机器人的机械结构是机器人系统的核心组成部分,主要负责实现机器人的运动和操作功能。其构成和功能可归纳如下:
一、主要构成部分
机座/基座
作为机器人的支撑基础,直接连接地面或移动平台,提供刚性和稳定性。
关节与连杆机构
由多个关节和连杆组成开环运动链系,实现机器人末端执行器的多自由度运动。常见类型包括旋转关节(如肘关节、腕关节)、移动关节(如直线导轨)等。
执行器(驱动装置)
包括电机、液压装置或气动装置,负责将电能、液压能或气能转化为机械能,驱动关节运动。
末端操作器/手部
直接与工作对象接触,执行抓取、搬运、装配等任务。形式多样,如爪子、夹具、工具接口等。
二、功能与分类
运动能力 :通过关节和连杆的协同运动,实现平移、旋转、俯仰等多种动作,满足不同作业需求。
负载能力 :设计时需考虑最大承载重量,部分高端机器人可承载数百公斤。
适应性 :不同任务需更换末端操作器,如焊接、喷涂等专用工具。
三、典型结构形式
直角坐标型机器人 :通过三个垂直方向的移动实现定位,适合简单直线作业。
圆柱坐标型机器人 :结合旋转和径向移动,适用于管道检测、焊接等场景。
关节型机器人(如工业机器人) :具备多自由度旋转能力,可模拟人类手臂动作,灵活性强。
移动型机器人 :配备轮式或履带式底盘,可自主导航至作业位置。
四、关键设计要素
驱动方式 :电动、液压或气动,需根据负载和精度要求选择。
传动原理 :齿轮、链条、液压缸等,确保动力高效传递。
材料选择 :高强度合金钢、铝合金等,兼顾强度和耐腐蚀性。
综上,机器人的机械结构是实现其功能的基础,需根据具体任务需求进行优化设计。