隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展碌秸，越來越多的工業(yè)機(jī)器人在工廠中得以應(yīng)用绍移。想要成為工業(yè)機(jī)器人方面的技術(shù)人才，必須了解工業(yè)機(jī)器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)尖蚪。接下來啤盯，我們一起來看看工業(yè)機(jī)器人都有哪些結(jié)構(gòu)組成。

工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置嫉簿，它能自動(dòng)執(zhí)行工作抬而，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。

一封鹦、機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置

概念：要使機(jī)器人運(yùn)行起來, 需給各個(gè)關(guān)節(jié)即每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度安置傳動(dòng)裝置墓老。

作用：提供機(jī)器人各部位、各關(guān)節(jié)動(dòng)作的原動(dòng)力晾游。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：可以是液壓傳動(dòng)辽蚀、氣動(dòng)傳動(dòng)、電動(dòng)傳動(dòng), 或者把它們結(jié)合起來應(yīng)用的綜合系統(tǒng); 可以是直接驅(qū)動(dòng)或者是通過同步帶丽信、鏈條泳落、輪系、諧波齒輪等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行間接驅(qū)動(dòng)物忠。

1婚被、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)

優(yōu)點(diǎn)：電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的能源簡單，速度變化范圍大梳虽，效率高址芯，速度和位置精度都很高。

缺點(diǎn)：但它們多與減速裝置相聯(lián)窜觉，直接驅(qū)動(dòng)比較困難谷炸。

分析：電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置又可分為直流(DC)、交流(AC)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)竖螃。直流伺服電機(jī)電刷易磨損淑廊，且易形成火花逗余。無刷直流電機(jī)也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)多為開環(huán)控制季惩，控制簡單但功率不大录粱，多用于低精度小功率機(jī)器人系統(tǒng)。

2画拾、液壓驅(qū)動(dòng)

優(yōu)點(diǎn)：通過高精度的缸體和活塞來完成啥繁，通過缸體和活塞桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。功率大摊矮，可省去減速裝置直接與被驅(qū)動(dòng)的桿件相連头熏，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好影偶，響應(yīng)快转挽，伺服驅(qū)動(dòng)具有較高的精度。

缺點(diǎn)：需要增設(shè)液壓源确羹，易產(chǎn)生液體泄漏届审，不適合高、低溫場合癣偶，故液壓驅(qū)動(dòng)目前多用于特大功率的機(jī)器人系統(tǒng)噪旭。

分析：選擇適合的液壓油。防止固體雜質(zhì)混入液壓系統(tǒng)恃楔，防止空氣和水入侵液壓系統(tǒng)垢蔑。機(jī)械作業(yè)要柔和平順機(jī)械作業(yè)應(yīng)避免粗暴，否則必然產(chǎn)生沖擊負(fù)荷涡写，使機(jī)械故障頻發(fā)菩擦，大大縮短使用壽命。要注意氣蝕和溢流噪聲芋忿。

作業(yè)中要時(shí)刻注意液壓泵和溢流閥的聲音炸客，如果液壓泵出現(xiàn)“氣蝕”噪聲疾棵，經(jīng)排氣后不能消除戈钢，應(yīng)查明原因排除故障后才能使用。保持適宜的油溫是尔，液壓系統(tǒng)的工作溫度一般控制在30～80℃之間為宜殉了。

3、氣壓驅(qū)動(dòng)

優(yōu)點(diǎn)：氣壓驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡單拟枚，清潔薪铜，動(dòng)作靈敏，具有緩沖作用恩溅。

缺點(diǎn)：但與液壓驅(qū)動(dòng)裝置相比隔箍，功率較小谓娃，剛度差，噪音大蜒滩，速度不易控制滨达，所以多用于精度不高的點(diǎn)位控制機(jī)器人。

分析：具有速度快绍掂、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單恃打，維修方便、價(jià)格低等特點(diǎn)识俄。適于在中市缠、小負(fù)荷的機(jī)器人中采用。但因難于實(shí)現(xiàn)伺服控制纫蝗，多用于程序控制的機(jī)械人中羔辉，如在上、下料和沖壓機(jī)器人中應(yīng)用較多仇韩。

在多數(shù)情況下是用于實(shí)現(xiàn)兩位式的或有限點(diǎn)位控制的中湿铃、小機(jī)器人中的〉粒控制裝置目前多數(shù)選用可編程控制器(PLC控制器)碉办。在易燃、易爆場合下可采用氣動(dòng)邏輯元件組成控制裝置步嘹。

二虐干、直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

傳動(dòng)裝置是連接動(dòng)力源和運(yùn)動(dòng)連桿的關(guān)鍵部分，根據(jù)關(guān)節(jié)形式肘习，常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形式有直線傳動(dòng)和旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)际乘。

直線傳動(dòng)方式可用于直角坐標(biāo)機(jī)器人的X、Y漂佩、Z向驅(qū)動(dòng)脖含，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)投蝉。

直線運(yùn)動(dòng)可以通過齒輪齒條养葵、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)，也可以有直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)瘩缆，也可以直接由氣缸或液壓缸的活塞產(chǎn)生关拒。

1、齒輪齒條裝置

通常齒條是固定的庸娱，齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成托板的直線運(yùn)動(dòng)着绊。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單。

缺點(diǎn)：回差較大。

2归露、滾珠絲杠

在絲杠和螺母的螺旋槽內(nèi)嵌入滾珠佳抗，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)：摩擦力小种烫，傳動(dòng)效率高充陷，無爬行，精度高

缺點(diǎn)：制造成本高荠涂，結(jié)構(gòu)復(fù)雜徊儿。

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，或加工成本很高裙靶；因?yàn)橹睆脚c導(dǎo)程比非常大泼剩，一般都是再加一套蝸輪蝸桿之類的自鎖裝置。

三犹喜、旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

采用旋轉(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)速瓜释，并獲得較大的力矩。機(jī)器人中應(yīng)用較多的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪鏈阎敬、同步皮帶和諧波齒輪险锻。

1、齒輪鏈

（1）轉(zhuǎn)速關(guān)系

（2）力矩關(guān)系

2魄帽、同步皮帶

同步帶是具有許多型齒的皮帶现喳，它與同樣具有型齒的同步皮帶輪相嚙合。工作時(shí)相當(dāng)于柔軟的齒輪犬辰。

優(yōu)點(diǎn)：無滑動(dòng)嗦篱，柔性好，價(jià)格便宜幌缝，重復(fù)定位精度高灸促。

缺點(diǎn)：具有一定的彈性變形。

3涵卵、諧波齒輪

諧波齒輪由剛性齒輪浴栽、諧波發(fā)生器和柔性齒輪三個(gè)主要零件組成，一般剛性齒輪固定轿偎，諧波發(fā)生器驅(qū)動(dòng)柔性齒輪旋轉(zhuǎn)典鸡。

主要特點(diǎn)：

(1)、傳動(dòng)比大贴硫，單級(jí)為50—300椿每。

(2)伊者、傳動(dòng)平穩(wěn)英遭，承載能力高。

(3)托津、傳動(dòng)效率高,可達(dá)70%—90%蔑氛。

(4)潘娄、傳動(dòng)精度高,比普通齒輪傳動(dòng)高3—4倍。

(5)汇割、回差小持拐，可小于3’。

(6)恋得、不能獲得中間輸出啰哪，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)的國家已得到了廣泛的應(yīng)用此妙。

四侵宝、機(jī)器人傳感系統(tǒng)

1、感受系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成, 用以獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)中有意義的信息继韵。

2省喝、智能傳感器的使用提高了機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性、適應(yīng)性和智能化的水準(zhǔn)一死。

3肛度、對(duì)于一些特殊的信息, 傳感器比人類的感受系統(tǒng)更有效。

五投慈、機(jī)器人 位置檢測(cè)

1承耿、旋轉(zhuǎn)光學(xué)編碼器是最常用的位置反饋裝置。光電探測(cè)器把光脈沖轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制波形伪煤。軸的轉(zhuǎn)角通過計(jì)算脈沖數(shù)得到瘩绒，轉(zhuǎn)動(dòng)方向由兩個(gè)方波信號(hào)的相對(duì)相位決定。

2带族、感應(yīng)同步器輸出兩個(gè)模擬信號(hào)——軸轉(zhuǎn)角的正弦信號(hào)和余弦信號(hào)锁荔。軸的轉(zhuǎn)角由這兩個(gè)信號(hào)的相對(duì)幅值計(jì)算得到。感應(yīng)同步器一般比編碼器可靠蝙砌，但它的分辨率較低阳堕。

3、電位計(jì)是最直接的位置檢測(cè)形式择克。它連接在電橋中恬总，能夠產(chǎn)生與軸轉(zhuǎn)角成正比的電壓信號(hào)。但是肚邢，由于分辨率低辱雅、線性不好以及對(duì)噪聲敏感。

4苛每、轉(zhuǎn)速計(jì)能夠輸出與軸的轉(zhuǎn)速成正比的模擬信號(hào)怨颜。如果沒有這樣的速度傳感器，可以通過對(duì)檢測(cè)到的位置相對(duì)于時(shí)間的差分得到速度反饋信號(hào)。

六夯架、機(jī)器人 力檢測(cè)

力傳感器通常安裝在操作臂下述三個(gè)位置：

1淹摧、安裝在關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器上。可測(cè)量驅(qū)動(dòng)器/減速器自身的力矩或者力的輸出批痘。但不能很好地檢測(cè)末端執(zhí)行器與環(huán)境之間的接觸力钾抛。

2、安裝在末端執(zhí)行器與操作臂的終端關(guān)節(jié)之間舌恬，可稱腕力傳感器衣夏。通常，可以測(cè)量施加于末端執(zhí)行器上的三個(gè)到六個(gè)力/力矩分量坠行。

3加六、安裝在末端執(zhí)行器的“指尖”上。通常怒见，這些帶有力覺得手指內(nèi)置了應(yīng)變計(jì)俗慈，可以測(cè)量作用在指尖上的一個(gè)到四個(gè)分力。

七遣耍、機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng)

1闺阱、機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。

2舵变、工業(yè)機(jī)器人與外部設(shè)備集成為一個(gè)功能單元酣溃，如加工制造單元、焊接單元纪隙、裝配單元等赊豌。也可以是多臺(tái)機(jī)器人、多臺(tái)機(jī)床或設(shè)備绵咱、多個(gè)零件存儲(chǔ)裝置等集成 碘饼。

3、也可以是多臺(tái)機(jī)器人悲伶、多臺(tái)機(jī)床或設(shè)備艾恼、多個(gè)零件存儲(chǔ)裝置等集成為一個(gè)去執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。

八锨耍、人機(jī)交互系統(tǒng)

人機(jī)交互系統(tǒng)是使操作人員參與機(jī)器人控制并與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系的裝置执摆。 該系統(tǒng)歸納起來分為兩大類: 指令給定裝置和信息顯示裝置。

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