第6章機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)

1、機(jī)器人主要由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)四個(gè)系統(tǒng)組成。機(jī)械系統(tǒng)又叫操作機(jī)，是工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？煞殖苫?、腰部、臂部、腕部和手部。6.1 6.1 概概 述述一、機(jī)器人結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)可以簡(jiǎn)化成各連桿首尾相接、末端開(kāi)放的一個(gè)開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈，操作機(jī)的結(jié)構(gòu)剛度差，并隨空間位姿的變化而變化。2. 操作機(jī)的每個(gè)連桿都具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器，連桿的運(yùn)動(dòng)各自獨(dú)立，運(yùn)動(dòng)更為靈活。 一般的連桿機(jī)構(gòu)，有1-2個(gè)原動(dòng)件，各連桿間的運(yùn)動(dòng)是互相約束的。3. 連桿驅(qū)動(dòng)扭矩變化復(fù)雜，和執(zhí)行件位姿相關(guān)。連桿的驅(qū)動(dòng)屬于伺服控制，因而對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度、間隙和運(yùn)動(dòng)精度都有較高的要求。4. 操作機(jī)的受力狀態(tài)、剛度

2、條件和動(dòng)態(tài)性能隨位姿變化而變化，極易發(fā)生振動(dòng)或其它不穩(wěn)定現(xiàn)象。二、本體基本結(jié)構(gòu)要求 1. 機(jī)械系統(tǒng)抓重一自重比盡量大臂桿的質(zhì)量小有利于改善操作機(jī)工作的動(dòng)態(tài)性能，抓重一自重比大意味著工作效率高，造價(jià)低。人類手臂的抓重大約為自重的34倍，從統(tǒng)計(jì)資料看，操作機(jī)的抓重一自重比約為120115，與人類手臂相比，相去甚遠(yuǎn)。2. 結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)態(tài)剛度盡可能好結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)剛度好有利于提高手臂端點(diǎn)的定位精度和對(duì)編程軌跡的跟蹤精度，對(duì)離線編程至關(guān)重要。操作機(jī)具有較好的剛度，可以增加設(shè)計(jì)的靈活性。比如在選擇傳感器安裝位置時(shí)，剛度好的結(jié)構(gòu)允許傳感器放在離執(zhí)行件較遠(yuǎn)的位置。3. 提高系統(tǒng)的固有頻率，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。機(jī)器人

3、以中等速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，工作頻率范圍1Hz一20Hz，機(jī)器人的低階固有頻率5Hs一25Hs，有可能會(huì)共振。盡可能提高操作機(jī)結(jié)構(gòu)的固有頻率，避開(kāi)機(jī)器人工作時(shí)的工作頻率。小臂小臂大臂大臂腰部腰部腕部腕部基基 座座手部手部機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)：機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。包括： 傳動(dòng)部件 機(jī)身及行走機(jī)構(gòu) 臂部 腕部 手部 6.2 6.2 機(jī)身及臂部結(jié)構(gòu)機(jī)身及臂部結(jié)構(gòu)機(jī)器人機(jī)身又稱為立柱，是支撐臂部的部件，能實(shí)現(xiàn)手臂的升降、回轉(zhuǎn)或俯仰運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人必須有一個(gè)便于安裝的基礎(chǔ)件，這就是機(jī)器人的機(jī)座，機(jī)座往往與機(jī)身做成一體。機(jī)身設(shè)計(jì)要求： (1) 剛度和強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好。 (2) 運(yùn)動(dòng)靈活，導(dǎo)套不宜過(guò)短，避免卡死。 (3)

4、驅(qū)動(dòng)方式適宜。 (4) 結(jié)構(gòu)布置合理。一、機(jī)身的典型結(jié)構(gòu)一、機(jī)身的典型結(jié)構(gòu)機(jī)身結(jié)構(gòu)一般由機(jī)器人總體設(shè)計(jì)確定。1回轉(zhuǎn)與升降機(jī)身回轉(zhuǎn)與升降機(jī)身(1) 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)采用擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng) 升降油缸在下，回轉(zhuǎn)油缸在上，升降活塞桿桿的尺寸要加大。 回轉(zhuǎn)油缸在下，升降油缸在上，回轉(zhuǎn)油缸的驅(qū)動(dòng)力矩要設(shè)計(jì)得大一些。PqgF為啟動(dòng)時(shí)的總慣性力(N)；W為運(yùn)動(dòng)部件的總重力(N) 。qmgPFFWmF為各支承處的摩擦力(N)；qmgMMMg0MJtmM為總摩擦阻力矩(Nm)；gM為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件的總慣性力矩 (Nm)iiiG LLG偏重力矩：是指臂部全部零部件與工件的總重量對(duì)機(jī)身回轉(zhuǎn)軸的靜力矩。當(dāng)手臂懸伸為最大行程時(shí)，其偏重力

5、矩為最大。偏重力臂L ：手臂總重量的重心位置距機(jī)身立柱軸的距離，根據(jù)靜力平衡計(jì)算。偏重力矩為WL偏重力矩對(duì)升降運(yùn)動(dòng)的靈活性影響如果偏重力矩過(guò)大，使支承導(dǎo)套與立柱之間的摩擦力過(guò)大，出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。如果依靠自重下降，避免立柱卡死自鎖根據(jù)平衡條件可知：N1F hWLm1m2N122LWFFFfWfh不卡死的條件為2hfL工業(yè)機(jī)器人的臂部臂部總重量較大，受力復(fù)雜，在運(yùn)動(dòng)時(shí)，直接承受腕部、手部和工件（或工具）的靜、動(dòng)載荷，尤其高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生較大的慣性力（或慣性力矩），引起沖擊，影響定位的準(zhǔn)確性。臂部設(shè)計(jì)要求：1） 剛度高 手臂截面形狀防止臂部過(guò)大的變形。 工字形截面 圓截面大， 空心管 實(shí)心軸 鋼管作

6、臂桿及導(dǎo)向桿，工字鋼和槽鋼制作支承板。2）導(dǎo)向性能好 設(shè)置導(dǎo)向裝置，或采用方形、花鍵等形式，防止手臂沿軸線相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。3）運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)、定位精度高臂部高速運(yùn)動(dòng)，慣性力引起的沖擊大，運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，定位精度也不高，采用緩沖措施。4）重量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。為提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度，要盡量減少臂部運(yùn)動(dòng)部分的重量，以減少手臂對(duì)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。5）合理設(shè)計(jì)與腕和機(jī)身的連接部位。臂部安裝形式和位置不僅關(guān)系到機(jī)器人的強(qiáng)度、剛度和承載能力，還直接影響機(jī)器人的外觀。油(氣)缸直接驅(qū)動(dòng) 行程小時(shí)；油(氣)缸驅(qū)動(dòng)齒條傳動(dòng)的倍增機(jī)構(gòu) 行程較大時(shí) ；絲杠螺母或滾珠絲杠傳動(dòng)。為了增加手臂的剛性，臂部伸縮機(jī)構(gòu)需設(shè)置導(dǎo)向裝置，或設(shè)計(jì)方

7、形、花鍵等形式的臂桿。常用的導(dǎo)向裝置有單導(dǎo)向桿和雙導(dǎo)向桿等，可根據(jù)手臂的結(jié)構(gòu)、抓重等因素選取。圖示為采用四根導(dǎo)向柱的臂部伸縮結(jié)構(gòu)。手臂垂直運(yùn)動(dòng)由油缸驅(qū)動(dòng)，行程長(zhǎng)，抓重大。2手臂俯仰運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通常采用擺臂油(氣)缸驅(qū)動(dòng)、鉸鏈連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)手臂的俯仰。 1手部； 2夾緊缸； 3升降缸； 4小臂； 5、7擺動(dòng)油缸； 6大臂； 8立柱3手臂回轉(zhuǎn)與升降機(jī)構(gòu)常采用回轉(zhuǎn)缸與升降缸單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，適用于升降行程短而回轉(zhuǎn)角度小于360的情況;也有采用升降缸與氣動(dòng)馬達(dá)-錐齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)。平衡系統(tǒng)作用：1）防止機(jī)器人在切斷電源后因重力而失去穩(wěn)定；2）降低機(jī)器人的構(gòu)形變化；3）降低因機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致慣性力矩引起關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力矩

8、峰值的變化；4）減小機(jī)械臂結(jié)構(gòu)柔性所引起的不良影響。常采用平行四邊形機(jī)構(gòu)構(gòu)成平衡系統(tǒng)。在系統(tǒng)中增加一個(gè)質(zhì)量，形成一個(gè)力的平衡，該平衡系統(tǒng)不隨機(jī)器人位置的變化而失去平衡。若滿足333m O GSVm2223332m O Gm O GO Vm0M 則總力矩：01sinMFr22sin(90)cossinrrll0()Fk ll01 20()cosk ll rrMl手腕結(jié)構(gòu)是機(jī)器人中最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因傳動(dòng)系統(tǒng)互相干擾，增加了手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度。腕部設(shè)計(jì)要求：(1) 結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。(2) 動(dòng)作靈活、平穩(wěn)，定位精度高。(3) 強(qiáng)度、剛度高。(4) 合理設(shè)計(jì)與臂和手部的連接部位以及傳感器和驅(qū)動(dòng)裝置的布局

9、和安裝。為了保證具有足夠大的驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)也為了減輕手腕的重量，采用遠(yuǎn)距離的驅(qū)動(dòng)方式。單自由度手腕、二自由度手腕和三自由度手腕。腕部的三個(gè)自由度： 翻轉(zhuǎn)R（Roll） 俯仰P（Pitch） 偏轉(zhuǎn)Y（Yaw）翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)俯仰俯仰偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)滾轉(zhuǎn)和彎轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)滾轉(zhuǎn)和彎轉(zhuǎn) 滾轉(zhuǎn)：能實(shí)現(xiàn)360旋轉(zhuǎn)，常用R標(biāo)記。 彎轉(zhuǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)角度一般小于360，常用B標(biāo)記。單自由度手腕： 翻轉(zhuǎn)（R關(guān)節(jié)）：手腕的關(guān)節(jié)軸線與Z軸線共線，回轉(zhuǎn)角度不受結(jié)構(gòu)限制，轉(zhuǎn)360。 俯仰（B關(guān)節(jié)）：手腕關(guān)節(jié)軸線與Y軸線共線，轉(zhuǎn)角度受結(jié)構(gòu)限制，小于360。偏轉(zhuǎn)（B關(guān)節(jié)）：手腕關(guān)節(jié)軸線與X軸線共線；轉(zhuǎn)角度受結(jié)構(gòu)限制，小于360。T手腕BR手腕BB手腕R

10、R手腕(屬于單自由度)二自由度手腕圖例：三自由度手腕的結(jié)合方式：RRR型手腕結(jié)構(gòu)示意RRR型手腕，制造簡(jiǎn)單，機(jī)械效率高，應(yīng)用普遍好處：把尺寸、重量都較大的驅(qū)動(dòng)放在遠(yuǎn)離手腕的手臂后端，作平衡重量用，減輕手腕重量，改善了機(jī)器人結(jié)構(gòu)的平衡性。二、腕部的典型結(jié)構(gòu)二、腕部的典型結(jié)構(gòu)1.單自由度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)手腕回轉(zhuǎn)油缸直接驅(qū)動(dòng)的單自由度腕部結(jié)構(gòu)1回轉(zhuǎn)油缸；2定片；3腕回轉(zhuǎn)軸；4動(dòng)片；5手腕采用輪系實(shí)現(xiàn)手腕翻轉(zhuǎn)和俯仰手腕的翻轉(zhuǎn)：S軸傳遞，手腕與錐齒輪4為一體。手腕的俯仰：傳動(dòng)軸B 錐齒輪5、6 傳動(dòng)軸A，手腕的殼體與A 連接為一體。誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)： S軸不動(dòng)傳動(dòng)軸B 運(yùn)動(dòng)3 3三自由度手腕三自由度手腕1）液壓直接驅(qū)動(dòng)

11、三自由度BBR手腕M1、M2、M3是液壓馬達(dá)，直接驅(qū)動(dòng)手腕，實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)、俯仰和翻轉(zhuǎn)三個(gè)自由度。關(guān)鍵是設(shè)計(jì)和加工出尺寸小、重量輕、驅(qū)動(dòng)力矩大，驅(qū)動(dòng)特性好的液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。2) 齒輪-鏈輪傳動(dòng)三自由度RBR腕部齒輪鏈輪傳動(dòng)三自由度手腕原理圖齒輪鏈輪傳動(dòng)三自由度手腕原理圖1油缸；油缸；2鏈輪；鏈輪；3、4錐齒輪；錐齒輪；5、6花鍵軸花鍵軸T；7傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸S；8腕架；腕架；9行星架；行星架；10、11、22、24圓柱齒輪；圓柱齒輪；12、13、14、15、16、17、18、20錐齒輪；錐齒輪；19擺動(dòng)軸；擺動(dòng)軸；21、23雙聯(lián)圓柱齒輪；雙聯(lián)圓柱齒輪；25傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸B偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在上圖示兩自由度手腕

12、增加一個(gè)偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。油缸1活塞移動(dòng)鏈輪2 錐齒輪3、4 花鍵軸5、6轉(zhuǎn)動(dòng)，花鍵軸6與行星架9連成一體，行星架作偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)： 軸S旋轉(zhuǎn)Z10/Z23、Z23/Z11Z12、Z13Z14、Z15 手腕與錐齒輪Z15為一體手腕實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)俯仰運(yùn)動(dòng)：俯仰運(yùn)動(dòng)： 軸B旋轉(zhuǎn)Z24/Z21，Z21/Z22Z20、Z16 Z16、Z17Z17、Z18軸19旋轉(zhuǎn) 手腕殼體與軸19固聯(lián)，實(shí)現(xiàn)手腕的俯仰運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)：誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)：軸B、軸S不轉(zhuǎn)而T軸回轉(zhuǎn)軸B、軸S不轉(zhuǎn)齒輪Z23、Z21不轉(zhuǎn)1. T軸回轉(zhuǎn)行星架回轉(zhuǎn)齒輪Z22繞齒輪Z21的過(guò)程中自轉(zhuǎn) Z20、Z16、Z17、Z18 實(shí)現(xiàn)附加俯仰運(yùn)動(dòng)2. T

13、軸回轉(zhuǎn)行星架回轉(zhuǎn)齒輪Z11繞齒輪Z23的過(guò)程中自轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)Z12、Z13、Z14、Z15 實(shí)現(xiàn)附加回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)三、機(jī)器人手部機(jī)器人的手部也叫做末端執(zhí)行器，裝在機(jī)器人手腕上直接抓握工件或執(zhí)行作業(yè)的部件。手部是完成作業(yè)好壞以及作業(yè)柔性好壞的關(guān)鍵部件之一。 1. 特點(diǎn)： (1) 手部與手腕相連處可拆卸。 (2) 手部是機(jī)器人末端執(zhí)行器。 (3) 手部的通用性比較差。 2. 手部的設(shè)計(jì)要求：手部的設(shè)計(jì)要求：（1）具有足夠的夾持力。（2）保證適當(dāng)?shù)膴A持精度：手指應(yīng)能順應(yīng)被夾持工件的形狀，應(yīng)對(duì)被夾持工件形成所要求的約束。（3）手部自身的大小、形狀、機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)自由度：主要是根據(jù)作業(yè)對(duì)象的大小、形狀、位置、姿態(tài)、重量

14、、硬度和表面質(zhì)量等來(lái)綜合考慮。（4）智能化手部還應(yīng)配有相應(yīng)的傳感器：由于感知手爪和物體之間的接觸狀態(tài)、物體表面狀況和夾持力的大小等，以便根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行調(diào)整等。 3. 手部的分類按用途分 手爪：抓住工件，握持工件，釋放工件 工具：進(jìn)行某種作業(yè)的專用工具，如噴漆槍、焊具等 機(jī)械式手爪設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)：氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)傳動(dòng)：運(yùn)動(dòng)要求和夾緊力要求爪鉗：形狀、材料、與工件的接觸面積磁力吸盤設(shè)計(jì)不需夾具，要求工件表面清潔、平整、干燥只適合對(duì)工件要求不高或不考慮剩磁的影響，不適合高溫真空式吸盤設(shè)計(jì)要求工件表面清潔、平整、干燥、能氣密按手指或吸盤數(shù)目分(1) 手指數(shù)目：二指手爪及多指手爪。(2) 手指關(guān)節(jié)：?jiǎn)侮P(guān)節(jié)手

15、指手爪及多關(guān)節(jié)手指手爪。(3) 吸盤式手爪：?jiǎn)挝P式手爪及多吸盤式手爪。 按手爪的運(yùn)動(dòng)形式分：回轉(zhuǎn)型：當(dāng)手爪夾緊和松開(kāi)物體時(shí)，手指作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)被抓物體的直徑大小變化時(shí)，需要調(diào)整手爪的位置才能保持物體的中心位置不變。平動(dòng)型：手指由平行四桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，當(dāng)手爪夾緊和松開(kāi)物體時(shí)，手指姿態(tài)不變，作平動(dòng)?；剞D(zhuǎn)動(dòng)力源1和6驅(qū)動(dòng)構(gòu)件2和5順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過(guò)平行四邊形機(jī)構(gòu)帶動(dòng)手指3和4作平動(dòng)，夾緊或釋放工件。手爪裝有限位開(kāi)關(guān)5和7。在指爪4沿垂直方向接近工件6的過(guò)程中，限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)手爪與工件的相對(duì)位置。當(dāng)工件接觸限位開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)信號(hào)，汽缸通過(guò)連桿3驅(qū)動(dòng)指爪夾緊工件。手爪移動(dòng)手爪移動(dòng)量大。量大。 適用范圍：適用

16、范圍： 適用于用鐵磁材料做成的工件；不適合于由有色金屬和非金屬材料制成的工件。 適合于被吸附工件上有剩磁也不影響其工作性能的工件。 適合于定位精度要求不高的工件。 適合于常溫狀況下工作。鐵磁材料高溫下的磁性會(huì)消失。利用吸盤內(nèi)壓力和大氣壓力差工作，要求物體利用吸盤內(nèi)壓力和大氣壓力差工作，要求物體表面平整光滑，無(wú)透氣空隙。表面平整光滑，無(wú)透氣空隙。形成壓力差方式：真空吸附、氣流負(fù)壓吸附、形成壓力差方式：真空吸附、氣流負(fù)壓吸附、擠壓吸附擠壓吸附壓縮空氣高速流經(jīng)噴壓縮空氣高速流經(jīng)噴嘴，腔內(nèi)氣體被高速嘴，腔內(nèi)氣體被高速氣流帶走形成負(fù)壓，氣流帶走形成負(fù)壓，完成取物；完成取物；切斷氣源即釋放；切斷氣源即釋放

17、；方便，成本低方便，成本低取料時(shí)吸盤壓緊物體，吸盤變形，擠出多余氣體，手部取料時(shí)吸盤壓緊物體，吸盤變形，擠出多余氣體，手部上升靠吸盤恢復(fù)力形成負(fù)壓將物體吸住；上升靠吸盤恢復(fù)力形成負(fù)壓將物體吸住；壓下推桿連同大氣釋放；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，吸附力小，防止漏壓下推桿連同大氣釋放；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，吸附力小，防止漏氣，不宜長(zhǎng)期保持。氣，不宜長(zhǎng)期保持。1吸盤架；吸盤架；2壓蓋；壓蓋；3密封墊；密封墊；4吸盤；吸盤；5工件工件直線導(dǎo)軌滾珠絲杠6.4 6.4 機(jī)器人傳動(dòng)及行走機(jī)構(gòu)機(jī)器人傳動(dòng)及行走機(jī)構(gòu)機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本要求：機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本要求：(1) 結(jié)構(gòu)緊湊，即同比體積最小、重量最輕；結(jié)構(gòu)緊湊，即同比體積最小、重量最

18、輕；(2) 傳動(dòng)剛度大，即承受扭矩時(shí)角度變形要小，以傳動(dòng)剛度大，即承受扭矩時(shí)角度變形要小，以提高整機(jī)的固有領(lǐng)率，降低整機(jī)的低頻振動(dòng)；提高整機(jī)的固有領(lǐng)率，降低整機(jī)的低頻振動(dòng)；(3) 回差小，即由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)時(shí)空行程要小，以得回差小，即由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)時(shí)空行程要小，以得到較高的位置控制精度；到較高的位置控制精度；(4) 壽命長(zhǎng)、價(jià)格低。壽命長(zhǎng)、價(jià)格低。機(jī)器人常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、滾珠絲杠傳動(dòng)、同 步齒形帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)等。其中：腰關(guān)節(jié)最常用諧波傳動(dòng)、齒輪/蝸輪傳動(dòng)；臂關(guān)節(jié)最常用諧波傳動(dòng)、RV擺線針輪行星傳動(dòng)和滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)。腕關(guān)節(jié)最常用齒輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)和綱繩傳動(dòng)。1齒輪

19、傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)常用行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。常用行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。最優(yōu)傳動(dòng)比：最優(yōu)傳動(dòng)比： manJJi/ 微電機(jī)微電機(jī)+減速器減速器微小型減速器微小型減速器122112zznnnniHHHKHV 型2. 漸開(kāi)線少齒差行星傳動(dòng)漸開(kāi)線少齒差行星傳動(dòng)2212122121zzzzzzzziH 212221zzziiiHHHV 齒數(shù)差齒數(shù)差Z1-Z2越小，傳動(dòng)比越小，傳動(dòng)比iHV越大越大當(dāng)當(dāng)Z1-Z2=1時(shí)，傳動(dòng)比出現(xiàn)最大值，時(shí)，傳動(dòng)比出現(xiàn)最大值， iHV=-Z2一齒差行星傳動(dòng)輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)向相反。一齒差行星傳動(dòng)輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)向相反。3. 諧波齒輪傳動(dòng)諧波齒輪傳動(dòng)諧波齒輪傳動(dòng)

20、：諧波齒輪行星傳動(dòng)的簡(jiǎn)稱。 少齒差行星傳動(dòng)由剛性圓柱齒輪1、柔性圓柱齒輪2、波發(fā)生器H和柔性軸承等零部件構(gòu)成。 齒輪齒輪1為剛輪，為剛輪，齒數(shù)為齒數(shù)為z1，相當(dāng)，相當(dāng)于中心輪于中心輪H為波發(fā)生器，為波發(fā)生器，相當(dāng)于行星輪系相當(dāng)于行星輪系中的系桿，運(yùn)動(dòng)中的系桿，運(yùn)動(dòng)輸入。輸入。齒輪齒輪2為柔輪，齒為柔輪，齒數(shù)為數(shù)為z2，可產(chǎn)生較，可產(chǎn)生較大的彈性變形，大的彈性變形，相當(dāng)于行星輪，相當(dāng)于行星輪，運(yùn)動(dòng)由此輸出。運(yùn)動(dòng)由此輸出。諧波齒輪傳動(dòng)的諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比與少齒差傳動(dòng)比與少齒差行星傳動(dòng)的計(jì)算行星傳動(dòng)的計(jì)算公式完全一樣。公式完全一樣。諧波齒輪傳動(dòng)中，剛輪齒數(shù)z1略大于柔輪齒數(shù)z2，齒數(shù)差應(yīng)等于波數(shù)或

21、波數(shù)的整數(shù)倍目前多用雙波和三波傳動(dòng)。波發(fā)生器的長(zhǎng)度比未變形的柔輪內(nèi)圓直徑大。當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)圓時(shí)，迫使柔輪產(chǎn)生彈性變形而呈橢圓狀，使其長(zhǎng)軸處柔輪輪齒插入剛輪的輪齒槽內(nèi)，成為完全嚙合狀態(tài)；而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸，處于脫開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)：迫使柔輪不斷產(chǎn)生變形，使兩輪輪齒在進(jìn)行嚙入、嚙合、嚙出、脫開(kāi)的過(guò)程中，不斷改變各自的工作狀態(tài)，產(chǎn)生了錯(cuò)齒運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)波發(fā)生器與柔輪的運(yùn)動(dòng)傳遞。2112ZZZiH2121ZZZiH例 有一諧波齒輪傳動(dòng)，剛輪齒數(shù)為200，柔輪齒數(shù)為l98，若:(1)剛輪固定，柔輪輸出，求該諧波傳動(dòng)的傳動(dòng)比。 (2)柔輪固定，剛輪輸出，求該諧波傳動(dòng)的傳動(dòng)比。解： (1)剛輪固定，柔輪輸出，速比為：負(fù)號(hào)表示柔輪輸出轉(zhuǎn)向與發(fā)生器轉(zhuǎn)向相反。(2)柔輪固定，剛輪輸出，速比為：正號(hào)表示剛輪輸出轉(zhuǎn)向與發(fā)生器轉(zhuǎn)向相同9921