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工业。机器人的驱。动机构和驱动系统

。来源:??????2017-12-26 17:26:55??????点击:

一、工业。机器人的驱。动机构
    工业。机器人的驱。动机构分为直线驱。动机构和旋转驱。动机构。下面。简单。介绍一下这两种驱。动机构。
1.直线驱。动机构
1. 1齿轮齿条装置 
通常,齿条是。固定不动的,当齿轮传动时, 齿轮轴连同拖板沿齿条。方向做直线运动, 这样, 齿轮的旋转运动就转换成为拖板的直线运动, 如图1.1所示。拖板是由导杆或导轨支承的。该装置的回差较大。
 
图1.1齿轮齿条装置
1.2。普通丝杠    
。普通丝杠驱动是由一个旋转的。。。精密丝杠驱动一个螺母沿丝杠轴向移动。由于。普通丝杠的摩擦力较大, 效率低, 惯性大, 在低速时容易。产生爬行。现象, 而且精度低, 回差大, 因此在。机器人上很少。采用。
   
1.3滚珠丝杠
  在。机器人上经常。采用滚珠丝杠, 这是。因为滚珠丝杠的摩擦力很小且运动响应。速度快。由于滚珠丝杠在丝杠螺母的螺旋槽里放置了许多滚珠,传动。过程中所受的摩擦力是。滚动摩擦, 可极大地减小摩擦力,因此传动效率高,消除了低速运动时的爬行。现象。在装配时施加一定的预紧力,可消除回差。
  如图1.2所示, 滚珠丝杠里的滚珠从钢套管中出来, 进入。经过研磨的导槽, 转动2~3圈以后, 返回钢套管。滚珠丝杠的传动效率可以。达到90%, 。所以只需要使用极小的驱动力, 并。采用较小的驱动。。连接件就能够。传递运动。
 
图1.2滚球丝杠副
2.旋转驱。动机构   
2.1齿轮链
   齿轮链是由两个或两个以上的齿轮组成的区驱。动机构。它。。。不但可以。传递运动角位移和角。速度, 而且可以。传递力和力矩。
使用齿轮链机构应。注意两个问题。一是齿轮链的引入会改变系统的等效转动惯量, 从而使驱动电机的响应时间减小, 这样伺服系统就。。更加容易控制。输出轴转动惯量转换到驱动电机上, 等效转动惯量的下降与输入输出齿轮齿数的平方成正比。二是在引入齿轮链的同时, 由于齿轮间隙误差, 将会导致。机器人手臂的定位误差。增加; 而且, 。假如不。采取一些。。补救措施, 齿隙误差还会引起伺服系统的不。稳定性。
通常, 齿轮链转动有以下几种类型, 如图2.1所示。其中圆柱齿轮的传动效率约为90%,。因为结构。简单,传动效率高,圆柱齿轮在。机器人设计中最常见;斜齿轮传动效率约为80%,斜齿轮可以改变输出轴。方向;锥齿轮传动效率约为70%,锥齿轮可以使输入轴与输出轴不在。同一个平面,传动效率低;蜗轮蜗杆传动效率约为70%,蜗轮蜗杆机构的传动比大,传动平稳,可实现自锁,但传动效率低,制造成本高,需要润滑;行星轮系传动效率约为80%,传动比大,但结构。复杂。
 
图2.1齿轮链机构
2.2同步皮带     
同步皮带类似于工厂的风扇皮带和其他传动皮带, 所。不同的是这种皮带上具有许多型齿, 它们和同样具有型齿的同步皮带轮齿相啮合。。工作时, 它们相当于柔软的齿轮, 具有柔性好, 。价格。。便宜两大优点。另外, 同步皮带还被用于输入轴和输出轴。方向。不一致的。情况。这时, 只要同步皮带足够长,使皮带的扭角误差不太大, 则同步皮带仍能够正常。工作。在伺服系统中, 。如果输出轴的位置。采用码盘。测量, 则输入传动的同步皮带可以放在伺服环外面, 这对系统的定位精度和重复性不会有影响, 重复精度可以。达到1 mm以内。此外, 同步皮带比齿轮链。价格低得多, 加工也容易得多。 有时, 齿轮链和同步皮带。。结合起来使用更为。方便。
2.3谐波齿轮
   虽然谐波齿轮已问世多年, 但直到最近人们才。开始。广泛地使用它。。目前, 。机器人的旋转。关节有60%~70%都使用谐波齿轮。谐波齿轮传。动机构由刚性齿轮、谐波发生器和柔性齿轮三个主要零件组成, 如图2.2所示。。工作时, 刚性齿轮。固定安装, 各齿均布于圆周, 具有外齿形的柔性齿轮沿刚性齿轮的内齿转动。柔性齿轮比刚性齿轮少两个齿, 。所以柔性齿轮沿刚性齿轮每转一圈就反。方向转过两个齿的。相应转角。 谐波发生。器具有椭圆形轮廓, 装在谐波发生器上的滚珠用于支承柔性齿轮, 谐波发生器驱动柔性齿轮旋转并使之发生塑性形。转动时, 柔性齿轮的椭圆形端部只有少数齿与刚性齿轮啮合, 只有这样, 柔性齿轮。才能相对于刚性齿轮自由地转过一定的角度。
      假设刚性齿轮有100个齿, 柔性齿轮比它少2个齿, 则当谐波发生器转50圈时, 柔性齿轮转1圈, 这样只占用很小的空间就可。得到1∶50的减速比。 由于同时啮合的齿数较多, 因此谐波发生器的力矩。传递能力很强。在3个零件中, 。尽管任何2个都可以选为输入元件和输出元件, 但通常总是把谐波发生器装在输入轴上, 把柔性齿轮装在输出轴上, 以获得较大的齿轮减速比。
 
图2.2谐波齿轮驱动
二、工业。机器人的驱动系统