工业机器人的传动系统两分钟看懂工业机器人的传动机构！

2023-07-05 08:32:39

　　一分钟看懂工业机器人的传动器机构！

　　先进制造 ◇ 系列技术讲座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人金融行业典型研讨会

　　近年来，得益于工业机器人市场的快速产业发展，中国体育运动控制金融行业步入到一个快速产业发展的阶段。而下游需求的进一步释放，也带动上游的高速产业发展，包括直角护木、滚珠轴承伞翼、曲轴轮轴、液（气）压缸、曲轴、减速器等传动器核心零组件也出现订单大幅增长的趋势，整个大疆金融行业市场呈现出朝气蓬勃的产业发展姿态。

我们都知道，工业机器人的驱动力源透过传动器组件来驱动力下肢的终端或旋转，从而同时实现机身、手臂和手腕的体育运动。因而，传动器组件是构成工业机器人的重要组件。而根据传动器类型的不同，传动器组件能分为两大类：直角传动器机构和旋转传动器机构。今天，SIMM小编将和大家一起来深入学习了解。

　　直角传动器机构

　　工业机器人常用的直角传动器机构能直接由汽缸或油压缸和喷嘴产生，也能选用曲轴轮轴、滚珠轴承伞翼螺栓等传动器组件由旋转体育运动切换得到。

　　1、终端下肢护木

　　在体育运动过程中终端下肢护木能起到保证位置精度和导向的作用。

　　终端下肢护木有五种：普通翻转护木、油压拉苏特兰翻转护木、油压静压翻转护木、状态参数护木和慢速护木。

　　目前T6670慢速护木在工业机器人中应用最为广泛，如图2-15所示为包容式慢速护木的结构，用车轴座车轴，能方便快捷地与任何平面相连，此时套筒必须是开式的，嵌入在滑枕中，既增强刚度也方便快捷了与其他组件的连接。

　　2、曲轴轮轴器

曲轴轮轴器中（图2-16），如果轮轴固定不动，当曲轴旋转时，曲轴轴连同拖板沿轮轴路径做直角体育运动。这样，曲轴的旋转体育运动就切换成拖板的直角体育运动。拖板是由导杆或护木车轴的，该器的回差较大。

　　3、滚珠轴承伞翼与螺栓

　　在工业机器人中经常选用滚珠轴承伞翼，这是因为滚珠轴承伞翼的空气阻力很小且体育运动响应速度快。

　　由于滚珠轴承伞翼螺栓的螺旋槽里放置了许多滚珠轴承，伞翼在传动器过程中所受的是慢速空气阻力，空气阻力较小，因而传动器工作效率高，同时可消除低速体育运动时的爬行现象；在装配时施加一定的加强型力，可消除回差。

　　如图2-17所示滚珠轴承伞翼螺栓里的滚珠轴承经过研磨的侧板循环往复传达体育运动与动力，滚珠轴承伞翼的传动器工作效率能达到90%。

　　4、液（气）压缸

液（气）压缸是将油压泵（空压机）输出的压力能切换为机械能、做直角往复体育运动的执行组件，使用液（气）压缸能容易地同时实现直角体育运动。液（气）压缸主要由缸筒、缸盖、喷嘴、喷嘴杆和密封器等组件构成，喷嘴和缸筒选用精密翻转配合，压力油（冷却水）从液（气）压缸的一端步入，把喷嘴推向液（气）压缸的另一端，从而同时实现直角体育运动。透过调节步入液（气）压缸油压油（冷却水）的流动路径和流量能控制液（气）压缸的体育运动路径和速度。

　　旋转传动器机构

一般电动车机都能够直接产生旋转体育运动，但其输出加速度棒果明确要求的加速度小，转速比明确要求的转速高，因而需要选用曲轴、皮带传送器或其他体育运动传动器机构，把较高的转速切换成较高的转速，并获得较大的加速度。体育运动的传达和转换必须高工作效率地完成，并且不能有损于机器人系统所需要的特性，包括功能定位精度、重复功能定位精度和可靠性等。透过下列传动器机构能同时实现体育运动的传达和切换。

　　1、曲轴副

　　曲轴副不但能传达体育运动角位移和角速度，而且能传达力和加速度，一个曲轴装到输出轴上，另一个曲轴装到输出轴上，能得到曲轴的齿式与其转速成反比 [式 (2-1)]，输出加速度与输出加速度之比等于输出齿式与输出齿式之比 [式 (2-2)]。

　　2、扁枝传动器器

　　在工业机器人中扁枝传动器主要用来传达平行轴间的体育运动，同步传送带和带轮的接触面都制成相应的减速机，靠啮合传达功率。齿的节距用孔颖草带轮时的圆节距t表示。

式中：n1为开闩转速 (r/min)；n2 为消极轮转速 (r/min);z1为开闩齿式；z2 为消极官亭镇式。

　　扁枝传动器的优点：传动器时无翻转，传动器比准确，传动器平稳；速比范围大；初始拉力小；轴与轴承不易过载。但是，这种传动器机构的制造及安装明确要求严格，对带的材料明确要求也较高，因而成本较高，扁枝传动器适合于电动车机和高减速比减速器之间的传动器。

　　3、增益曲轴

　　目前工业机器人的旋转下肢有60%~70%都使用增益曲轴传动器。

　　增益曲轴传动器由刚性曲轴、增益发生器和柔性曲轴三个主要零件组成。

　　工作时，刚性曲轴6固定安装，各齿均布于圆周上，具有外齿圈2的柔性曲轴5沿刚性曲轴的内齿圈3旋转。柔性曲轴比刚性曲轴少两个齿，所以柔性曲轴沿刚性曲轴每转一圈就反向转过两个齿的相应转角。

谐波发生器4具有椭圆形轮廓，装到其上的滚珠轴承用于车轴柔性曲轴，增益发生器驱动力柔性曲轴旋转并使之发生塑性变形。旋转时，柔性曲轴的椭圆形端部只有少数齿与刚性曲轴啮合，只有这样，柔性曲轴才能相对于刚性曲轴自由地转过一定的角度。通常刚性曲轴固定，增益发生器作为输出端，柔性曲轴与输出轴相连。

　　式中：z1 为柔性曲轴的齿式；z2 为刚性曲轴的齿式。假设刚性曲轴有100个齿，柔性曲轴比它少两个齿，则当增益发生器转50圈时，柔性曲轴转1圈，这样只占用很小的空间就能得到1∶50的减速比。通常将增益发生器装到输出轴，把柔性曲轴装到输出轴，以获得较大的曲轴减速比。

　　4、摆线针轮传动器减速器

摆线针轮传动器是在针摆传动器基础上产业发展起来的一种新型传动器方式，20世纪80年代日本研制出了用于机器人下肢的摆线针轮传动器减速器，图2-21所示为摆线针轮传动器简图。

　　它由渐开线圆柱曲轴行星减速机构和摆线针轮行星减速机构两部分组成。渐开线行星轮6与曲柄轴 5连成一体，作为摆线针轮传动器部分的输出。如果渐开线中心轮7顺时针旋转，那么，渐开线行星曲轴在公转的同时还逆时针自转，并透过曲柄轴带动摆线轮做平面体育运动。此时，摆线轮因受与之啮合的针轮的约束，在其轴线绕针轮轴线公转的同时，还将反路径自转，即顺时针旋转。同时，它透过曲柄轴推动行星架输出机构顺时针旋转。

　　( 文章来源：互联网 )

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