《机械设计手册 机器人与机器人装备》闻邦椿|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《机械设计手册 机器人与机器人装备》

【作　者】闻邦椿

【页 数】 198

【出版社】 北京：机械工业出版社 , 2020.04

【ISBN号】978-7-111-64749-2

【分 类】机械设计-技术手册-机器人-设计-技术手册

【参考文献】 闻邦椿. 机械设计手册 机器人与机器人装备. 北京：机械工业出版社, 2020.04.

图书封面：

图书目录：

《机械设计手册 机器人与机器人装备》内容提要：

《机械设计手册》第6版单行本共26分册，内容涵盖机械常规设计、机电一体化设计与机电控制、现代设计方法及其应用等内容，具有系统全面、信息量大、内容现代、突显创新、实用可靠、简明便查、便于携带和翻阅等特色。各分册分别为：《常用设计资料和数据》《机械制图与机械零部件精度设计》《机械零部件结构设计》《连接与紧固》《带传动和链传动摩擦轮传动与螺旋传动》《齿轮传动》《减速器和变速器》《机构设计》《轴弹簧》《滚动轴承》《联轴器、离合器与制动器》《起重运输机械零部件和操作件》《机架、箱体与导轨》《润滑密封》《气压传动与控制》《机电一体化技术及设计》《机电系统控制》《机器人与机器人装备》《数控技术》《微机电系统及设计》《机械系统概念设计》《机械系统的振动设计及噪声控制》《疲劳强度设计机械可靠性设计》《数字化设计》《工业设计与人机工程》《智能设计仿生机械设计》。本单行本为《机器人与机器人装备》，主要介绍机器人与机器人装备概述、串联机器人、并联机器人、轮式机器人、机器人驱动系统、机器人用传感器、机器人视觉、机器人控制系统、机器人人工智能、机器人工装夹具及变位机、工业机器人的典型应用、服务机器人技术的新进展等内容。本书供从事机械设计、制造、维修及有关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的有关专业师生使用和参考。

《机械设计手册 机器人与机器人装备》内容试读

第26篇机器人与机器人装备

主编宋伟刚编写人宋伟刚汪博审稿人柳洪义赵明扬

第5版工业机器人技术

主编宋伟刚

赵明扬

编写人宋伟刚赵明扬审稿人柳洪义

26-4

第26篇机器人与机器人装备

以上的轴进行编程，可以是固定式或移动式，广泛应

独立地按给定指令在三维空间内进行操作。

用于工业自动化。工业自动化应用包括（但不限于）

工业机器人的应用非常广泛，制造业和非制造业

制造、检验、包装和装配。工业机器人包括操作机

各领域都可以采用。目前常用的工业机器人有喷涂机

(含驱动器)和控制器，包含示教盒和任何通信接口

器人、点焊机器人、弧焊机器人、搬运机器人、装配

(硬件和软件)。操作机是指用来抓取和（或）移动

机器人、冲压及压铸上下料机器人等，还有在特殊作

物体、由运动副将多个构件组合而成的多自由度机

业环境下采用的机器人。

器。操作机可由操作员、可编程控制器或某些逻辑系

一台工业机器人一般由机器人本体、控制装置和

统（如凸轮装置、线路）来控制。工业机器人系统

驱动单元三部分构成。工业机器人具有和人手臂相似

是由（多）工业机器人、（多）末端执行器和为使机

的动作功能，可在空间抓、放物体或进行其他操作，

器人完成其任务所需的任何机械、设备、装置、外部

有些机器人还带有使操作机构移动的机械装置一移

辅助轴或传感器构成的系统。

动机构和行走机构。工业机器人的构成见表26.1-1

工业机器人的控制功能和结构特点以及自治能力

和图26.1-2。机器人系统除包括机器人的各构成部

各有差异，但必须具备三个基本要求：采用以CPU

分外，还包括机器人进行作业所要求的外围设备

为核心的控制器进行控制，如工业控制计算机、NC

(如焊接机器人的变位机)。

控制器、PLC等；能按输人指令进行记忆和再现；能

表26.1-1工业机器人的构成

成

说明

机座

为平台或构架，操作机第一个杆件的原点置于其上

手臂

操作机上一组相互连接的杆件和主动关节，用以定位手腕，也称为机器人手臂或主关节轴

工业机器

操作机上的手臂和末端执行器之间的一组相互连接的杆件和主动关节，用以支撑末端执行器并

人本体

手腕

确定其位置和姿态，也称为机器人手腕或副关节轴

末端执行器

为使机器人完成其任务而专门设计并安装在机械接口处的装置（如夹持器、扳手、焊枪、喷枪等）

机械接口

位于操作机末端，用于安装末端执行器的安装面

由人操作起动、停机及示教机器人的一种装置。机器人控制装置由计算机控制系统、伺服驱动

控制装置

系统、电源装置及操作装置（如操作面板、显示器、示教盒和操纵杆等）组成

驱动器

将电能或流体能等转换成机械能的动力装置。按动力源的类别可分为电动驱动、液压驱动和气压驱动三类

所采用的传动减速机构与一般的机械传动机构相类似，常用的有谐波齿轮减速器、摆线针轮减

驱动单元

减速器

速器、蜗杆减速器、滚珠丝杠、链条、同步齿形带、钢带及钢丝绳等

检测元件

检测机器人自身运动状态的元件，包括位置传感器（位移和角度）、速度传感器、加速度传感器及平衡传感器等

接电源

图26.1-2工业机器人的构成

1一工件2一末端执行器3一手腕4一手臂5一机器人本体6一控制系统

1.3服务机器人

机器人是工业机器人，而类似的关节机器人用于供餐的就是服务机器人。个人服务机器人是用于非营利性

服务机器人是指除工业自动化应用外，能帮助人

任务的，一般是由非专业人士使用的服务机器人，如

类或设备完成有用任务的机器人。用于生产线的关节

家政服务机器人、自动轮椅、个人移动助理机器人和

第1章概

述

26-5

小型健身机器人。专用服务机器人是用于营利性任务

2013和GB/T12643一2013，本篇所涉及的机器人专用

的、一般由培训合格的操作员操作的服务机器人，如

术语，部分见本章第1节，其余列于本节。

用于公共空间的清洁机器人、办公室或医院的运送机器人、消防机器人、康复机器人和外科手术机器人。

2.1有关机械结构、几何学和运动学的术语

服务机器人不同于工业机器人，工业机器人工作于工

有关机械结构和性能的术语见表26.1-2，有关

业环境，结构型式单一，构型基本固定，多进行重复

机器人几何学和运动学的术语见表26.1-3。

性操作任务；而服务机器人多工作于非结构化环境，

2.2有关编程、控制和安全、性能、感知与

种类繁多，形态各异，其结构构型和功能具有多样化特征，如家用服务机器人，其移动方式可以是腿式也

导航的术语

可以是轮式，特种服务机器人更是形态各异。

有关编程、控制和安全的术语见表26.1-4，有

2机器人专用术语

关性能的术语见表26.1-5，有关感知与导航的术语见表26.1-6。

参照国家标准GB/T16977一2005、GB/T12642

表26.12有关机械结构和性能的术语

致动器(Actuator:Robot Actuator:Machine Actuator）

用于实现机器人运动的动力机构，如把电能、液压能、气动能转换成使机器人运动的动力源，也称机器人致动器或机器致动器

腿(Leg)

通过往复运动和行走面的周期性接触来支撑及推进移动机器人的杆件机构，也称为机器人腿

构型(Configuration)】

在任何时刻能完全确定机器人形状的所有关节的一组位移值

杆件(Link)

用于连接相邻关节的刚体

棱柱关节或滑动关节(Prismatic Joint:Sliding Joint)

两杆件间的组件，能使其中一个杆件相对于另一杆件做直线运动

回转关节或旋转关节(Rotary Joint;Revolute Joint)

两杆件间的组件，能使其中一个杆件相对于另一杆件绕固定轴线转动

圆柱关节(Cylindrical Joint)

两杆件间的组件，能使其中一个杆件相对于另一杆件移动并绕移动轴线转动

球关节(Spherical Joint)

两杆件间的组件，能使其中一个杆件相对于另一杆件在三自由度上绕一固定点转动

夹持器(Gripper)

供抓取和握持用的末端执行器

表26.1-3有关机器人几何学和运动学的术语

绝对坐标系(World Coordinate System)

与机器人的运动无关，参照大地的不变坐标系

机座坐标系(Base Coordinate System)

参照机座安装平面的坐标系

机械接口坐标系(Mechanical Interface Coordinate

参照机械接口的坐标系

System)

关节坐标系(Joint Coordinate System)

参照关节轴的坐标系，每个关节坐标是相对于前一个关节坐标或其他某坐标系来定义的

工具坐标系TCS(Tool Coordinate System)

参照安装在机械接口上的工具或末端执行器的坐标系

移动平台坐标系(Mobile Platform Coordinate Sys-

参照移动平台某一部件的坐标系。对于移动机器人，典型的移动

平台坐标系为前进方向为X轴正向，朝上的方向为Z轴正向，Y轴正

tem)

向按右手定则确定

指令位姿(Command Pose)

由任务程序给定的姿态，也称编程位姿

实到位姿(Attained Pose)

机器人响应指令位姿时实际达到的位姿

校准位姿(Alignment Pose)

为对机器人设定一个几何基准所给定的位姿

由制造厂定义的机器人活动部分所能掠过的空间，加上由末端执

最大空间(Maximum Space)

行器和工件运动时所能掠过的空间。对于移动平台，这个空间可以认为是移动时理论上能到达的全部空间

由限位装置限制的最大空间中不可超出的部分。对于移动平台，

限定空间(Restricted Space】

这个空间可以通过墙和地板上的特定标记或定义在内存地图上的软件界限限定

26-6

第26篇机器人与机器人装备

（续)

操作空间(Operational Space;Operating Space)

当实施由任务程序指令的所有运动时，实际用到的那部分限定空间

由手腕参考点所能掠过的空间，它是由手腕各关节平移或旋转的

工作空间(Working Space)

区域附加于手腕参考点的。工作空间小于操作机所有活动部件所能掠过的空间

安全防护空间(Safeguarded Space)

由周边安全保护（装置）确定的空间

协同工作空间(Collaborative Workspace)

在安全防护空间内，工业机器人与人在生产活动中可同时在其中执行任务的工作空间

工具中心点TCP(Tool Center Point)

参照机械接口坐标系，为一定用途而设定的点

手腕参考点(Wrist Reference Point)

手腕中的两根最内侧副关节轴的交点：若无此交点，可在手腕最内侧副关节轴上指定一点。也称手腕中心点或手腕原点

移动平台原点(Mobile Platform Origin)

移动平台坐标系的原点。也称移动平台参考点或移动平台坐标系原点

表26.1-4有关编程、控制和安全的术语

为定义机器人或机器人系统特定的任务所编制的运动和辅助功能

任务程序(Task Program)

的指令集。此类程序通常是机器人安装后生成的，并可在规定的条件下由通过培训的人员修改

定义机器人或机器人系统的能力、动作和响应度的固有控制指令

控制程序(Control Program)

集。此类程序通常是在安装前生成的，并且以后仅能由制造厂修改

任务编程(Task Programming)

编制任务程序的行为

人工数据输人编程(Manual Input Programming)

通过开关，插塞盘或键盘生成程序并直接输人到机器人控制系统通过人工导引末端执行器，或手工引导一个机械模拟装置，或用示

示教编程(Teaching Programming)

教盒来移动机器人，逐步通过期望位置的方式实现编程

离线编程(Of-line Programming)

在机器人分离装置上编制任务程序后再输人到机器人中的编程方法

目标编程(Goa-directed Programming)

一种只规定要完成的任务而不规定机器人路径的编程方法

用户只将指令位姿加于机器人，而对位姿间所遵循的路径不做规

点位(PTP)控制(Pose-to-pose Control)

定的控制步骤

连续路径(CP)控制(Continuous Path Control)

用户将指令位姿间所遵循的路径加于机器人的控制步骤

轨迹控制(Trajectory Control)

包含速度规划的连续路径控制

主从控制(Master-slave Control)

从设备（从）复现主设备（主）运动的控制方法。主从控制通常用于遥操作

传感控制(Sensory Control)

按照外感受传感器输出信号来调整机器人运动或力控制的方式

适应控制（通常称为自适应控制）(Adptive Control)

控制系统的参数由过程中检测到的状况进行调整的控制方式能自动地利用先前循环中获得的经验来改变控制参数和（或）算

学习控制(Learning Control)】

法的控制方式

按照所选插补类型、机器人的控制程序确定用户编程的指令位姿

运动规划(Motion Control)

间机械结构各关节如何运动的过程

柔顺性(Compliance)

机器人或某辅助工具响应外力作用时的柔性

操作方式（模式）(Operating Mode)

机器人控制系统的状态

自动方式(Automatie Mode)

机器人控制系统按照作业程序进行的操作方式

手动方式(Manual Mode)

机器人通过诸如按钮或操作杆等进行操作的方式

伺服控制(Servo-control)

机器人控制系统控制机器人的致动器以使实到位姿尽可能符合指令位姿的过程

自动操作(Automatic Operation)

机器人按需要执行其任务程序的状态

停止点(Stop-point)

一个示教或编程的指令位姿。机器人各轴到达该位姿时速度指令为零且定位无偏差

一个示教或编程的指令姿态。机器人各轴到达该位姿时将有一定

路径点(Fly-by Ooint;Via Point)

的偏差，其大小取决于到达该位姿时各轴速度的连接曲线和路径给定的规范（速度、位置偏差）

···试读结束···