机器人的腕部结构

机器人臂部的结构、引言，机器人臂部是臂部和手的连接部件，起着支撑手的作用和改变手的姿势的作用。 手腕的结构是机器人中最复杂的结构。 另一方面，手臂的自由度、一.手臂的自由度、手成为空间的任意方向，因此臂部要求能够实现空间的三个坐标轴x、y、z的旋转运动。 这是手臂运动的三个自由度，分别被称为反转R(Roll )、间距P(Pitch )、偏航Y(Yaw )。 并不是所有手臂都需要三个自由度，而是取决于实际使用的工作性能的要求。 手臂自由度图：手臂坐标系，手臂偏转，手臂俯仰，手臂旋转，二，手臂设计要求，结构紧凑，重量轻； 动作柔软光滑，定位精度高的强度，刚性高的臂部和手部的连接部的合理连接构造，传感器和驱动装置的合理布局和安装等。 三、手腕的分类，1 .自由度的几分(1)，单自由度手腕：手腕在空间上具有三个自由度，但单一翻转功能：手腕的关节轴线和手臂的纵轴线为同一直线，常旋转角度不受结构限制，能旋转360以上。 这个运动通过反转关节(r关节)来实现。 单一俯仰功能：腕关节的轴线与手和手的轴线相互垂直，旋转角度受结构限制，通常不到360。 这个运动通过弯曲关节(b关节)来实现。 单一偏转：手腕关节的轴线和手臂和手的轴线垂直于相反方向的旋转角度受结构限制，通常小于360。 这个运动通过弯曲关节(b关节)来实现。单自由度手腕的图、r手腕、b手腕、b手腕、t手腕、1 .按自由度的数量分开(2)，2自由度手腕：一个r关节和一个b关节结合起来能实现BR关节，或2个b关节构成BB关节能实现，但2个RR关节构成2自由度手腕由于两个r关节的功能重复，实际上只能发挥单自由度的作用。 二自由度手腕图例：BR手腕、BB手腕、RR手腕(属于单一自由度)、1 .由自由度的数量分开(3)，三自由度手腕：由r关节和b关节的组合构成的三自由度手腕有多种类型，可以实现翻转、俯仰、偏航功能。 三自由度手腕图例：BBR手腕、BBR手腕、b、2 .根据手腕的驱动方式分开，直接驱动手腕：驱动源直接安装在手腕上。 直接驱动这种手臂的钥匙，能否设计并加工出尺寸小、重量轻、驱动扭矩大、驱动性能好的驱动马达和液压马达。 远距离移动手臂：为了确保足够的驱动力，驱动装置有时不能足够小。 同时，为了减轻手臂的重量，通过采用远程驱动方式，可以实现3自由度的运动。 液压直接驱动BBR手腕的图：r、b、俯仰、偏航、回转、液压马达直接驱动BBR手腕，重要的是设计加工尺寸小、轻量、驱动扭矩大、驱动特性好的液压马达。 远程传动臂图：问题： 1、各轴分别实现了什么样的运动？ 2 .手臂做俯仰运动的时候，可以同时进行旋转运动吗？ 旋转运动、俯仰运动、偏航运动、四、典型的结构，1 .摆动气缸(也称为旋转气缸)，结构：气缸、隔板、叶片、花键盖等主要部件构成。 其中，叶片7固定在转子上，用花键连接转子和驱动轴，用螺栓2连接垫片。 工作原理：在密封的汽缸中，在隔板和可动叶片之间做了两个油室，相当于汽缸中没有杆室和有杆室。 液压作用于动叶片的端面，在传动轴的中心产生力矩，从动轴旋转。 摆动气缸的旋转角在270度左右。 摆动气缸的结构图：2 .自由度的旋转运动臂，结构特征：机器人手的汇集由气缸驱动，手臂的旋转运动由旋转气缸实现。 工作原理：把夹紧缸的壳体和摆动缸的片连接起来，给摆动缸的不同的油室加油，就能实现手腕的不同方向的摆动。单转气缸移动手腕的例子：问题：手的旋转轴与气缸的什么部件连接？ 3 .双回转气缸活动手腕，构造特征：使用双回转气缸，一个使手腕做俯仰运动，另一个使手腕做旋转运动。 V-V图所示的旋转气缸中的一片移动旋转气缸的刚体，固定片与固定中心轴连接，实现俯仰运动的L-L图表示旋转气缸中的一片与旋转中心轴连接，固定片与气缸体连接，实现了旋转运动。 双旋转气缸驱动手腕的例子：3 .轮系驱动的二自由度BR手腕，结构特征：通过轮系驱动，可以实现手腕的旋转运动和俯仰运动，其中手腕的旋转运动由传动轴s传递，手腕的俯仰运动由传动轴b传递。轮系驱动二自由度臂图例(1)，旋转运动：轴s旋转伞齿轮对Z1、Z2伞齿轮对Z3、Z4臂和伞齿轮Z4一体实现臂围绕c轴的旋转运动，螺距、旋转、轮系驱动二自由度臂图例(2)，螺距运动：轴b旋转伞齿轮对Z5， Z6轴a旋转臂壳7和轴a固定臂实现围绕a轴的俯仰运动的轮系驱动二自由度手腕图(3)附加了旋转运动：轴s不旋转，b轴不旋转伞齿轮Z3不旋转伞齿轮Z3、Z4啮合z4围绕c轴附加旋转运动在实际使用时应该考虑。 必须根据需要利用或补偿。轮系驱动二自由度臂图例(4)，思考问题：图中所示的状况，在没有输入s轴，只输入b轴的情况下，臂部为什么会有什么样的运动？4 .轮系驱动的三自由度手腕，构造特征：齿轮、链轮传动产生的偏转、节距和旋转三个、直线运动变为旋转运动，轮系使三自由度手腕动作的例子(1) :旋转运动：轴s旋转齿轮对Z10/Z23、Z23/Z11伞齿轮对Z12、Z13伞齿轮对Z14、Z15手臂和伞齿轮Z15一体手臂旋转运动、俯仰、旋转、旋转俯仰运动：轴b旋转齿轮对Z24/Z21、Z21/Z22齿轮对Z20、Z16齿轮对Z16、Z17齿轮对Z17， Z18轴19旋转手腕壳体和轴19的固定实现手腕的俯仰运动，轮系为三自由度手腕图例(3) :偏航运动汽缸1中的活塞的左右移动使链轮2旋转伞齿轮对Z3/Z4使花键轴5、6旋转花键轴6 直线运动变为旋转运动，轮系使三自由度手腕移动的图(4) :附加节距运动：轴b、轴s不旋转，t轴不旋转齿轮Z23、Z21不旋转行星架旋转时在使齿轮Z22绕齿轮Z21旋转的过程中使齿轮Z20、Z16、Z17自转轮系驱动三自由度手腕的图(5) :附加旋转运动：轴b、轴s不旋转，t轴不旋转齿轮Z23、Z21不旋转行星架旋