋转轴,以及机械抓手的定位锁紧装置。
应用领域有装货、卸货、包装、特种搬运操作、托盘运输等。
3、平面关节机器人SCARA
三个互相平行的旋转轴和一个线性轴。
应用领域有装货、卸货、焊接、包装、固定、涂层、喷漆、粘结、封装、特种搬运操作、装配等。
此外,还可以按照关节机器人的工作性质分类,可分为很多种,比如:搬运机器人,点焊机器人,弧焊机器人,喷漆机器人,激光切割机器人等等。
ZIMMER气动夹紧元件MKS2701B
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