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1.工業(yè)機(jī)器人的定義是什么?

機(jī)器人是一個(gè)在三維空間具有較多自由度的，并能實(shí)現(xiàn)諸多擬人動(dòng)作和功能的機(jī)器，而工業(yè)機(jī)器人則是在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的機(jī)器人。它的特點(diǎn)是：可編程、擬人化、通用性、機(jī)電一體化。

2.工業(yè)機(jī)器人有哪幾個(gè)子系統(tǒng)組成?各自的作用是什么?

·驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：使機(jī)器人運(yùn)行起來(lái)的傳動(dòng)裝置。

·機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：由機(jī)身、手臂、機(jī)械手末端工具三大件組成的一個(gè)多自由度的機(jī)械系統(tǒng)。

·感受系統(tǒng)：由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成 獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)的信息。

·機(jī)器人&環(huán)境交互系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。

·人&機(jī)交互系統(tǒng)：是操作人員參與機(jī)器人控制與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系的裝置。

·控制系統(tǒng)：根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來(lái)的信號(hào)支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能。

3.什么是機(jī)器人的自由度?機(jī)器人位置操作需要幾個(gè)自由度?姿態(tài)操作需要幾個(gè)自由度?

自由度是指機(jī)器人所具有的立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，不應(yīng)包括手爪(末端工具)的開(kāi)合自由度，在三維空間中描述一個(gè)物體的位置和姿態(tài)需要六個(gè)自由度，位置操作需要3個(gè)自由度(腰、肩、肘)，姿態(tài)操作需要3個(gè)自由度(俯仰、偏航、側(cè)滾)。

工業(yè)機(jī)器人的自由度是根據(jù)其用途而設(shè)計(jì)的，可能小于6個(gè)自由度，也可能大于6個(gè)自由度。

4.工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)有哪些?

自由度、重復(fù)定位精度、工作范圍、大工作速度與承載能力。

5.機(jī)身和臂部的作用各是什么？在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？

機(jī)身是支承臂部的部件，一般實(shí)現(xiàn)升降回轉(zhuǎn)和俯仰等運(yùn)動(dòng)，機(jī)身設(shè)計(jì)時(shí)要有足夠的剛度和穩(wěn)定性;運(yùn)動(dòng)要靈活，升降運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)套長(zhǎng)度不宜過(guò)短，避免發(fā)生卡死現(xiàn)象，一般要有導(dǎo)向裝置;結(jié)構(gòu)布置要合理臂部是支承腕部手部和工件的靜動(dòng)載荷的部件，尤其高速運(yùn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生較大的慣性力，引起沖擊，影響定位的準(zhǔn)確性。

設(shè)計(jì)臂部時(shí)要注意剛度要求高，導(dǎo)向性好，重量輕，運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)，定位精度要高。其它傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)盡量簡(jiǎn)短以提高傳動(dòng)精度和效率;各部件布置要合理，操作維護(hù)要方便;特殊情況特殊考慮，在高溫環(huán)境中應(yīng)考慮熱輻射的影響腐蝕性環(huán)境中應(yīng)考慮防腐蝕問(wèn)題。危險(xiǎn)環(huán)境應(yīng)考慮防暴問(wèn)題。

6.手腕上的自由度主要起什么作用？如果要求手部能處于空間任意方向則手腕應(yīng)具有什么樣的自由度？

手腕上的自由度主要是實(shí)現(xiàn)手部所期望的姿態(tài)。為了使手部能處于空間任意方向，要求腕部能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間三個(gè)坐標(biāo)軸X Y Z的轉(zhuǎn)動(dòng)。即具有翻轉(zhuǎn)俯仰和偏轉(zhuǎn)三個(gè)自由度。

7.機(jī)器人末端工具的作用和特點(diǎn)

機(jī)器人手部是用來(lái)握持工件或工具的部件，是一個(gè)立的部件，可以有手爪也可以是工具。

8.按夾持原理末端工具分為哪幾類？包括哪些具體形式？

按夾持原理，末端夾持手分為兩類：

·夾持類包括內(nèi)撐式、外夾式、平移外夾式、勾托式和彈簧式;

·吸附類包括磁吸式，氣吸式。

9.真空式吸盤根據(jù)工作原理可分為幾類?其工作原理是怎樣的?

·真空吸盤。利用真空泵抽出吸附頭的空氣而形成真空;

·噴吸式吸盤。利用伯努利效應(yīng)產(chǎn)生負(fù)壓，流體速度加快時(shí)，物體與流體接觸的界面上的壓力會(huì)減少，反之壓力會(huì)增加。借助壓縮空氣和真空發(fā)生器無(wú)需真空泵;

·擠氣負(fù)壓式吸盤?？繖C(jī)械作用實(shí)現(xiàn)真空和釋放真空，無(wú)需真空泵系統(tǒng)也不需要壓縮空氣，氣源經(jīng)濟(jì)方便但可靠性稍差。

10.液壓和氣壓傳動(dòng)在操作力、傳動(dòng)性能和控制性能方面的區(qū)別？

·操作力。液壓可得到很大的直線運(yùn)動(dòng)力和回轉(zhuǎn)力，抓取重量1000到8000N;氣壓可得到較小的直線運(yùn)動(dòng)力和回轉(zhuǎn)力，抓取重量小于300N。

·傳動(dòng)性能。液壓壓縮性小傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)沖擊，基本上無(wú)傳動(dòng)滯后現(xiàn)象，反映靈敏運(yùn)動(dòng)速度高達(dá)2m/s;氣壓壓縮空氣粘度小管路損失小流速大可達(dá)較高速度但高速時(shí)平穩(wěn)性差沖擊較嚴(yán)重通常汽缸50到500mm/s。

·控制性能。液壓壓力和流量均容易控制，可無(wú)極調(diào)速通過(guò)調(diào)節(jié);氣壓低速不易控制，難準(zhǔn)確定位，一般不做伺服控制。

11.伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的性能有何不同?

·控制精度不同(伺服電機(jī)控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器，伺服電機(jī)控制精度步進(jìn)電機(jī));

·低頻特性不同(伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，一般伺服電機(jī)低頻性能好于步進(jìn)電機(jī));

·過(guò)載能力不同(步進(jìn)電機(jī)不具備過(guò)載能力，伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力);

·運(yùn)行性能不同(步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制，交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制);

·速度響應(yīng)性能不同(交流伺服系統(tǒng)加速度性能較好)。