轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和移動關(guān)節(jié)演示文稿

轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和移動關(guān)節(jié)演示文稿當(dāng)前1頁，總共42頁。轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和移動關(guān)節(jié)當(dāng)前2頁，總共42頁。引言機(jī)器人是運(yùn)動的，各個(gè)部位都需要能源和動力，設(shè)計(jì)和選擇良好的傳動部件是非常重要的。這涉及到關(guān)節(jié)形式的確定、傳動方式的選擇、傳動部件的定位和消隙等多個(gè)方面。當(dāng)前3頁，總共42頁。一、關(guān)節(jié)

當(dāng)前4頁，總共42頁。1．定義：

機(jī)器人中聯(lián)結(jié)運(yùn)動部分的機(jī)構(gòu)稱為關(guān)節(jié)。當(dāng)前5頁，總共42頁。2．分類：

按照關(guān)節(jié)的運(yùn)動方式不同，關(guān)節(jié)分為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和移動關(guān)節(jié)。轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)部件之間的相對回旋運(yùn)動；移動關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)部件之間的相對直線運(yùn)動。當(dāng)前6頁，總共42頁。二、轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)

當(dāng)前7頁，總共42頁。1．作用：

轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)既用于聯(lián)接各運(yùn)動機(jī)構(gòu)，又傳遞各機(jī)構(gòu)間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動（或擺動）。對于機(jī)器人而言，主要用于基座與臂部、臂部之間、臂部和手腕等之間的有相對運(yùn)動要求的聯(lián)接部件上。當(dāng)前8頁，總共42頁。2．組成：

回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)由驅(qū)動機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)軸和軸承組成。

當(dāng)前9頁，總共42頁。3．常見結(jié)構(gòu)形式（1）：

驅(qū)動機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)軸同軸式：

屬于直接驅(qū)動回轉(zhuǎn)軸，有較高的定位精度。為了減輕重量，要求選擇小型減速器并增加臂部的剛性。適用于水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人。驅(qū)動機(jī)構(gòu)與回轉(zhuǎn)軸正交式：重量大的減速機(jī)構(gòu)安裝在基座上，通過臂部內(nèi)的齒輪、鏈條來傳遞運(yùn)動。適用于要求臂部結(jié)構(gòu)緊湊的場合。當(dāng)前10頁，總共42頁。轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示例（1）：同軸式正交式當(dāng)前11頁，總共42頁。3．常見結(jié)構(gòu)形式（2）：

外部驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動臂部的形式：適合于傳遞大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，采用的傳動機(jī)構(gòu)有滾珠絲桿、液壓缸和汽缸。驅(qū)動電機(jī)安裝在關(guān)節(jié)內(nèi)部的形式：這種方式亦稱為直接驅(qū)動方式。當(dāng)前12頁，總共42頁。轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示例（2）：外部驅(qū)動直接驅(qū)動當(dāng)前13頁，總共42頁。外部驅(qū)動動作示意圖當(dāng)前14頁，總共42頁。4．機(jī)器人用軸承（1）：

薄壁四點(diǎn)接觸球軸承：

相當(dāng)于兩套單列角接觸球軸承，能夠承受雙向推力載荷。從截面上看，其內(nèi)外滾道的輪廓均由兩段半徑相同的圓弧相交而成，每段圓弧與鋼球的接觸角都是30°。這種軸承除能承受軸向、徑向載荷外，還能承受傾覆力矩，特別適合于受力狀態(tài)復(fù)雜而空間位置和質(zhì)量又受到限制的情況。當(dāng)前15頁，總共42頁。角接觸球軸承：單個(gè)使用時(shí)只能承受一個(gè)方向的軸向載荷，同時(shí)還能夠承受一定的徑向載荷。這種軸承必須在承受軸向載荷的狀態(tài)下使用，通常成對安裝使用。當(dāng)面對面或背對背安裝時(shí)，可以承受徑向載荷和雙向軸向載荷。當(dāng)串聯(lián)安裝時(shí)，只能承受很大的單向軸向載荷。當(dāng)前16頁，總共42頁。角接觸球軸承示例：瑣口在外圈瑣口在內(nèi)圈瑣口在外圈背靠背瑣口在外圈面對面瑣口在外圈串聯(lián)當(dāng)前17頁，總共42頁。薄壁四點(diǎn)接觸球軸承圖例：當(dāng)前18頁，總共42頁。4．機(jī)器人用軸承（2）：薄壁交叉滾子軸承：

這種軸承相當(dāng)于由兩套推力圓錐滾子軸承組合而成，滾子呈交叉垂直排列，內(nèi)圈有兩個(gè)相互垂直的滾道，外圈為雙半外圈。能夠承受軸向、徑向和力矩聯(lián)合載荷，并具有更高的剛度。當(dāng)前19頁，總共42頁。圓錐滾子軸承：圓錐滾子軸承必須在承受軸向載荷的狀態(tài)下使用，可以采用面對面或背對背的方式成對使用。有較大的徑向和軸向承載能力。當(dāng)前20頁，總共42頁。圓錐滾子軸承圖例：基本型面對面安裝背對背安裝當(dāng)前21頁，總共42頁。薄壁交叉滾子軸承圖例：當(dāng)前22頁，總共42頁。三、移動關(guān)節(jié)

當(dāng)前23頁，總共42頁。1．構(gòu)成：

移動關(guān)節(jié)由直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)和在整個(gè)運(yùn)動范圍內(nèi)起直線導(dǎo)向作用的直線導(dǎo)軌部分組成。

當(dāng)前24頁，總共42頁。2．對導(dǎo)軌的要求：

導(dǎo)軌副之間間隙小且可調(diào)，并能消除間隙。

在垂直方向上具有足夠的剛度。摩擦系數(shù)小且不隨速度變化等。當(dāng)前25頁，總共42頁。3．導(dǎo)軌副常見形式：

滑動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌磁性懸浮導(dǎo)軌

由于機(jī)器人在速度和精度方面要求高，一般采用結(jié)構(gòu)緊湊且價(jià)格低廉的滾動導(dǎo)軌。當(dāng)前26頁，總共42頁。直線導(dǎo)軌種類示例：滑動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌磁懸浮導(dǎo)軌當(dāng)前27頁，總共42頁。

4．機(jī)器人用典型滾動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡介：

直線運(yùn)動球軸承：

由外圈、保持架和在外圈和軸之間的幾列鋼球組成。外圈相對軸作往復(fù)直線運(yùn)動，而鋼球借助保持架通道引導(dǎo)循環(huán)，在外滾道中往復(fù)滾動。直線滾動導(dǎo)軌：由導(dǎo)軌體、滑塊、滾珠、保持器和端蓋組成。導(dǎo)軌固定在不運(yùn)動的部件上，滑塊固定在運(yùn)動部件上。

當(dāng)前28頁，總共42頁。直線運(yùn)動球軸承圖例（1）：當(dāng)前29頁，總共42頁。直線運(yùn)動球軸承圖例（2）：當(dāng)前30頁，總共42頁。直線滾動導(dǎo)軌示例：當(dāng)前31頁，總共42頁。四、傳動件的定位

當(dāng)前32頁，總共42頁。1．電氣開關(guān)定位：

定位原理：

電氣開關(guān)定位是利用電氣開關(guān)（有觸點(diǎn)或無觸點(diǎn)）作行程檢測元件，當(dāng)機(jī)械手運(yùn)行到定位點(diǎn)時(shí)，行程開關(guān)發(fā)出信號，切斷動力源或接通制動器，從而使機(jī)械手獲得定位。分類：液壓驅(qū)動機(jī)械手需定位時(shí)：機(jī)械手運(yùn)行至定位點(diǎn)，行程開關(guān)發(fā)出信號，電磁換向閥關(guān)閉油路實(shí)現(xiàn)定位。電機(jī)驅(qū)動機(jī)械手需定位時(shí)：機(jī)械手運(yùn)行至定位點(diǎn)，行程開關(guān)發(fā)出信號，電氣系統(tǒng)激勵(lì)電磁制動器進(jìn)行制動而定位。當(dāng)前33頁，總共42頁。2．機(jī)械擋塊定位：

是在行程終點(diǎn)設(shè)置機(jī)械擋塊，當(dāng)機(jī)械手減速運(yùn)動至終點(diǎn)時(shí)，緊靠擋塊而定位。

當(dāng)前34頁，總共42頁。插銷定位結(jié)構(gòu)示例：當(dāng)前35頁，總共42頁。3．伺服定位系統(tǒng)：

前面兩種定位方法只適用于兩點(diǎn)或多點(diǎn)定位，而在任意點(diǎn)定位時(shí)，要使用伺服定位系統(tǒng)。它可以根據(jù)輸入指令的變化控制位移，獲得良好的運(yùn)動特性。不僅適用于點(diǎn)位控制，也適合于連續(xù)軌跡控制。

當(dāng)前36頁，總共42頁。五、傳動件的消隙

當(dāng)前37頁，總共42頁。1、需要消隙的理由傳動機(jī)構(gòu)存在的間隙，稱為側(cè)隙。傳動間隙的存在，影響著機(jī)器人的重復(fù)定位精度和平穩(wěn)性；對機(jī)器人控制系統(tǒng)而言，傳動間隙導(dǎo)致顯著的非線性變化、振動和不穩(wěn)定性。當(dāng)前38頁，總共42頁。2、產(chǎn)生間隙的原因：由于制造和裝配誤差所