图解-工业机器人的手臂与手腕

一、工业机器人的手臂

手臂是操作机中的主要运动部件,它用来支承手腕和手部,并用来调整手部在空间的位置。

手臂一般有三个自由度,即手臂的伸缩、回转和升降 (或俯仰)运动。手臂的直线运动可通过液压缸或汽缸驱动来实现,也可以通过齿轮齿条、滚珠丝杠、直线电动机等来实现。回转运动的实现方法很多,例如蜗轮蜗杆式、齿轮齿条式、链轮链条式,以及谐波齿轮传动装置等。

手臂不仅承受被抓取工件的重量,还承受末端执行器、手腕和手臂自身重量。图2-2所示为 PUMA 型工业机器人的手臂传动机构。

其大、小臂是用高强度铝合金材料制成的薄臂框形结构,各运动都采用齿轮传动。

驱动大臂的传动机构如图2-2 (a)所示,大臂1的驱动电动机7安置在臂的后端,兼起配重平衡作用,运动经电动机轴上的小锥齿轮6、大锥齿轮5和一对圆柱齿轮2、3驱动大臂轴转动。驱动小臂17的传动机构如图2-2 (b)所示,驱动装置安装于大臂10的框形臂架,驱动电动机11也置于大臂后端,经驱动轴12,锥齿轮9、8,圆柱齿轮14、15,驱动小臂轴转动。回转机座的回转运动则由伺服电动机24经齿轮23、22、21和19驱动,如图2-2 (c)所示。图中偏心套4、13、16及20用来调整齿轮传动间隙。

二、工业机器人的手腕

(2)二自由度手腕

二自由度手腕如图2-5所示。二自由度手腕可以是由一个R关节和一个B关节组成的12工业机器人应用与编程技术BR手腕 [图2-5 (a)],也可以是由两个 B关节组成的 BB手腕 [图2-5 (b)]。但是不能由两个 RR关节组成 RR手腕,因为两个 R关节共轴线,所以退化了一个自由度,实际只构成单自由度手腕 [图2-5 (c)]。二自由度手腕中最常用的是 BR手腕。

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