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第七章机器人的驱动系统.doc
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2023-07-12
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第七章 机器人的驱动系统
机器人的驱动系统是直接驱使各运动部件动作的机构,对工业机器人的性能
和功能影响很大。
工业机器人的动作自由度多,运动速度较快,驱动元件本身大多是安装在活
动机架(手臂和转台)上的。这些特点要求工业机器人驱动系统的设计必须做到
外形小、重量轻、工作平稳可靠。另外,由于工业机器人能任意多点定位,工作
程序有能灵活改变,所以在一些比较复杂的机器人中,通常采用伺服系统。
一..驱动方式
机器人关节的驱动方式有液压式,气动式和电机式。
二.液压驱动
机器人的液压驱动是已有压力的油液作为传递的工作台质。电动机带动油泵
输出压力油,将电动机供给的机械能转换成油液的压力能,压力油经过管道及一
些控制调节装置等进入油缸,推动活塞杆云佛那个,从而使手臂搜索、升降等运
动,将油液的压力能又转换成机械能。
手臂在运动是所能克服的摩擦阻力大小,以及夹持式手部夹紧工件时所需保
持的握力大小,均与油液的压力和活塞的有效工作面积有关,手臂做各种动作的
速度决定于流入密封油缸中油液面积的多少。(借助于运动着的压力油的体积变
化来传递动力液压传动称为容积式液压传动)
1. 液压系统的组成
① 油泵:供给液压系统驱动系统压力油,将电动机输出的机械能转换为油液
的压力能,用这压力油驱动整个液压系统的工作。
② 液动机:是压力油驱动运动部件对外工作的部分。手臂作直线运动,液动
机就是手臂伸缩油缸,也有作回转运动的液动机,一般就作油马
达,回转角度小于 360°的液动机,一般叫回转油缸(或摆动油
缸)。
③ 控制调节装置:各种阀类,如单向阀,溢流阀,换向阀,节流阀,调速阀,
减压阀,顺序阀等。各起一定的作用,使机器人的手臂、手腕、手
指等能够完成所要求的运动。
④ 辅助装置:如油箱、滤油器、储能器、管路和管接头以及压力表等。
2. 液压驱动系统的特点:
① 能得到较大的输出力或力矩
一般得到 20~70 公斤/厘米
2
的油液压力是比较方便的,而通常工厂的压缩
空气均为 4~6 公斤/厘米
2
。因此在活塞面积相同的条件下,液压机械手可
比气动机械手负荷大得多。液压机械手搬运重量已达到 800 公斤以上,而气
动机械手一般小于 30 公斤。
② 液压传动滞后现象小,反应较灵敏,传动平稳。与空气相比,油液的压缩性
极小,故传动的滞后现象小,传动平稳。气压传动虽易得到较大速度(1 米/秒
以上),但空气粘性比较低,传动冲击较大,不利于精确定位。
③ 输出力和运动速度控制较容易。
输出力和运动速度在一定的油缸结构尺寸下,主要决定于油液的压力和流量,
通过调节相应的压力和流量控制阀,能比较方便地控制输出功率。
④ 可达到较高的定位精度
目前一般液压机器人,在速度低于 100 毫米/秒,抓重较轻时,采用适宜的缓
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