工業(yè)機(jī)器人詳解（五）:機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
類別：自學(xué)教程日期：2018-06-11 17:23:21
在上一篇文章中，我們講到了工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)部分，而在今天的本文中，我們來講一講工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)！
對(duì)于工業(yè)機(jī)器人來說，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)器人中連接動(dòng)力源和運(yùn)動(dòng)連桿的關(guān)鍵部分，對(duì)于機(jī)器人的運(yùn)作來說有著非常重要的作用！
我們目前在工業(yè)機(jī)器人中常見的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形式可以分為直線傳動(dòng)和旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩種，其中直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以通過齒輪齒條、絲杠螺母等傳動(dòng)元件將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，也可以由直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，或是直接由氣缸或液壓缸的活塞產(chǎn)生。而機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)則一般是齒輪鏈、同步皮帶和諧波齒輪等等。
在用途方面，我們使用旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的目的是將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)源輸出的較高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成較低轉(zhuǎn)速，并獲得較大的力矩。而直線傳動(dòng)方式則多用于直角坐標(biāo)機(jī)器人的X、Y、Z向驅(qū)動(dòng)、圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu)的徑向驅(qū)動(dòng)和垂直升降驅(qū)動(dòng)，以及球坐標(biāo)結(jié)構(gòu)的徑向伸縮驅(qū)動(dòng)。
下面再讓我們來深入了解一下這兩種傳動(dòng)裝置：
一. 直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般又分為：①齒輪齒條裝置；②滾珠絲杠；
① 齒輪齒條裝置
通常齒條是固定的。齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成托板的直線運(yùn)動(dòng)。
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn)：回差較大。
② 滾珠絲杠
在絲杠和螺母的螺旋槽內(nèi)嵌入滾珠，并通過螺母中的導(dǎo)向槽使?jié)L珠能連續(xù)循環(huán)。
優(yōu)點(diǎn)：摩擦力小，傳動(dòng)效率高，無爬行，精度高
缺點(diǎn)：制造成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
自鎖問題：理論上滾珠絲杠副也可以自鎖,但是實(shí)際應(yīng)用上沒有使用這個(gè)自鎖的,原因主要是：可靠性很差，或加工成本很高；因?yàn)橹睆脚c導(dǎo)程比非常大，一般都是再加一套蝸輪蝸桿之類的自鎖裝置。
二. 旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般又分為：①齒輪鏈；②同步皮帶；③諧波齒輪；
① 齒輪鏈
（1）轉(zhuǎn)速關(guān)系
（2）力矩關(guān)系
② 同步皮帶
同步帶是具有許多型齒的皮帶，它與同樣具有型齒的同步皮帶輪相嚙合。工作時(shí)相當(dāng)于柔軟的齒輪。
優(yōu)點(diǎn)：無滑動(dòng)，柔性好，價(jià)格便宜，重復(fù)定位精度高。
缺點(diǎn)：具有一定的彈性變形。
③ 諧波齒輪
諧波齒輪由剛性齒輪、諧波發(fā)生器和柔性齒輪三個(gè)主要零件組成，一般剛性齒輪固定，諧波發(fā)生器驅(qū)動(dòng)柔性齒輪旋轉(zhuǎn)。主要特點(diǎn)：
(1) 傳動(dòng)比大，單級(jí)為50—300。
(2) 傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力高。
(3) 傳動(dòng)效率高,可達(dá)70%—90%。
(4) 傳動(dòng)精度高,比普通齒輪傳動(dòng)高3—4倍。
(5) 回差小，可小于3’。
(6) 不能獲得中間輸出，柔輪剛度較低。
諧波傳動(dòng)裝置在機(jī)器人技術(shù)比較先進(jìn)的國(guó)家已得到了廣泛的應(yīng)用。僅就日本來說，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置的60％都采用了諧波傳動(dòng)。
