实验:
在我们日常生活和工业生产过程中,很多地方需要搬运并码垛好一些货物,对于这种重复度高,又繁重的动作,我们需要码垛机器人来帮忙。如图在物流行业中,码垛机器人在工作。但码垛机器人需要克服多大的力才能把货物抓起来呢?让我们做个简单的实验来认识一下什么叫重力。
实验器材:
支架,钩码,弹簧测力计。 实验步骤: 1、检查弹簧测力计
2、把钩码逐个悬挂在弹簧测力计上,并记录每一次的读数; 3、整理器材,把器材放回原位;
4、根据记录的数据做出质量与重力的关系图像;
从质量与重力的关系图像中我们能否得出重力与质量成正比呢?
第四单元 机器人传动机构
机器人的传动机构是工业机器人的核心所在。用户要求机器人速
度高、加速度(减速度)特性好、运动平稳、精度高、承载能力大。这在很大程度上决定于传动部件设计的合理性和优劣。这单元我们一起来认识一下机器人的传动机构。
机器人中常用的传动机构
在工业机器人中,常用的传动机构主要有:齿轮传动、涡轮蜗杆传动、带传动、链传动、连杆传动等。
平常我们常见的是直齿轮传动,直齿轮传动的旋转轴是平行的。还有一种圆锥齿轮传动可以实现传动轴相互垂直的传动。如图:
涡轮蜗杆如图所示,其中轮状零件叫蜗轮,虽然看起来像齿轮,但是其齿形跟齿轮是不一样的,杆状的零件叫蜗杆。这种传动的特点是能够获得很大的减速比,即蜗杆旋转很多圈才能带动蜗轮旋转一圈。并且只能单向传动,即运动只能由蜗杆传递到蜗轮而不能反过来,这种单向传动的特性一般也称为自锁,即当外力想驱使蜗轮转动时,会被蜗杆锁住而无法转动。
带传动主要分两类,一类是靠带和带轮之间的摩擦力传动的,比如平带传动,V带传动(带的横截面是梯形)等,由于主要是靠摩擦力带动,所以载荷较大时可能会打滑。还有一种同步带,带轮和带上都有齿,通过齿啮合消除打滑的存在,可以实现较高精度的传动。
V带传动 同步带
想一想:我们日常生活中都在什么地方见到过带传动装置? 链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。这是我们最常见的一种传动装置,自行车、大型挖掘机,甚至坦克都少不了这种传动方式。 连杆传动利用连杆可以将旋转运动转化为直线运动,往复运动,指定轨迹运动,甚至还可以指定经过轨迹上某点时的速度,连杆传动需要非常巧妙的设计。如图为一个二连杆传动装置。
前沿快车
仿人机器人需要达到手工灵巧的熟练程度,为此在不莱梅的德国人工智能研究中心开发了一种叫“艾拉”的服务机器人。它能够由穿着外甲的工程师从远处操控,因此很适合在艰苦和高强度的环境下工作,比如太空,适用于人类难以开展的工作或太危险的环境。它的手不仅灵巧而且精准度高。