工业机器人技术 机器人手部结构
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机器人手部结构
空, 吸取物料。放料时, 管路接通大气, 失去真空, 物体放下。 为避免在取、 放料时产生撞击, 有的还在支承杆上配有弹簧
缓冲。为了更好地适应物体吸附面的倾斜状况,有的在橡胶吸
盘背面设计有球铰链。真空吸附取料手有时还用于微小无法抓 取的零件, 如图1.2.11所示。
图 1.2.10 真空吸附取料手
•
1.2.3.机器人手部的分类 • 由于被握工件的形状、尺寸、 重量、 材质 及表面状态等不同,因此机器人取料手是多 种多样的, 大致可分为以下几类: • (1) 夹钳式取料手； • (2) 吸附式取料手； • (3) 仿生多指灵巧手； • (4)其它手。
1.2.3.1 夹钳式取料手 • 夹钳式手部与人手相似, 是工业机器人广为 应用的一种手部形式。 它一般由手指(手爪) 和驱动机构、 传动机构及连接与支承元件 组成, 如图1.2.1所示, 能通过手爪的开闭动 作实现对物体的夹持。
用时, 往往采用如图1.2.15(b)所示的盘式电磁铁, 衔铁是固
定的, 衔铁内用隔磁材料将磁力线切断, 当衔铁接触磁铁物体 零件时, 零件被磁化形成磁力线回路,并受到电磁吸力而被吸
住。
图 1.2.15 电磁铁工作原理
图1.2.16所示为盘状磁吸附取料手的结构图。铁心1和磁盘
3之间用黄铜焊料焊接并构成隔磁环2,既焊为一体又将铁心和磁 盘分隔, 这样使铁心1成为内磁极, 磁盘3成为外磁极。其磁路
如图1.2.2所示的三种V型指的形状, 用于夹持圆柱形工件。 如图1.2.3所示的平面指为夹钳式手的指端,一般用于夹持方形工件(具有两 个平行平面), 板形或细小棒料。 另外，尖指和薄、长指一般用于夹持小型或柔性工件。 其中, 薄指一般用
于夹持位于狭窄工作场地的细小工件, 以避免和周围障碍物相碰; 长指一
缓冲。为了更好地适应物体吸附面的倾斜状况,有的在橡胶吸
盘背面设计有球铰链。真空吸附取料手有时还用于微小无法抓 取的零件, 如图1.2.11所示。
图 1.2.10 真空吸附取料手
•
1.2.3.机器人手部的分类 • 由于被握工件的形状、尺寸、 重量、 材质 及表面状态等不同,因此机器人取料手是多 种多样的, 大致可分为以下几类: • (1) 夹钳式取料手； • (2) 吸附式取料手； • (3) 仿生多指灵巧手； • (4)其它手。
1.2.3.1 夹钳式取料手 • 夹钳式手部与人手相似, 是工业机器人广为 应用的一种手部形式。 它一般由手指(手爪) 和驱动机构、 传动机构及连接与支承元件 组成, 如图1.2.1所示, 能通过手爪的开闭动 作实现对物体的夹持。
用时, 往往采用如图1.2.15(b)所示的盘式电磁铁, 衔铁是固
定的, 衔铁内用隔磁材料将磁力线切断, 当衔铁接触磁铁物体 零件时, 零件被磁化形成磁力线回路,并受到电磁吸力而被吸
住。
图 1.2.15 电磁铁工作原理
图1.2.16所示为盘状磁吸附取料手的结构图。铁心1和磁盘
3之间用黄铜焊料焊接并构成隔磁环2,既焊为一体又将铁心和磁 盘分隔, 这样使铁心1成为内磁极, 磁盘3成为外磁极。其磁路
如图1.2.2所示的三种V型指的形状, 用于夹持圆柱形工件。 如图1.2.3所示的平面指为夹钳式手的指端,一般用于夹持方形工件(具有两 个平行平面), 板形或细小棒料。 另外，尖指和薄、长指一般用于夹持小型或柔性工件。 其中, 薄指一般用
于夹持位于狭窄工作场地的细小工件, 以避免和周围障碍物相碰; 长指一
任务二机器人的手腕结构
工业机器人的机械结构
手部（末端操作器） 工业机器人的 机械结构 手腕 手臂 机身 确定手部作业方向
工业机器人的手腕
课程目标
掌握机器人的手腕结构组成 掌握机器人的手腕工作原理 掌握机器人手腕的作用
工业机器人的手腕
机器人的手腕是连接手部与手臂的部件，它的主要作用是支承手 部，因此它具有独立的自由度，以满足机器人手部完成复杂动作的要 求。 一、手腕的分类
工业机器人的手腕
工业机器人按自由度数目
二自由度手腕 三自由度手腕
按驱动方式
直接驱动手腕
远距离传动手腕
工业机器人的手腕
二、手腕的典型结构 确定手部作业方向一般需要3个自由度 （1）臂转 绕小臂轴线方向的旋转。
（2）手转 使手部绕自身的轴线方向旋转。
（3）腕摆 使手部相对于臂进行摆动。
柔顺性概念
柔顺装配技术有两种：一种是从检测、控制的角度，采取各种不同的 搜索方法，实现边校正边装配。另一种是从机械结构的角度在手腕部配置 一个柔顺环节，以满足柔顺装配的要求。
手部（末端操作器） 工业机器人的 机械结构 手腕 手臂 机身 确定手部作业方向
工业机器人的手腕
课程目标
掌握机器人的手腕结构组成 掌握机器人的手腕工作原理 掌握机器人手腕的作用
工业机器人的手腕
机器人的手腕是连接手部与手臂的部件，它的主要作用是支承手 部，因此它具有独立的自由度，以满足机器人手部完成复杂动作的要 求。 一、手腕的分类
工业机器人的手腕
工业机器人按自由度数目
二自由度手腕 三自由度手腕
按驱动方式
直接驱动手腕
远距离传动手腕
工业机器人的手腕
二、手腕的典型结构 确定手部作业方向一般需要3个自由度 （1）臂转 绕小臂轴线方向的旋转。
（2）手转 使手部绕自身的轴线方向旋转。
（3）腕摆 使手部相对于臂进行摆动。
柔顺性概念
柔顺装配技术有两种：一种是从检测、控制的角度，采取各种不同的 搜索方法，实现边校正边装配。另一种是从机械结构的角度在手腕部配置 一个柔顺环节，以满足柔顺装配的要求。
机器人的手部机构
手指拖持工件时，销子４在弹簧力作用下插 入齿条缺口，保持手指的钩拖状态并可使手 臂携带工件离开原始位置。
在完成钩拖任务后，由电磁铁将销子向外拔 出，手指又呈自由状态，可继续下个工作循 环程序。
(2)有驱动装置
工作原理：
依靠机构内力来平衡工件重力而保 持拖持状态。驱动液压缸５以较小 的力驱动杠杆手指６和７回转，使 手指闭合至拖特工件的位置。
（2) 工具
工具是进行某种作业的专用工具，如喷漆枪、焊具等
2.按手部的抓握原理分 可分为机械手抓（夹持手部）、磁力吸盘和真空吸盘
3.按手指或吸盘数目分
三指手爪 柔性手指手爪
4.按手部的智能化分
(1)普通式手爪。这类手爪不具备传感器。 (2)智能化手爪。这类手爪具备一种或多种传感器，如力传 感器、触觉传感器及滑觉传感器等。
2）传动机构
传动机构：它是向手指传递运动和动力，以实现夹 紧和松开动作的机构。
①回转型传动机构 夹钳式手部中较多的是回转型手部，其手指就是一 队（或几对）杠杆，再同斜楔、滑槽、连杆、齿轮、 蜗轮蜗杆或螺杆等机构组成复合式杠杆传动机构， 来改变传力比、传动比及运动方向等。
斜楔杠杆式
滑槽式杠杆回转型
1）手指
①指端的形状
V型指 尖指
平面指 特形指
②指面型式
根据工件形状、大小及其被夹持部位材质软硬、 表面性质等的不同，手指的指面有光滑指面、齿 型指面和柔选用一般碳素钢和合金结构钢。为使 手指经久耐用，指面可镶嵌硬质合金；高温作业的手指，可选用耐热 钢；在腐蚀性气体环境下工作的手指，可镀铬或进行搪瓷处理，也可 选用耐腐蚀的玻璃钢或聚四氟乙烯。
第三章 机器人的机械结构系统
3.4 机器人的手部机构
1 夹钳式手部
在完成钩拖任务后，由电磁铁将销子向外拔 出，手指又呈自由状态，可继续下个工作循 环程序。
(2)有驱动装置
工作原理：
依靠机构内力来平衡工件重力而保 持拖持状态。驱动液压缸５以较小 的力驱动杠杆手指６和７回转，使 手指闭合至拖特工件的位置。
（2) 工具
工具是进行某种作业的专用工具，如喷漆枪、焊具等
2.按手部的抓握原理分 可分为机械手抓（夹持手部）、磁力吸盘和真空吸盘
3.按手指或吸盘数目分
三指手爪 柔性手指手爪
4.按手部的智能化分
(1)普通式手爪。这类手爪不具备传感器。 (2)智能化手爪。这类手爪具备一种或多种传感器，如力传 感器、触觉传感器及滑觉传感器等。
2）传动机构
传动机构：它是向手指传递运动和动力，以实现夹 紧和松开动作的机构。
①回转型传动机构 夹钳式手部中较多的是回转型手部，其手指就是一 队（或几对）杠杆，再同斜楔、滑槽、连杆、齿轮、 蜗轮蜗杆或螺杆等机构组成复合式杠杆传动机构， 来改变传力比、传动比及运动方向等。
斜楔杠杆式
滑槽式杠杆回转型
1）手指
①指端的形状
V型指 尖指
平面指 特形指
②指面型式
根据工件形状、大小及其被夹持部位材质软硬、 表面性质等的不同，手指的指面有光滑指面、齿 型指面和柔选用一般碳素钢和合金结构钢。为使 手指经久耐用，指面可镶嵌硬质合金；高温作业的手指，可选用耐热 钢；在腐蚀性气体环境下工作的手指，可镀铬或进行搪瓷处理，也可 选用耐腐蚀的玻璃钢或聚四氟乙烯。
第三章 机器人的机械结构系统
3.4 机器人的手部机构
1 夹钳式手部
机器手爪结构.
(1)夹钳式
传动机构：它是向手指传递运动和动力，以实现夹 紧和松开动作的机构。 １）回转型传动机构
夹钳式手部中较多的是回转型手部，其手指就是一 队（或几对）杠杆，再同斜楔、滑槽、连杆、齿轮、 蜗轮蜗杆或螺杆等机构组成复合式杠杆传动机构， 来改变传力比、传动比及运动方向等。
(1)夹钳式
回 转 型 传 动 机 构
(1)夹钳式
２）平移型传动机构 平移型夹钳式手部是通过手指的指面作直线往复运动或 平面移动来实现张开或闭合动作的，常用于夹持具有平 行平面的工件（如箱体等）。其结构较复杂，不如回转 型应用广泛。平移型传动机构据其结构，大致可分平面 平行移动机构和直线往复移动机构两种类型。
(1)夹钳式
平 移 型 传 动 机 构
(1)夹钳式 驱动装置：它是向传动机构提供动力的 装置。按驱动方式不同有液压、气动、 电动和机械驱动之分。 支架：使手部与机器人的腕或是不靠夹紧力来夹持工件，而是 利用手指对工件钩、拖、捧等动作来拖持工件。 应用钩拖方式可降低驱动力的要求，简化手部 结构，甚至可以省略手部驱动装置。它适用于 在水平面内和垂直面内作低速移动的搬运工作， 尤其对大型笨重的工件或结构粗大而质量较轻 且易变形的工件更为有利。
３.仿人机器人的手部
（１）柔性手
（２）多指灵活手
(2)钩拖式手部
有驱动装置
工作原理：依靠机构内力 来平衡工件重力而保持拖 持状态。驱动液压缸５以 较小的力驱动杠杆手指６ 和７回转，使手指闭合至 拖特工件的位置。手指与 工件的接触点均在其回转 支点O1、O2的外侧，因此 在手指拖持工件后，工件 本身的重量不会使手指自 行松脱。
(2)钩拖式手部
弹簧式手部靠弹 簧力的作用将工件夹 紧，手部不需要专用 的驱动装置，结构简 单。它的使用特点是 工件进入手指和从手 指中取下工件都是强 制进行的。由于弹簧 力有限，故只适用于 夹持轻小工件。
机器人手部结构详解
手部可能还有一些电、气、液的接口： 由于手部的驱动方式不同造成。对这 些部件的接口一定要求具有互换性。
A
4
2．手部是末端操作器：
可以具有手指，也可以不具有手指； 可以有手爪，也可以是专用工具。
A
5
末端操作器图例（1）：
每个手指有三个或 四个关节。技术关 键是手指之间的协 调控制。
A
6
末端操作器图例（2）：
电磁吸盘的结构：
主要由磁盘、防尘盖、线圈、壳体等组成。
工作原理：
夹持工件：
线圈通电→空气间隙的存在→线圈产生大的电感和启 动电流→周围产生磁场（通电导体一定会在周围产生 磁场）→吸附工件
放开工件：
线圈断电→磁吸力消失→工件落位
A
27
2．电磁吸盘(2)：
适用范围：
适用于用铁磁材料做成的工件；不适合于 由有色金属和非金属材料制成的工件。
A
10
三、手部的构成
主要有手指、驱动机构和传动机构组成。
A
11
四、手部的分类
A
12
1．按用途分：
手爪：具有一定的通用性。主要功能是：抓住 工件、握持工件、释放工件。
抓住：在给定的目标位置和期望姿态上抓住工件，
工件必须有可靠的定位，保持工件和手爪之间的准 确的相对位置关系，以保持机器人后续作业的准确 性。 握住：确保工件在搬运过程中或零件装配过程中定 义了的位置和姿态的准确性。 释放：在指定位置结束手部和工件之间的约束关系。
可用来吸附鸡蛋、 锥颈瓶等物件。 扩大了真空吸盘 在机器人上的应 用。
A
34
6．喷气式吸盘：
工作原理：
压缩空气进入喷嘴后，利用伯努利效应，当压缩 空气刚进入时，由于喷嘴口逐渐缩小，致使气流 速度逐渐增加。当管路截面收缩到最小处时，气 流速度达到临界速度，然后喷嘴管路的截面逐渐 增加，使与橡胶皮碗相连的吸气口处，造成很高 的气流速度而形成负压。
A
4
2．手部是末端操作器：
可以具有手指，也可以不具有手指； 可以有手爪，也可以是专用工具。
A
5
末端操作器图例（1）：
每个手指有三个或 四个关节。技术关 键是手指之间的协 调控制。
A
6
末端操作器图例（2）：
电磁吸盘的结构：
主要由磁盘、防尘盖、线圈、壳体等组成。
工作原理：
夹持工件：
线圈通电→空气间隙的存在→线圈产生大的电感和启 动电流→周围产生磁场（通电导体一定会在周围产生 磁场）→吸附工件
放开工件：
线圈断电→磁吸力消失→工件落位
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2．电磁吸盘(2)：
适用范围：
适用于用铁磁材料做成的工件；不适合于 由有色金属和非金属材料制成的工件。
A
10
三、手部的构成
主要有手指、驱动机构和传动机构组成。
A
11
四、手部的分类
A
12
1．按用途分：
手爪：具有一定的通用性。主要功能是：抓住 工件、握持工件、释放工件。
抓住：在给定的目标位置和期望姿态上抓住工件，
工件必须有可靠的定位，保持工件和手爪之间的准 确的相对位置关系，以保持机器人后续作业的准确 性。 握住：确保工件在搬运过程中或零件装配过程中定 义了的位置和姿态的准确性。 释放：在指定位置结束手部和工件之间的约束关系。
可用来吸附鸡蛋、 锥颈瓶等物件。 扩大了真空吸盘 在机器人上的应 用。
A
34
6．喷气式吸盘：
工作原理：
压缩空气进入喷嘴后，利用伯努利效应，当压缩 空气刚进入时，由于喷嘴口逐渐缩小，致使气流 速度逐渐增加。当管路截面收缩到最小处时，气 流速度达到临界速度，然后喷嘴管路的截面逐渐 增加，使与橡胶皮碗相连的吸气口处，造成很高 的气流速度而形成负压。
机器人手部结构与应用实例
机器人手部结构 和应用实例
机器人手部结构和应用实例
引言：
工业机器人的手部也叫末端操作器， 它直接装在工业机器人的手腕上用于 夹持工件或让工具按照规定的程序完 成指定的工作。
机器人手部结构和应用实例
一、手部的特点
机器人手部结构和应用实例
1．手部与手腕相连处可拆卸：
手部与手腕处有可拆卸的机械接口： ，因此要求手部与手腕处 的接头具有通用性和互换性。
2．电磁吸盘(1)：
电磁吸盘的结构：
主要由磁盘、防尘盖、线圈、壳体等组成。
工作原理：
夹持工件：
线圈通电→空气间隙的存在→线圈产生大的电感和启 动电流→周围产生磁场（通电导体一定会在周围产生 磁场）→吸附工件
放开工件：
线圈断电→磁吸力消失→工件落位
机器人手部结构和应用实例
2．电磁吸盘(2)：
机器人手部结构和应用实例
末端操作器图例（2）：
机器人手部结构和应用实例
3．手部是一个独立的部件：
工业机器人通常分为三个大的部件： 机身、手臂（含手腕）、手部。手部 对整个机器人完成任务的好坏起着关 键的作用，它直接关系着夹持工件时 的定位精度、夹持力的大小等。
机器人手部结构和应用实例
4．手部的通用性比较差：
手部可能还有一些电、气、液的接口： 由于手部的驱动方式不同造成。对这 些部件的接口一定要求具有互换性。
机器人手部结构和应用实例
2．手部是末端操作器：
可以具有手指，也可以不具有手指； 可以有手爪，也可以是专用工具。
机器人手部结构和应用实例
末端操作器图例（1）：
每个手指有三个或 四个关节。技术关 键是手指之间的协 调控制。
构成:
由真空泵、电磁阀、电机和吸盘等构成。
机器人手部结构和应用实例
引言：
工业机器人的手部也叫末端操作器， 它直接装在工业机器人的手腕上用于 夹持工件或让工具按照规定的程序完 成指定的工作。
机器人手部结构和应用实例
一、手部的特点
机器人手部结构和应用实例
1．手部与手腕相连处可拆卸：
手部与手腕处有可拆卸的机械接口： ，因此要求手部与手腕处 的接头具有通用性和互换性。
2．电磁吸盘(1)：
电磁吸盘的结构：
主要由磁盘、防尘盖、线圈、壳体等组成。
工作原理：
夹持工件：
线圈通电→空气间隙的存在→线圈产生大的电感和启 动电流→周围产生磁场（通电导体一定会在周围产生 磁场）→吸附工件
放开工件：
线圈断电→磁吸力消失→工件落位
机器人手部结构和应用实例
2．电磁吸盘(2)：
机器人手部结构和应用实例
末端操作器图例（2）：
机器人手部结构和应用实例
3．手部是一个独立的部件：
工业机器人通常分为三个大的部件： 机身、手臂（含手腕）、手部。手部 对整个机器人完成任务的好坏起着关 键的作用，它直接关系着夹持工件时 的定位精度、夹持力的大小等。
机器人手部结构和应用实例
4．手部的通用性比较差：
手部可能还有一些电、气、液的接口： 由于手部的驱动方式不同造成。对这 些部件的接口一定要求具有互换性。
机器人手部结构和应用实例
2．手部是末端操作器：
可以具有手指，也可以不具有手指； 可以有手爪，也可以是专用工具。
机器人手部结构和应用实例
末端操作器图例（1）：
每个手指有三个或 四个关节。技术关 键是手指之间的协 调控制。
构成:
由真空泵、电磁阀、电机和吸盘等构成。
机器人手部结构详解
吸盘式：
负压吸盘：真空式、喷气式、挤气式。 磁力吸盘：永磁吸盘、电磁吸盘。
五、典型结构
1．机械式手爪结构：
气动驱动手爪：
气缸驱动活塞平移→齿条移动→扇形齿轮摆 动→连杆机构摆动→手爪平动
其它四种机械式手爪机构：
气动手爪图例：
问题：
1、分析手部的运动。 2、手部作的是什么类型运动？
机械手爪图例：
2．设有检测开关的手爪装置：
工作原理：
手爪装有限位开 关5和7。在指爪 4沿垂直方向接 近工件6的过程 中，限位开关检 测手爪与工件的 相对位置。当工 件接触限位开关 时发信号，汽缸 通过连杆3驱动 指爪夹紧工件。
4．上料吸盘（1）：
4．上料吸盘（2）：
4．手部的通用性比较差：
工业机器人的手部通常是专用装置：一 种手爪往往只能抓住一种或几种在形状、 尺寸、重量等方面相近的工件；一种工 具只能执行一种作业任务。
二、手部的设计要求
具有足够的夹持力。 保证适当的夹持精度：
手指应能顺应被夹持工件的形状，应对被夹持工件形 成所要求的约束。 主要是根据作业对象的大小、形状、位置、姿态、重 量、硬度和表面质量等来综合考虑。 由于感知手爪和物体之间的接触状态、物体表面状况 和夹持力的大小等，以便根据实际工况进行调整等。
结构特点：
该吸盘具有一个 球关节，使吸盘 能倾斜自如，适 应工件表面倾角 的变化。
5．异形吸盘：
结构特点：
可用来吸附鸡蛋、 锥颈瓶等物件。 扩大了真空吸盘 在机器人上的应 用。
6．喷气式吸盘：
工作原理：
压缩空气进入喷嘴后，利用伯努利效应，当压缩 空气刚进入时，由于喷嘴口逐渐缩小，致使气流 速度逐渐增加。当管路截面收缩到最小处时，气 流速度达到临界速度，然后喷嘴管路的截面逐渐 增加，使与橡胶皮碗相连的吸气口处，造成很高 的气流速度而形成负压。 在工厂一般都有空压站，喷气式吸盘在工厂得到 广泛的应用。
工业机器人技术机器人手部结构
工业机器人技术机器人手部结构随着工业自动化的发展，越来越多的企业开始采用工业机器人来完成各种工作任务。
而机器人手部结构是机器人的关键组成部分之一，它直接影响着机器人的灵活性、精确性和稳定性。
因此，研究和设计高性能机器人手部结构是非常重要的。
机器人手部结构主要包括机器人手臂、手指和手腕三个部分。
下面我将逐一介绍这三个部分的结构和功能。
首先是机器人手臂。
机器人手臂是机器人手部结构的基础，它连接着机器人的身体和手指，起到支撑和移动手指的作用。
机器人手臂通常由多个关节和连接件组成，可以在一定范围内进行自由运动。
根据机器人的需求和任务，手臂的长度和关节数可以有所不同。
同时，机器人手臂的材料也需要具备一定的刚性和韧性，以承受较大的载荷。
其次是机器人手指。
机器人手指是机器人手部结构的“手”，负责抓取、夹持和放置物体。
机器人手指一般由指节、指骨和指关节组成，通过关节的运动实现手指的伸缩、曲率和旋转。
为了保证机器人手指的精确性和稳定性，手指的设计需要考虑力触觉和位置控制等方面。
此外，机器人手指的表面覆盖材料也需要具备一定的抓握性能，以适应不同形状和材质的物体。
最后是机器人手腕。
机器人手腕起到连接机器人手臂和手指的作用，它能够使手指在多个平面上进行旋转和倾斜。
机器人手腕通常由多个旋转关节和连接件组成，通过关节的运动使机器人手指更加灵活。
为了增加机器人手腕的力矩和刚度，通常会采用外部传动装置来提高机器人手腕的精确性和控制能力。
在工业机器人的应用中，机器人手部结构的设计和研究涉及到多学科的知识，包括机械工程、电子工程和控制工程等。
目前，一些先进的机器人手部结构开始采用柔性和可变形材料，以适应更加复杂和多样化的工作环境。
同时，机器人手部结构的智能化和感知能力也成为了研究的热点。
总之，机器人手部结构是工业机器人的核心组成部分，它直接决定了机器人的灵活性、精确性和稳定性。
随着技术的不断进步，机器人手部结构将会变得更加复杂和智能化，为工业自动化带来更多的便利和效益。
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R、B、T传动轴两端的连接结构如图所示。
知识准备
三、后驱RBR手腕结构
2. 手腕单元传动系统
手腕单元由B/T轴输入组件、B轴 减速摆动组件、T轴中间传动组件、 T轴减速输出组件，4个组件组成。 这四个组件安装在连接体1和摆动体 26中间。
各部分的结构如图所示。
任务实施
学习视频， 完成工作页内容
视频1
工业机器人技术与应用
任务一
项目三 工业机器人的机械系统
机器人手部结构
导入
什么是机器人的手部结构？ 机器人的手部在哪里？
目录
学习目标
知识准备
任务实施
主题讨论
学习目标
学习目标
知识目标
1 前驱RBR手腕结构 2 后驱RBR手腕结构
学习重点
机器人RBR手腕结构
知识准备
一、机器人的基本结构
六自由度机器人的运动关节包括：J1轴（又称腰回转S 轴），J2轴（下臂摆动L轴），J3轴（上臂摆动U轴），J4 轴（手腕回转R轴），J5轴（腕摆动B轴），J6轴（手回转 T轴）。
“前驱”是指B轴和T轴的驱动电机直 接安装在上臂前段的内腔中。
这种结构对于小型机器人，手部负载 较低，采用的驱动电机体积小，重量轻， 布置在上臂前端，不会使上臂的重量增加 很多，又能够缩短传动链，简化结构。
知识准备
二、前驱RBR手腕结构
前驱RBR手腕传动系统由B轴减速摆 动、T轴中间传动、T轴减速输出三个组件 构成，这三个组件可以整体安装、拆卸。
B、T轴驱动电机2、26安装在上臂前 段内腔中,通过同步皮带和同步带轮向后面 传动系统传输动力。件
B轴减速摆动组件由摆动体、输入轴、 输出轴、谐波减速器的刚轮、柔轮、谐波 发生器组成，可整体安装，然后用键和螺 栓将同步带轮固定在输入轴上，即可完成 该组件的安装。
知识准备
二、前驱RBR手腕结构
2. T轴中间传动组件
T轴中间传动组件用来连接T轴驱动电机和 T轴减速输出组件，并对摆动体进行辅助支撑。
知识准备
二、前驱RBR手腕结构
3. T轴减速输出组件
T轴减速输出组件谐波减速器的柔轮固定，刚 轮旋转，当锥齿轮通过输入轴带动谐波发生器旋 转时，推动刚轮旋转，由刚轮带动安装法兰旋转。 输入轴两端轴承分别支撑在摆动体端盖和输出轴 的座孔中。
J1轴是腰体相对于基座的转动，J2轴是下臂相对于腰 体的转动，J3轴是上臂相对于下臂的转动，上臂、下臂、 腰体、基座总称为机器人的机身。安装在上臂前端的J4、 J5、J6轴相关结构部件总称为机器人的手腕结构。
机器人的每一运动关节都需要有相应的电机驱动。
知识准备
二、前驱RBR手腕结构
“RBR”结构是指手腕回转轴R、腕摆 动轴B和手回转轴T。
视频2
主题讨论
讨论问题
前驱RBR手腕结构组成？ 后驱RBR手腕结构组成？
小结
完成本任务学习后，掌握了机器人前驱RBR手腕结构和 后驱RBR手腕结构组成为后续学习打下了基础。
谢谢观看
知识准备
三、后驱RBR手腕结构
前驱与后驱的对比：
知识准备
三、后驱RBR手腕结构
1. 上臂传动系统
如图所示，为了将上臂后段R、B、T轴驱 动电机的扭矩传递给前端的手腕单元，上臂前 段采用中空结构，B、T传动轴从其内部穿过。 后端通过安装法兰与上臂摆动体（上臂后段） 固定。上臂前端安装有R轴减速器，并且B、T 传动轴从中间穿过。
安装法兰上有定位孔、定位销、螺纹孔， 用于定位和安装机器人的末端执行器。
知识准备
三、后驱RBR手腕结构
后驱RBR结构中，R轴、B轴、T轴的驱动 电机全部安装在上臂后段，如图中序号1部位 （R/B/T电动机），然后，通过上臂前段内部 的传动轴，将驱动力传递到上臂前端的手腕单 元上，利用手腕单元实现R、B、T轴旋转。
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三、后驱RBR手腕结构
2. 手腕单元传动系统
手腕单元由B/T轴输入组件、B轴 减速摆动组件、T轴中间传动组件、 T轴减速输出组件，4个组件组成。 这四个组件安装在连接体1和摆动体 26中间。
各部分的结构如图所示。
任务实施
学习视频， 完成工作页内容
视频1
工业机器人技术与应用
任务一
项目三 工业机器人的机械系统
机器人手部结构
导入
什么是机器人的手部结构？ 机器人的手部在哪里？
目录
学习目标
知识准备
任务实施
主题讨论
学习目标
学习目标
知识目标
1 前驱RBR手腕结构 2 后驱RBR手腕结构
学习重点
机器人RBR手腕结构
知识准备
一、机器人的基本结构
六自由度机器人的运动关节包括：J1轴（又称腰回转S 轴），J2轴（下臂摆动L轴），J3轴（上臂摆动U轴），J4 轴（手腕回转R轴），J5轴（腕摆动B轴），J6轴（手回转 T轴）。
“前驱”是指B轴和T轴的驱动电机直 接安装在上臂前段的内腔中。
这种结构对于小型机器人，手部负载 较低，采用的驱动电机体积小，重量轻， 布置在上臂前端，不会使上臂的重量增加 很多，又能够缩短传动链，简化结构。
知识准备
二、前驱RBR手腕结构
前驱RBR手腕传动系统由B轴减速摆 动、T轴中间传动、T轴减速输出三个组件 构成，这三个组件可以整体安装、拆卸。
B、T轴驱动电机2、26安装在上臂前 段内腔中,通过同步皮带和同步带轮向后面 传动系统传输动力。件
B轴减速摆动组件由摆动体、输入轴、 输出轴、谐波减速器的刚轮、柔轮、谐波 发生器组成，可整体安装，然后用键和螺 栓将同步带轮固定在输入轴上，即可完成 该组件的安装。
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二、前驱RBR手腕结构
2. T轴中间传动组件
T轴中间传动组件用来连接T轴驱动电机和 T轴减速输出组件，并对摆动体进行辅助支撑。
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二、前驱RBR手腕结构
3. T轴减速输出组件
T轴减速输出组件谐波减速器的柔轮固定，刚 轮旋转，当锥齿轮通过输入轴带动谐波发生器旋 转时，推动刚轮旋转，由刚轮带动安装法兰旋转。 输入轴两端轴承分别支撑在摆动体端盖和输出轴 的座孔中。
J1轴是腰体相对于基座的转动，J2轴是下臂相对于腰 体的转动，J3轴是上臂相对于下臂的转动，上臂、下臂、 腰体、基座总称为机器人的机身。安装在上臂前端的J4、 J5、J6轴相关结构部件总称为机器人的手腕结构。
机器人的每一运动关节都需要有相应的电机驱动。
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二、前驱RBR手腕结构
“RBR”结构是指手腕回转轴R、腕摆 动轴B和手回转轴T。
视频2
主题讨论
讨论问题
前驱RBR手腕结构组成？ 后驱RBR手腕结构组成？
小结
完成本任务学习后，掌握了机器人前驱RBR手腕结构和 后驱RBR手腕结构组成为后续学习打下了基础。
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三、后驱RBR手腕结构
前驱与后驱的对比：
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三、后驱RBR手腕结构
1. 上臂传动系统
如图所示，为了将上臂后段R、B、T轴驱 动电机的扭矩传递给前端的手腕单元，上臂前 段采用中空结构，B、T传动轴从其内部穿过。 后端通过安装法兰与上臂摆动体（上臂后段） 固定。上臂前端安装有R轴减速器，并且B、T 传动轴从中间穿过。
安装法兰上有定位孔、定位销、螺纹孔， 用于定位和安装机器人的末端执行器。
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三、后驱RBR手腕结构
后驱RBR结构中，R轴、B轴、T轴的驱动 电机全部安装在上臂后段，如图中序号1部位 （R/B/T电动机），然后，通过上臂前段内部 的传动轴，将驱动力传递到上臂前端的手腕单 元上，利用手腕单元实现R、B、T轴旋转。