機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)

1、機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)1定義：腕部就是臂部與手部的連接件，起支承手部與改變手部姿態(tài)的作用。2、手腕的自由度：為了使手部能處于空間任意方向，要求腕部能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間三個(gè)坐標(biāo)軸X、Y、Z的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這便就是腕部運(yùn)動(dòng)的三個(gè)自由度，分別稱為翻轉(zhuǎn) R(Roll)、俯仰P(Pitch)與偏轉(zhuǎn) Y(Yaw)。并不就是所有的手腕都必須具備三個(gè)自由度，而就是根據(jù)實(shí)際使用的工作性能要求來確定。手腕的偏轉(zhuǎn)腕部坐標(biāo)系手腕的仰俯手腕的回轉(zhuǎn)3、手腕的設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕；動(dòng)作靈活、平穩(wěn)，定位精度高；強(qiáng)度、剛度高；與臂部及手部的連接部位的合理連接結(jié)構(gòu)，傳感器與驅(qū)動(dòng)裝置的合理布局及安裝等。4、手腕的分類(1)二自由度手腕：可以由一個(gè)

2、R關(guān)節(jié)與一個(gè)B關(guān)節(jié)聯(lián)合構(gòu)成BR關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)，或由兩個(gè)B關(guān)節(jié)組成BB關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)， 但不能由兩個(gè)RR關(guān)節(jié)構(gòu)成二自由度手腕，因?yàn)閮蓚€(gè)R關(guān)節(jié)的功能就是重復(fù)的，實(shí)際上只起到 單自由度的作用。翻轉(zhuǎn)1附"卩BR手腕弋偏轉(zhuǎn)plB 俯仰(b)BB手腕翻轉(zhuǎn)（C）RR手腕（屬于單自由度）（2）三自由度手腕：有R關(guān)節(jié)與B關(guān)節(jié)的組合構(gòu)成的三自由度手腕可以有多種型式，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)、俯仰與偏轉(zhuǎn)功能。BBR手腕(h)BRR手腕5、按手腕的驅(qū)動(dòng)方式分直接驅(qū)動(dòng)手腕驅(qū)動(dòng)源直接裝在手腕上。這種直接驅(qū)動(dòng)手腕的關(guān)鍵就是能否設(shè)計(jì)與加工出尺 寸小、重量輕而驅(qū)動(dòng)扭矩大、驅(qū)動(dòng)性能好的驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓馬達(dá)。遠(yuǎn)距離傳動(dòng)手腕：有時(shí)為了保證具有足夠大的驅(qū)

3、動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)裝置又不能做得足夠小，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，可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。液壓直接驅(qū)動(dòng)BBR手腕圖例軸m / 軸11遠(yuǎn)距離傳動(dòng)手腕圖例6、典型結(jié)構(gòu) (1)擺動(dòng)液壓缸(又稱回轉(zhuǎn)液壓缸):結(jié)構(gòu)：由缸體、隔板、葉片、花鍵套等主要部件構(gòu)成。其中葉片 用花鍵將轉(zhuǎn)子與驅(qū)動(dòng)軸連接，用螺栓2將隔板與缸體連接。工作原理：7固定在轉(zhuǎn)子上在密封的缸體內(nèi)，隔板與活動(dòng)葉片之間圍成兩個(gè)油腔，相當(dāng)油缸中的無桿腔與 有桿腔。液壓力作用在活動(dòng)葉片的端面上，對(duì)傳動(dòng)軸中心產(chǎn)生力矩使被驅(qū)動(dòng)機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。擺動(dòng)缸轉(zhuǎn)角在 270 °左右。機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)(2)單自由度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

4、手腕：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：機(jī)器人手部的張合就是由汽缸驅(qū)動(dòng)的，而手腕的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則由回轉(zhuǎn)液壓缸實(shí)現(xiàn)。工作原理：將夾緊汽缸的外殼與擺動(dòng)油缸的動(dòng)片連接在一起，當(dāng)擺動(dòng)液壓缸中不同的油腔中進(jìn)油時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)手腕不同方向的擺動(dòng)。1冋轉(zhuǎn)缸扌2定片皿一腕冋轉(zhuǎn)軸*4 動(dòng)片；1 手那(3)雙回轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動(dòng)手腕：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：采用雙回轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動(dòng)，一個(gè)帶動(dòng)手腕作俯仰運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)油缸帶動(dòng)手腕作回轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)。V-V視圖表示的回轉(zhuǎn)缸中動(dòng)片帶動(dòng)回轉(zhuǎn)油缸的剛體，定片與固定中心軸聯(lián)結(jié)實(shí)現(xiàn)俯仰運(yùn)動(dòng)；L-L視圖表示回轉(zhuǎn)缸中動(dòng)片與回轉(zhuǎn)中心軸聯(lián)結(jié)，定片與油缸缸體聯(lián)結(jié)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。V-V "L-L手韶遼一中心軸：3_固定中心釉沁_(dá)定片*5_怪動(dòng)回桃缸

5、托動(dòng)片畀一冋轉(zhuǎn)軸沖一回轉(zhuǎn)缸(4)輪系驅(qū)動(dòng)的二自由度 BR手腕：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由輪系驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)與俯仰運(yùn)動(dòng)，其中手腕的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由傳動(dòng)軸S傳遞,手腕的俯仰運(yùn)動(dòng)由傳動(dòng)軸B傳遞?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：軸S旋轉(zhuǎn)t錐齒輪副 Z1、Z2 t錐齒輪副Z3、Z4 t手腕與錐齒輪 Z4為一體宀手腕實(shí)現(xiàn) 繞C軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)俯仰運(yùn)動(dòng)：軸B旋轉(zhuǎn)t錐齒輪副 Z5、Z6t軸A旋轉(zhuǎn)t手腕殼體7與軸A固聯(lián)t手腕實(shí)現(xiàn)繞 A軸 的俯仰運(yùn)動(dòng)附加回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：軸S不轉(zhuǎn)而B軸回轉(zhuǎn)t錐齒輪 Z3不轉(zhuǎn)t錐齒輪Z3、Z4相嚙合t迫使Z4繞C軸線有 一個(gè)附加的自轉(zhuǎn)，即為附加回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。附加回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在實(shí)際使用時(shí)應(yīng)予以考慮。必要時(shí)應(yīng)加以利用或補(bǔ)償。(5)輪系驅(qū)動(dòng)的三自由度手腕：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：該機(jī)構(gòu)為由齒輪、鏈輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的偏轉(zhuǎn)、俯仰與回轉(zhuǎn)三個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的手腕 結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：軸S旋轉(zhuǎn)T齒輪副 Z10/Z23、Z23/Z11宀錐齒輪副 Z12、Z13宀錐齒輪副 Z14、Z15 t手腕與錐齒輪 Z15為一體t手腕實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)俯仰運(yùn)動(dòng)：軸B旋轉(zhuǎn)t齒輪副 Z24/Z21,Z21/Z22 t齒輪副 Z20、Z16t齒輪副 Z16、Z17 t齒輪副Z17、Z18 t軸19旋轉(zhuǎn)t手腕殼體與