工业机器人技术复习题

1 机器人的“人”代替人的工作,与人的某一器官相似.

2 机器人可认为:工业机器人和特种机器人

3　示教再现机器人;一种可重复再现通过示教编程存储起来的作用程序的机器人.

4　由人演示动作其动作参数存到存储器中,当需要再现操作时,通过计算机重复所教过的动作过程.

5　可分为:手把手示教 ,有线示教, 无线示教

工业机器人发展的三个阶段;

       示教机器人    无判断能力,靠程序    计算机技术

       感觉机器人    在其基础上安装传感器    电子技术

       智能机器人        智能技术

6　机器人定义:其是一个技术概念,经济范畴,社会范畴,且不断发展,不断更新,多样性强,一个模糊的概念.

　机器人是一种计算机控制的可以编程的自动机械电子装置,能感知环境,识别对象,理解指示命令,有记忆和学习功能,具有情感和逻辑判断思维,能自身进化,能计划其操作来完成任务.

7  工业机器人由3大部分6个子系统组成.3大部分是;机械部分,传感部分和控制部分. 6个子系统是驱动系统,机械结构系统,感受系统,机器人一环境交互系统,人机交互系统和控制系统.

8  工业机器人工作原理(控制流程)

9  工业机器人的传感器类型,区别?

　   内部传感器:机器人自身状态

　  外部传感器:机器人与外部环境之间的相对状态.

10 工业机器人系统组成

　   传感部分:感知系统,机器人-环境交互系统

　   控制部分:人机交互系统,控制系统.

　   驱动系统(液压传动,气压传动,电动传动)

　   机械结构系统(基座,手臂,末端操作器)

11 机器人的特点:  通用性和适用性

12 自由度:  自由度是指机器人所具有的坐标轴运动的数目,平面内有3个自由度,空间内有6个自由度,分别为(X,Y,Z平移运动Rx Ry Rz旋转运动

12 机器人的运动结构:由一系列连杆通过旋转或移动关节相互连接组成的多自由度机构关节分为:移动关节和转动关节

13 运动形式分为;直线运动(p)和旋转运动(R)

14 工业机器人坐标表示(教材17  23页)

15 (数字)自由度+关节类型(字母) 字母个数=关节数 运动副数≠自由度数 关节数≠自由度数

16 机器人的运动速度是指单关节速度,最大工作速度通常指机器人末端的最大速度

17 承载能力:机器人在工作范围内的任何位姿上所承受的最大质量.

      工业机器人结构

1  机器人末端操作器(手) 执行命令的机构

2  点⑴手部与手腕相连处可拆卸⑵手部是末端操作器⑶手部是一个的部件⑷手部通用性差

3  作用: 抓放、握持

4  手部类型:手抓 工具

可分为;机械式和吸附式(手指,驱动机构,传动机构)

5  张开角:取决于工件尺寸

 夹紧力:取决于工件重量

                教材28页 图2.5  2.6

6   钳爪式手部为什么会产生定位误差?如何减小?

因工作直径的变化而引起,①合理选取结构尺寸及参数②尽量采用较简单的手部结构,并减少其调整工作.

7  吸附式手可分为:气吸附 磁吸附(电磁吸力)对某些不允许有剩磁的零件要禁止使用

8  手腕:作用 调节  连接

9  回转R  俯仰 P  偏转Y

10  手腕按自由度分为:单自由度 2自由度 3自由度

11 手臂(单臂 双臂 悬挂式)

12  作用 运送-运动方式

       承载- 受力

13. 3个自由度 伸缩 左右回转 开降(偏仰)

14  手臂直线运动:活塞油缸 活塞缸 齿轮齿条机构  丝杠螺耳机构

15  手臂回转:叶片式回转缸 齿轮传动 链轮传动机构 连杆机构

16  手臂仰视:活塞油缸 连杆机构

17  机器人机座可分为 固定式  工业机器人

                   行走式   特种机器人

18  行走机构作用:支撑 移动

19  如何进行选择?⑴气压:适用于节拍快 负载小精度不高⑵电力:用于中等负载,动作复杂⑶液压驱动:安全性好,运动轨迹严格⑷液压系统:功率体积比大

机器人的感觉系统

1  包括:触觉 视觉 力觉 接近觉 超声波 听觉

2  作用获取信息:内部传感器-自身状态

              外部传感器-环境信息

3  传感器作用:相当于人类的五官,按一定规律实现信号检测并将被测量通过变送器变换为另一种物理量.

4  对象:⑴确定工作对象是否存在 ⑵确定其大小 尺寸 形状 ⑶ 探测机器人自身与周围物体相对位置或距离 ⑷ 检测工作对象孔 边 拐角 ⑸ 检测机器人与工作对象之间接触面的法向压力值⑹ 检测物体同自重相对于机器人手爪的滑移量

5  九种常用:明暗觉 色觉 位置觉 形状觉 接触觉 压觉 接近觉 力觉 滑觉

6  焊接:位置 速度 力

7  搬运:视觉 力觉 接触

8  装配:视觉 位置 力

9  分辨率:指传感器在量程范围内能分辨的最小值

10  灵敏度:输出响应变化与输入变化之比

11 线性度:在量程范围内,传感器任意相同的输入变化将产生相同的输出变化

12 响应时间:输入变化时,输出产生相应变化的时间

13 响应时间:在一定范围内系统的响应输入的性能可靠性 精度 重精度 测量范围

14 传感器分类:关节力传感 腕力传感 指力传感 

15 按被测物理量

分类               定义                    内容                   作用

内部传感器    自身状态    连杆,关节运动情况    协助控制器执行指令

外部传感器    外部环境    获取环境与机器人的相对状态    协助处理器反馈控制

16  按工作原理

       主动式:自身可以发出探测信号,无需进行信号转换(超声波 红外 激光)

       被动式: 自身可以发出探测信号,需进行信号转换(光电)

17 编码器

     定义:量化式的模拟数字转换器

     场合:检测细微运动与计算机相连

     类型:相对式(增量式) 绝对式

     特点:仅能检测转角位置或直线位置的变化量大小,不能反映出或指示出当前的位置实际值

18 机器人操作时为什么要进行复位?

        答:机器人的起点位置不同,最终停止位置也不同.除非知道机器人的起始位置,才能知道机器人的实际位置,在所有利用增量式编码器进行位置跟踪的系统中工作都要进行复位.

工业机器人的控制

1   工业机器人控制主要包括:顺序 路径 时间 作用力 

2   分类:

      按运动坐标控制方式:轴坐标空间运动控制  直角坐标

      按控制机器人数目: 单控系统 群控系统

      按控制方式:位置 速度 力

3   特点:3-5个自由度 非线性模型 耦合 多变量 

4   控制方式:点位控制ptp 轨迹控制cp

5   力传感器经常安装在:关节驱动轴 腕部 指尖

6   约束条件

       自然约束:环境的几何特性,作业结构特性

       人为约束:人为给定的约束

工业机器人编程

1   定义:机器人语言是使用符号来描述机器人动作的方法

2   目的:通过对机器人动作的描述,使机器人按照编程者的意图进行各种操作

3    主要编程形式: 离线编程 示教编程 

4   基本状态:监控 编辑 执行

5   编程语言水平分类

        动作级      程序型    不可与其他机器人通信

        对象级      适应型    

        任务级      智能型    

6   基本功能; 运算 决策 通讯 机械运动 工具指令 传感器数据处理