第2 章 工程机器人自主作业系统总体构架 吉林大学机械电子工程实验室的 3 自由度工程机器人 吉林大学机械电子工程实验室的3 自由度工程机器人如图1 -1 所示。它是在液压挖掘机工作装置的基础上，用单自由度的末端执行器替换挖掘机铲斗，再将回转体及相应部件安装在基座上，从而构成了一个3 自由度串联关节型机械手。 末端执行器由一对啮合齿轮、抓手、四连杆机构和驱动液压缸组成。通过驱动液压缸活塞杆的伸缩行控制抓手的开合。液压缸活塞杆带动四连杆机构并驱使主动齿轮啮合被动齿轮，以实现抓手的开合。这样的结构设计可保证抓手两边的抓取力相等。 连杆 1 连杆 0 关节1 关节2 连杆 3 关节3 连杆 3 关节4 连杆 4 图1 -1 工程机器人机器人的连杆和关节 3 自由度串联关节型机械手结构简图 3 自由度串联关节型机械手结构简图如图1 -2 所示。 机械各个关节的自由度是由液压缸来改变的，从机构学的角度看，它们都是一个曲柄滑块机构。液压缸采用电液比例阀控制。 图1 -2 3 自由度串联关节型机械手结构简图 1 —小臂；2 —抓手；3 —大臂；4 —回转臂；5 —基座 6 —位移传感器；7 —电液比例阀；8 —压力传感器 第2 章 工程机器人自主作业系统总体构架 3 自由度串联关节型机械手液压系统 工程机器人以液压驱动为主，分别由四组直线液压缸来控制串联关节型机械手的四个自由度（包括手部自由度）。整个液压系统由液压站、油路、电控比例换向阀、比例换向阀控制器和液压缸等组成，如图 1–3 所示。 图 1-3 工程机器人电液控制系统原理图 1-油箱 2-粗滤油器 3-电动机 4-定量泵 5、10-压力表 6、9、11-表用管接头 7-单向阀 8-电控溢流阀 12-蓄能器 13-细滤油器 14-压力开关 15~18-例换向阀 19~22-液压缸 9 4 1 2 3 5 10 6 11 7 8 13 14 M ~ 19 21 21 22 15 16 17 18 12 3 自由度工程机器人自主作业系统 3 自由度工程机器人自主作业系统基本构成如图1–4 所示。 3 自由度工程机器人自主作业系统结构 3 自由度工程机器人自主作业系统结构如图1–5 所示。 主控计算机 工程机器人 三目摄像 目标物体 图像处理系图1-4 3 自由度工程机器人自主作业系统基本构成 路径 规划 网络 连接 三维 信息 A /D 卡 阀控制信号 图1-5 3 自由度工程机器人自主作业系统结构 遥操作工程机器人 位移传感器 压力传感器 工程机器人自主作业控...
