工业机器人机械传动部分
fanuc机器人传动原理
fanuc机器人传动原理Fanuc机器人是一种常见的工业机器人，其传动原理是指机器人的运动是通过传动装置来实现的。
传动装置可以将电动机的旋转运动转换为机械臂的运动，从而实现机器人的动作。
Fanuc机器人的传动原理主要包括电动机、减速器和关节传动装置三个部分。
首先是电动机，它是机器人传动的动力源。
Fanuc机器人使用的电动机通常是交流伺服电动机或直流伺服电动机。
电动机通过提供旋转力矩来驱动机器人的运动。
其次是减速器，减速器是将电动机的高速旋转运动转换为机械臂的低速高扭矩运动的装置。
减速器通常采用行星齿轮传动结构，它可以将电动机的转速降低数倍，同时提高扭矩输出。
这样可以使机器人在执行任务时具有更好的稳定性和精度。
最后是关节传动装置，关节传动装置是将减速器的输出转换为机械臂各个关节的运动的装置。
Fanuc机器人通常采用的是齿轮传动或带传动。
齿轮传动通过齿轮的啮合来实现转动，带传动则是通过带轮和皮带的传动来实现。
关节传动装置可以使机械臂的各个关节按照设定的角度和速度进行运动，从而实现机器人的动作。
除了以上三个主要的传动装置，Fanuc机器人还包括编码器、控制系统和传感器等配套部件。
编码器可以实时监测机器人各个关节的位置和速度信息，从而实现对机器人运动的精确控制。
控制系统则是机器人的大脑，通过对编码器的反馈信号进行处理，控制机器人的运动和执行任务。
传感器可以实时监测机器人周围的环境和工件信息，从而实现机器人的自动化操作。
Fanuc机器人的传动原理是通过电动机、减速器和关节传动装置来实现机器人的运动。
这种传动原理可以使机器人具有高速、高精度和高稳定性的特点，能够广泛应用于各种工业领域，提高生产效率和产品质量。
工业机器人传动机构的要求_概述及解释说明
工业机器人传动机构的要求概述及解释说明1. 引言1.1 概述工业机器人作为现代制造业的重要组成部分，具有高效、灵活和精确等特点，已经被广泛应用于各个行业。
其中，机器人传动机构作为机器人运动的核心部件之一，对于机器人的性能和运动能力起着至关重要的作用。
因此，研究工业机器人传动机构的要求及其解释说明具有重要的理论意义和实际应用价值。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行叙述：首先，在引言部分概述工业机器人传动机构的研究背景和意义，并明确文章主题。
接着，在第二部分中详细介绍工业机器人传动机构的要求，包括传动机构概述、功能要点和性能要求。
然后，在第三部分对常见的摩擦传动、齿轮传动和带传动等几种主要类型进行解释说明。
随后，在第四部分探讨了工业机器人传动系统优化方法，包括优化设计原则、材料选择与加工工艺优化以及控制与调节策略优化。
最后，在第五部分总结本文，并展望了未来的研究方向。
1.3 目的本文旨在全面了解和阐述工业机器人传动机构的要求及其解释说明。
通过对机器人传动机构功能、性能、类型以及优化方法等方面的深入探讨，进一步提高相关领域的研究水平，并为工业机器人设计与应用提供参考和指导。
同时，希望通过本文的撰写能够促进工业机器人传动技术的发展，推动制造业现代化进程。
2. 工业机器人传动机构的要求2.1 传动机构概述工业机器人的传动机构是指将电能转换为机械运动所必需的装置。
传动是通过将电机或发动机的旋转运动通过不同类型的传动元件传递给执行器，从而实现机器人运动和执行任务。
2.2 传动机构功能要点工业机器人传动机构需要具备以下功能要点：a) 力量传递：传动机构需要能够有效地将电能转化为力量，并将力量传输到执行器，以使其进行相应的运动。
b) 速度变换：工业机器人在不同的任务中往往需要不同的速度，因此，传动机构需要能够实现速度变换，以满足不同速度要求。
c) 运动控制：传动机构还需要具备良好的运动控制性能，以确保精准和可控的运动。
机器人传动方式
机器人传动方式1. 引言机器人传动方式是指机器人在工作过程中转换和传递动力的方式。
它直接影响到机器人的性能、精度、稳定性以及适应性。
不同的传动方式适用于不同的应用场景，选择合适的传动方式可以提高机器人的工作效率和可靠性。
2. 机器人传动方式的分类根据动力传递的方式，机器人传动方式可以分为以下几类：2.1 机械传动机械传动是最常见和最基础的传动方式之一。
它利用齿轮、链条、皮带等机械装置将动力从电动机传递到机器人的各个部分。
机械传动简单可靠，但由于传递过程中存在机械间隙和摩擦损耗，会影响机器人的精度和效率。
2.2 液压传动液压传动利用液体的流动和压力传递动力。
通过液压泵将液体压力传递给液压缸，从而推动机器人的执行机构。
液压传动具有承载能力大、传动平稳等优点，适用于对力量要求较高的应用场景。
2.3 气动传动气动传动是利用气体的流动和压力传递动力的一种方式。
通过气压驱动气动元件，实现机器人的运动和操作。
气动传动具有结构简单、响应速度快的特点，但承载能力较低，适用于对速度要求较高、对力量要求不太严格的应用场景。
2.4 电动传动电动传动是利用电能转换为机械能传递动力的方式。
通常使用电动机驱动机器人的执行机构，实现运动和操作。
电动传动具有响应速度快、精度高等优点，可以灵活控制运动的速度和力量，适用于对精度和稳定性要求较高的应用场景。
3. 选择机器人传动方式的考虑因素选择适合的机器人传动方式需要考虑以下因素：3.1 应用场景要求不同的应用场景对机器人的传动方式有不同的要求。
例如，需要高力量输出的应用场景可以选择液压传动；需要高速运动和响应的应用场景可以选择气动传动；需要高精度和稳定性的应用场景可以选择电动传动。
3.2 动力需求机器人在工作过程中所需要的动力大小和类型也是选择传动方式的考虑因素。
不同的传动方式有不同的功率和承载能力，需要根据实际需求进行选择。
3.3 控制要求机器人的控制要求也是选择传动方式的重要因素。
机器人基本构成
机器人基本构成机器人系统通常分为三大部分：机械部分、传感部分和控制部分；六个子系统：驱动系统、机械系统、感知系统、人机交互系统、机器人环境交互系统、控制系统等组成（如图1所示）。
图1 机器人系统的基本构成1.机械系统机械系统又称操作机或执行机构系统，由一系列连杆、关节或其他形式的运动部件组成，通常包括机座、立柱、腰关节、臂关节、腕关节和手爪等，构成多自由度机械系统。
工业机器人机械系统由机身、手臂和末端执行器组成，机身可具有行走机构，手臂一般有上臂、下臂和手腕组成，末端执行器直接装在手腕上，可以是两手指或多手指手爪，可以是喷漆枪、焊枪等作业工具。
2.驱动系统驱动系统主要指驱动机械系统的机械装置，根据驱动源不同可分为电动、液压、气动三种或三者结合一起的综合系统；驱动系统可以直接与机械系统相连，或通过皮带、链条、齿轮等机械传动机构间接相连。
3.感知系统感知系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，获取内部和外部环境状态信息，确定机械部件各部分的运行轨迹、状态、位置和速度等信息，使机械部件各部分按预定程序和工作需要进行动作。
智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化水平。
人类感知系统对外部信息获取比较灵巧，但一些特殊信息传感器感知更有效。
4.控制系统控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构完成规定的运动和功能。
若不具备信息反馈特种，则为开环控制系统；具备信息反馈特征则为闭环控制系统。
根据控制原理可分为程序控制系统，适应性控制系统，人工智能控制系统；根据控制运动形式分为点位控制和轨迹控制。
5.交互系统机器人-环境交互系统是实现机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。
机器人可以与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配单元等；也可以是多台机器人、多台机床、设备、零件存储装置等集成为一个可执行复杂任务的功能单元。
人机交互系统是操作人员参与机器人控制并与机器人进行联系的装置，如计算机终端、指令控制台、信息显示板及危险信号报警器等。
工业机器人内部结构及基本组成原理详解
工业机器人内部结构及基本组成原理详解展开全文工业机器人详解你对工业机器人有着什么样的了解？关于工业机器人，我们过去也反反复复推送了很多的文章，在这一次，我们将尝试解决有关---在工业环境中使用的最常见的机器人和作业时经常会遇到的问题。
关于工业机器人定义什么可以被认为是一个工业机器人?什么不能被称为工业机器人？工业机器人直到最近才能避开这种混乱。
不是在工业环境中使用的每个机电设备都可以被认为是机器人。
根据国际标准组织的定义，工业机器人是一种可编程的三自由度或多轴自动控制的可编程多用途机械手。
这几乎是在谈论工业机器人时被接受的定义。
工业机器人自中年以来发生了什么变化？越来越多的工程师和企业家正在寻找越来越多的机器人技术，帮助在工业环境中优化工作流程的方式。
随着时代的发展和机器人技术的进步，机器人手臂必须为诸如仓储中使用的群组AGV等新手铺路。
我们经常说典型的工业机器人由工具，工业机器人手臂，控制柜，控制面板，示教器以及其他外围设备组成。
那么这些是什么？这些部分通常都在一起，控制柜类似于机器人的大脑。
控制面板和示教器构成用户环境。
工具（也称为末端执行器）是为特定任务设计的设备（例如焊接或喷涂）。
机器人手臂基本上是移动工具的东西。
但并不是每个工业机器人都像一个手臂。
不同机器人有不同类型的结构。
控制面板---操作员使用控制面板来执行一些常规任务。
（例如：改变程序或控制外围设备）。
应用“机器人工人”----什么时候应该使用工业机器人而不是人工？相信这个问题大家思考的次数并不少了。
理想情况下，这应该是双赢的。
想快速看到效果，你需要知道什么是别人最不喜欢的工作。
想得最多的是那些重复的，乏味的工作，需要从工作人员那边进行大量单调的行动，这个思考是正确的，因为正是如此，例如从一个输送机到另一个输送机。
如果总是相同的任务，您可以使用专门针对您的需求量身定制的自动化解决方案。
工厂的工作处理需要越来越灵活，在这些情况下，正确的解决方案是：可以试用用于不同任务的可重新编程的机器人进行任务操作。
工业机器人的基本组成及技术参数
2
智能传感器的使用提高 了机器人的机动性、适 应性和智能化的水准。 智能传感器的使用提高了 机器人的机动性、适应性 和智能化的水准。
3
机器人系统组成分析
驱动系统
机械结构系统 感受系统 机器人－环境交互系统
人机交互系统 控制系统
4、机器人－环境交互系统
1、机器人-环境交互系统是实现工业机器人与外部环境中的设备相 互联系和协调的系统。 2、工业机器人与外部设备集成为一个功能单元
o
o
工作空间（Working space）：机器人 手腕参考点或末端操作器安装点（不 包括末端操作器）所能到达的所有空 间区域，一般不包括末端操作器本身 所能到达的区域。
3．工作范围:
指机器人末端操作器所能到达的区 域。
4．工作速度：
指机器人各个方向的移动速度或 转动速度。这些速度可以相同，可以 不同。
（d）平面型
关节坐标式
习 题
1. 简述工业机器人的定义。
2. 简述工业机器人的主要应用场合。 这些场合有什么特
点？ 3. 说明工业机器人的基本组成及各部分之间的关系。 4. 简述工业机器人各参数的定义: 自由度、 重复定位精 度、工作范围、工作速度、承载能力。 5. 工业机器人按坐标形式分为哪几类? 各有什么特点？
机构运动简图
（a）表示手指（末端执行器）； （b）表示垂直、升降运动； （c）表示水平伸缩运动； （d）表示回转运动； （e）表示俯仰运动。
注意：不同的书上，运动简图的符号表示可能不一样。
直角坐标式
圆柱坐标式
球坐标式
3 6 2 4
3
4 6 5
5
1
2
1
（a）直接驱动型
（b）平行连杆型
工业机器人运动原理
工业机器人的运动原理主要包括机械结构、传动系统和控制系统。
1. 机械结构：工业机器人的机械结构通常由基座、臂架、关节和末端执行器组成。
基座是机器人的底座，用于支撑机器人的整体结构。
臂架是连接基座和末端执行器的部分，通常由多个关节连接而成，可以实现多自由度的运动。
关节是机器人的关节连接点，通过电机和减速器驱动，实现机器人的关节运动。
末端执行器是机器人的工具或夹具，用于完成具体的任务。
2. 传动系统：工业机器人的传动系统主要包括电机、减速器和传动装置。
电机是驱动机器人运动的动力源，通常采用直流电机或交流伺服电机。
减速器用于减小电机的转速并增加扭矩，以提供足够的力矩来驱动机器人的运动。
传动装置用于将电机的旋转运动转换为机器人的线性或旋转运动，常见的传动装置包括齿轮传动、皮带传动和蜗轮蜗杆传动等。
3. 控制系统：工业机器人的控制系统主要包括传感器、控制器和编程系统。
传感器用于感知机器人周围的环境和工件的位置、姿态等信息，常见的传感器包括光电传感器、力传感器和视觉传感器等。
控制器是机器人的大脑，负责接收传感
器的信号并根据预设的程序和算法来控制机器人的运动。
编程系统用于编写机器人的运动轨迹和任务逻辑，通常采用离线编程或在线编程的方式。
通过机械结构、传动系统和控制系统的协同作用，工业机器人可以实现精确、高速、重复性的运动，完成各种生产任务。
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新型工业机器人传动系统设计
新型工业机器人传动系统设计随着现代工业的快速发展，工业机器人作为一种新型的生产技术，越来越广泛地应用于各个领域。
而传动系统作为工业机器人的重要组成部分，其设计与研发，会直接影响到机器人的性能与效率。
本文主要分析了新型工业机器人传动系统的设计要求及其优化方案，并探讨了传动系统在工业机器人中的作用和意义。
一、新型工业机器人传动系统的设计要求1、高效性：由于工业机器人使用的时间一般会比传统机器更长，因此传动系统设计必须保证高效、稳定和耐用。
2、精度：精密的传动系统可以使工业机器人准确定位和运行，使机器人能够更精细地完成各种操作。
3、可靠性：传动系统的可靠性是机器人稳定性的重要因素，保障正常运转同时也能降低机器人运行故障率。
4、适应性：不同工业机器人有着不同的应用场景和工作条件，因此传动系统的设计必须兼顾不同环境的适应性，以满足不同需求。
二、新型工业机器人传动系统优化方案1、采用高精度齿轮传动方式：机器人的准确度是由它的传动系统决定的，现代工业机器人往往采用精度更高的齿轮传动方式来取代传统的传动方式，优化传动效果。
2、选用高性能电机：新型工业机器人传动系统中的电机是一个关键的元件，不仅需要选择高转矩的小型电机，还要考虑到选用功耗尽量低，转矩尽量大的电机，以保证工业机器人的高效性。
3、合理布局减速装置：传动系统中的减速装置，是一种重要的解决方案，可以减少机器人的工作噪音，在机器人操作中，合理布局减速装置的作用更为显著，同时不影响机器人整体结构的可用性。
4、引入行星摆线减速器：行星摆线减速器由于其结构设计的特殊性，在机器人传动装置中应用比较广泛，它可以大幅度提高机器人整体效率和准确度，降低整体成本。
三、传动系统在工业机器人中的作用和意义1、提高生产效率：传动系统在工业机器人中，担负着控制机器运动的角色，为工业机器人的高效生产提供了有力的动力支撑。
2、优化机器性能：传动系统对机器人的性能有着直接的影响，通过适当的优化，可以提高机器的工作速度、负载能力和准确度，以满足不同领域之间的应用要求。
简述工业机器人传动系统的主要传动形式及主要区别。
简述工业机器人传动系统的主要传动形式及主要区别。
工业机器人传动系统是指机器人的一个关键部件，它负责将机器人的动力传递到机器人的关节、轴或机械臂上，以实现机器人的运动。
主要传动形式有：
1、电机传动：电动机是将电能转化为机械能，在机器人中最常
用的传动方式，它可以确保机器人在高速低功耗的情况下实现高精度，并且可以使机器人实现复杂的操作。
2、气动传动：气动传动是利用压缩空气产生的动力，作为机器
人的传动手段，具有体积小、重量轻、无极变速调速等优点，是机器人驱动的有效选择。
3、液压传动：液压传动是利用管道输送的液体，来进行机器人
的传动。
它具有较高的动力密度、启动和停止快速、调速范围大等优点，是机器人的一种理想传动形式。
4、螺杆传动：螺杆传动是利用螺杆的转动来实现机器人的运动，具有传动效率高、传动精度高、安装简单易于实现等优点。
主要传动形式的主要区别为：
1、传动效率：不同的传动形式，传动效率也不一样，一般电动
机传动效率最高，气动传动次之，液压传动效率最低，螺杆传动效率接近液压传动效率。
2、动力密度：动力密度是指单位体积的动力能量，其中电机传
动动力密度最低，气动传动次之，液压传动动力密度最高，螺杆传动接近液压传动动力密度。
3、启停速度：不同的传动形式，机器人的启停速度也不一样，
一般情况下，电机传动速度最快，气动传动次之，液压传动机速度最慢，螺杆传动速度接近液压传动速度。
4、调速范围：调速范围指的是机器人传动系统可以实现的速度
变化范围。
一般电机传动可以实现比较宽的调速范围，液压传动可以实现较大的调速范围，气动传动和螺杆传动可以实现较小的调速范围。
2.1机器人的机械部分教学设计-高中通用技术粤科版选择性必修2机器人设计与制作
普通高中教科书《通用技术》选择性必修2机器人设计与制作第二章机器人的传动机械第一节机器人的机械部分教学设计教学背景党的二十大明确指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。
必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势”。
机器人是20世纪人类的伟大发明，今天，它不仅能够代替人类登陆火星和潜入几千米以下的深海，还可以不知疲倦地工作在各种生产线上，并服务于我们的日常生活。
关于机器人，我国科学家认为机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。
国际标准化组织认为工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。
教学目标：知识与技能目标:1.了解机器人的机械部分。
2.了解传动机械。
教学内容分析:机器人是一种能够按照预先设计程序而自动执行工作的机械装置。
当前机器人已经大规模地走进工业生产、军事、政府管理、商业应用等领域，它们可以帮助或代替人类完成不同的工作，在各个方面影响着人类的生活。
通过本章的学习，让我们来初步了解和认识机器人吧。
机械部分是机器人重要的组成部分，它能通过传动装置，将动力装置产生的运动和力传递到执行装置的移动机构和手爪机构，实现行走和抓取。
机器人中的传动装置是机械传动。
在各种高新技术飞速发展的今天，我们的日常生活和工农业生产都离不开机械传动。
让我们通过本章的学习来了解和初步掌握机械传动的知识和应用吧。
学情分析:生活在科技迅猛发展的21世纪，同学们有必要了解一些机器人的知识，因为未来的机器人将对我们的生活和工作产生巨大的影响。
自己动手制作机器人是让同学们了解机器人的最好手段。
同学们一起进入机器人设计与制作的精彩世界吧。
教学重难点:了解机器人的机械部分。
工业机器人及其应用第4章-机械系统
（2）机器人机身和臂部的配置
机身和臂部的配置形式基本上反映了机器人的总体布局。
横梁式配置
立柱式配置
基座式配置
屈伸式配置
① 横梁式配置 机身设计成横梁式，用于悬挂手臂部件通常分为单臂悬挂式和双臂悬
挂式两种。具有占地面积小、能有效利用空间、动作简单直观等优点。
a）单臂悬挂式
b）双臂悬挂式
4.2 工业机器人的臂部
工业机器人及其应用
第4章 工业机器人机械系统
机器人的机械系统由机座、臂部、腕部、手部（末端执行器）组成。 机器人为了完成工作任务，必须配置操作执行机构，这个操作执行机构相 当于人的手部，有时也称为手爪或末端执行器。而连接手部和手臂的部分 相当于人的手腕，叫做腕部，作用是改变末端执行器的空间方向和将载荷 传递到臂部。
单自由度手腕
两自由度手腕
（1）单自由度手腕
三自由度手腕
a）臂转R手腕
b）俯业机器人的腕部
（2）二自由度手腕
a）BR手腕
b）BB手腕
c）RR手腕
4.3 工业机器人的腕部
（3）3自由度手腕
4.3 工业机器人的腕部
4.3.3 腕部的典型结构
（1）单自由度回转运动手腕
② 立柱式配置 立柱式机器人多采用回转型、俯仰型或屈伸型的运动型式，是一种常
见的配置形式。通常分为单臂式和双臂式两种。 具有占地面积小而工作范围大的特点。
a）单臂式
b）双臂式
4.2 工业机器人的臂部
2③.2基座式配置
机身设计成机座式，这种机器人可以是独立的、自成系统的完整装置， 可以随意安放和搬动。
1-回转油缸 2-定片 3-腕回转轴 4-动片 5-手腕 回转油缸直接驱动的单自由度腕部结构
工业机器人的基本组成与技术参数
55°至205°
280（°）/s
Axis4 手腕 Axis5 弯曲
230°至230° 120°至125°
560（°）/s 420（°）/s
Axis6 翻转
400°至400°
750（°）/s
工业机器人基础
人机交互系统是使操作人员参与机器人控制并与机器人进行联系的装置，如计算机的标 准终端、信息显示板、指令控制台、危险信号报警器等。该系统归纳起来可分为指令给定 装置和信息显示装置两大类。
2）控制系统
通过对工业机器人驱动系统的控制，使执行机构按照规定的要求进行工 作。工业机器人的控制系统一般由控制计算机和伺服控制器组成。控制计算 机不仅发出指令，协调各关节驱动之间的运动，同时要完成编程示教及再现， 在其他环境状态（传感器信息）、工艺要求、外部相关设备（如电焊机）之 间传递信息和协调工作。伺服控制器控制各个关节的驱动器，使各杆按一定 的速度、加速度和位置要求进行运动。
（2）说明书上提供的工作范围往往要小于运动学意义上的最大空间。
（3）实际应用中的工业机器人还可能由于受到机械结构的限制，在工 作范围的内部也存在着臂端不能到达的区域，这类区域称为空洞或空腔。
2．自由度
自由度是指机器人操作机在空间运动所需的变量数，用以表示机器人动作灵活 程度的参数，一般是以沿轴线移动和绕轴线转动的独立运动的数目来表示。
4．运动速度
运动速度影响工业机器人的工作效率和运动周期，它与工业机器人所提取的重力和位 置精度均有密切的关系。运动速度提高，工业机器人所承受的动载荷会增大，所承受的 加减速时的惯性力也会增大，这会影响工业机器人的工作平稳性和位置精度。以目前的 技术水平而言，一般工业机器人的最大直线运动速度大多在1 000 mm/s以下，最大回转速 度一般不超过120（°）/s。
机器人传动方式
机器人传动方式机器人是现代科技的产物，它们的出现极大地改变了人们的生活方式和工作方式。
机器人的传动方式是机器人设计中非常重要的一个因素，它决定了机器人能否顺利地完成任务。
本文将从机器人传动方式的定义、分类、优缺点以及应用等方面进行详细介绍。
一、机器人传动方式的定义机器人传动方式是指机器人在运动过程中所采用的传动形式。
传动方式主要包括：齿轮传动、皮带传动、链条传动、蜗杆传动等。
二、机器人传动方式的分类1. 齿轮传动齿轮传动是一种常见的机械传动形式，它广泛应用于各种类型的机器人中。
齿轮可以分为圆柱齿轮和锥齿轮两种类型，圆柱齿轮适用于平面运动，锥齿轮适用于转角运动。
齿轮具有结构简单、精度高等优点，但同时也存在着噪音大、寿命短等缺点。
2. 皮带传动皮带传动是通过皮带连接两个或多个滚筒或轮子，从而实现运动传递的一种传动方式。
皮带传动具有传动效率高、噪音小等优点，但同时也存在着弹性变形大、寿命短等缺点。
3. 链条传动链条传动是通过链条连接两个或多个齿轮或滚筒，从而实现运动传递的一种传动方式。
链条传动具有结构简单、寿命长等优点，但同时也存在着噪音大、维护成本高等缺点。
4. 蜗杆传动蜗杆传动是通过蜗杆与蜗轮配合，从而实现运动传递的一种传动方式。
蜗杆具有转速低、扭矩大等特点，因此适用于需要大扭矩输出的场合。
但同时也存在着效率低、制造成本高等缺点。
三、机器人传动方式的优缺点1. 齿轮传动齿轮传动具有结构简单、精度高等优点，但同时也存在着噪音大、寿命短等缺点。
因此，在选择齿轮作为机器人的传动方式时需要考虑到其优缺点，并根据实际情况进行选择。
2. 皮带传动皮带传动具有传动效率高、噪音小等优点，但同时也存在着弹性变形大、寿命短等缺点。
因此，在选择皮带作为机器人的传动方式时需要考虑到其优缺点，并根据实际情况进行选择。
3. 链条传动链条传动具有结构简单、寿命长等优点，但同时也存在着噪音大、维护成本高等缺点。
因此，在选择链条作为机器人的传动方式时需要考虑到其优缺点，并根据实际情况进行选择。
工业机器人机械基础与维护-工业机器人的机械结构和运动控制
结构体积
在输出力相同的情况下体 积比气压驱动方式小
体积较大
需要减速装置，体 积较小
2.1 工业机器人的系统组成
操作机
驱动装置
驱动 方式 内容
密封性
液压驱动 密封问题较大
气压驱动 密封问题较小
电气驱动 无密封问题
安全性
防爆性能较好，用液压油 作传动介质，在一定条件下 有火灾危险
防爆性能好，高于1000kPa 时，应注意设备的抗压性
已知末端执行器在参考坐标系中的 初始位姿和目标位姿，求各关节角矢量， 称为逆向运动学，又称为运动学逆解。
机器人再现时，机器人控制器逐点 进行运动学逆解运算，并将矢量分解到 操作机各关节。
2.3 工业机器人的运动控制
奇异点
在运动学逆解时，如果得不到唯一解时，即 方程为无解或多解时，就是一个奇异点位置。
动器需要统一安装
独立式
电源和驱动电路集成一体，每一轴的 驱动器可独立安装和使用
2.1 工业机器人的系统组成
控制系统
3）上级控制器
用途
机器人与机器人、机器人与行走装置的协同作业控制 机器人与数控机床、机器人与其他机电一体化设备的集中控制 机器人的调试、编程
形式
PC机：一般的机器人编程、调试和网络连接操作 CNC：机器人和数控机床结合，组成柔性加工单元（FMC） PLC：自动化生产线等设备
缺点：
系统控制缺乏灵活性 控制危险容易集中 出现故障，影响面广，后果严重 系统实时性差 连线复杂，会降低系统的可靠性
2.1 工业机器人的系统组成
控制系统
2）主从式控制系统
主从控制方式是采用主、从两级处理器实现系统的全部控制功能。主CPU实 现管理、坐标变换、轨迹生成和系统自诊断等；从CPU实现所有关节的动作控制。
工业机器人的基本组成结构
工业机器人的基本组成结构It was last revised on January 2, 2021工业机器人的基本组成结构工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或者多自由度机器人，它的出现是为了解放人工劳动力、提高企业生产效率。
工业机器人的基本组成结构则是实现机器人功能的基础，下面一起来看一下工业机器人的结构组成。
工业机器人，现代工业机器人大部分都是由三大部分和六大系统组成。
1.机械部分机械部分是机器人的血肉组成部分，也就是我们常说的机器人本体部分。
这部分主要可以分为两个系统：（1）驱动系统要使机器人运行起来，需要各个关节安装传感装置和传动专治，这就是驱动系统。
它的作用是提供机器人各部分、各关节动作的原动力。
驱动系统传动部分可以是液压传动系统、电动传动系统、气动传动系统，或者是几种系统结合起来的综合传动系统。
（2）机械结构系统工业机器人机械结构主要由四大部分构成：机身、臂部、腕部和手部，每一个部分具有若干的自由度，构成一个多自由的机械系统。
末端操作器是直接安装在手腕上的一个重要部件，它可以是多手指的手爪，也可以是喷漆枪或者焊具等作业工具。
2.感受部分感受部分就好比人类的五官，为机器人工作提供感觉，帮助机器人工作过程更加精确。
这部分主要可以分为两个系统：（1）感受系统感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，用于获取内部和外部环境状态中有意义的信息。
智能传感器可以提高机器人的机动性、适应性和智能化的水准。
对于一些特殊的信息，传感器的灵敏度甚至可以超越人类的感觉系统。
（2）机器人-环境交互系统机器人-环境交互系统是实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。
工业机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配单元等。
也可以是多台机器人、多台机床设备或者多个零件存储装置集成为一个能执行复杂任务的功能单元。
3.控制部分控制部分相当于机器人的大脑部分，可以直接或者通过人工对机器人的动作进行控制，控制部分也可以分为两个系统：（1）人机交互系统人机交互系统是使操作人员参与机器人控制并与机器人进行联系的装置，例如，计算机的标准终端、指令控制台、信息显示板、危险信号警报器、示教盒等。
3、简介机器人系统的组成与结构,包括三大部分、六个子系统
机器人的系统的组成与结构。
一、三大部分三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。
二、六个子系统六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交换系统、人机交换。
1.驱动系统，要使机器人运作起来，各需各个关节即每个运动自由度安置传动装置。
这就是驱动系统。
驱动系统可以是液压传动、气压传动、电动传动、或者把它们结合起来应用综合系统，可以是直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接传动。
2.机械结构传动，工业机器人的机械结构系统由机座、手臂、末端操作器三大部分组成，每一个大件都有若干个自由度的机械系统。
若基座不具备行走机构，则构成行走机器人；若基座不具备行走及弯腰机构，则构成单机器人臂。
手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。
末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件，它可以是二手指或多手指的手抓，也可以是喷漆枪、焊具等作业工具。
3.感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，用以获得内部和外部环境状态中有意义的信息。
智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。
人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧的，然而，对于一些特殊的信息，传感器比人类的感受系统更有效。
4.机器人一环境交换系统是现代工业机器人雨外部环境中的设备互换联系和协调的系统。
工业机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工单元、焊接单元、装配单元等。
当然，也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装置等集成为一个去执行复杂任务的功能单元。
5.人工交换系统是操作人员与机器人控制并与机器人联系的装置，例如，计算机的标准终端，指令控制台，信息显示板，危险信号报警器等。
该系统归纳起来分为两大类：指令给定装置和信息显示装置。
6.控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。
假如工业机器人不具备信息反馈特征，则为开环控制系统；若具备信息反馈特征，则为闭环控制系统。
机器人本体组成
机器人本体组成机器人本体就是机器人的机械部分，又叫操作机，是工业机器人的操作机构，是指工业机器人的原样和自身。
整体机器人还有其它的配套软件和配套设备组成。
机器人本体基本结构由五部分组成：1、传动部件；2、机身及行走机构；3、臂部；4、腕部；5、手部。
机器人本体结构是机体结构和机械传动系统，也是机器人的支承基础和执行机构。
机器人本体的结构特点有：1、工业机器人本体可以简化成各连接杆首尾相连、末端开放的一个开式运动链，机器人本体的结构刚度差，并随空间位置的变化而变化；2、机器人本体的每个连杆都具有独立的驱动器，连杆的运动各自独立，运动更为灵活；一般连杆机构有1-2个原动件，各连杆间的运动是相互约束的。
3、连杆驱动扭矩变化复杂，和执行件位置相关。
对机器人本体的基本要求：自重小：改善机器人操作的动态性能；静动态刚度高：提高定位精度和跟踪精度；增加机械系统设计的灵活性；减小定位时的超调量稳定时间，降低对控制系统的要求和系统造价；固有频率高：避开机器人的工作频率，有利于系统的稳定。
好的机器人本体门槛很高，除了电机、减速机的硬伤之外，好的结构设计也非常难，这就是为什么国内机器人本体做得好的、批量生产一致性很好的机器人厂商很少。
如果能在这个上面有所突破，那就非常有前途。
很多人都认为机器人本体无非是实际各个轴的相对连接，本体制造多样，一般是铸铝。
但是实际上好的机器人本体要复杂得多，会有很多细节的问题：比如说如果让重心降低，性能提升；电机与减速机的装配如何保证精度；本体的制造工艺如何保证一致性，装配如何实际稳定产量；如何解决电机散热问题；如何保证线缆长时间不损坏；如何保证机器人重复定位精度保持稳定；如何提高机器人动作的平滑，特别是低速运行时不会抖动。
第3章3.6 机器人传动系统
工业机器人基础
1
第3章 机器人的机械结构系统
1.13工.1业概机述器人的基本概念 3.2 机器人机身及臂部结构 3.3 机器人腕部结构 3.4 机器人手部结构 3.5 机器人行走结构 3.6 机器人传动系统
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2
3.6 机器人传动系统
2020/2/27
机器人传动系统，是将驱动器输出的运动和动力传送
曲齿圆锥齿轮传动
交错轴斜齿轮传动
蜗轮蜗杆传动 7
3.6 机器人传动系统
1.1 工业机器人的基本概念
平面传动
空间传动
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8
3.6 机器人传动系统
❖ 齿轮链——齿轮传动形式 1.1 工业机器人的基本概念
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一级传动（反向）
二级传动（同向）
三级传动（反向）
一级传动（同向）
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3.6 机器人传动系统
柔轮与刚轮齿面的啮合过程：
1.1 工业机器人的基本概念
2020/ห้องสมุดไป่ตู้/27
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3.6 机器人传动系统
1.1 工业机器人的基本概念
2020/2/27
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3.6 机器人传动系统
2020/2/27
3) 单级谐波齿轮常见的传动形式和应用
①1刚.1轮固工定业—机柔器轮人输的出基本概念
内循环滚珠丝杠
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1-凸键 2、3-反向器 4-丝杠 5-钢珠 6-螺母 7-反向器
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3.2 机器人机身及臂部结构
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丝杠传动举例：
1.1 工业机器人的基本概念
1-电动机； 2-蜗杆； 3-臂架； 4-丝杠； 5-蜗轮； 6-箱体； 7-花键套
第三讲工业机器人的机械结构
第三讲工业机器人的机械结构工业机器人的机械结构是指由各种零部件组成的机器人的主要机械部分，主要包括机械臂、关节和末端执行器等。
1.机械臂：机械臂是工业机器人的核心部件，通常由多个关节构成，类似于人的手臂。
机械臂的关节可分为旋转关节和滑动关节两种。
旋转关节可使机械臂在水平和垂直方向上进行旋转运动，而滑动关节则使机械臂能够进行伸缩和折叠运动，从而实现更灵活的操作。
机械臂的关节通常通过电机、减速器和传动机构来驱动。
2.关节：关节是机械臂各个部分的连接点，是机械臂关节运动的关键部件。
关节通常由关节轴承、驱动装置和连接机构组成。
关节轴承用于支持和旋转机械臂的部分，使其能够自由地在空间中进行运动。
驱动装置则通过电机或液压系统等方式提供动力，使关节能够实现旋转或伸缩运动。
连接机构则用于将关节与机械臂的其他部分连接在一起。
3.末端执行器：末端执行器是机械臂的“手”，负责和外界物体进行接触或操作。
末端执行器的种类多样，常见的有夹子、夹具和吸盘等。
夹子主要用于抓取和握住物体，夹具则用于固定工件，而吸盘则适用于平面物体的吸附。
除了上述三个主要部分，工业机器人的机械结构还包括连接件、支撑结构和保护装置等。
连接件用于连接各个零部件，常见的连接方式有螺纹连接、焊接和固定连接等。
支撑结构用于支撑机器人的整体重量和保持稳定性，在设计上通常考虑到机器人的负载能力和运动范围等因素。
保护装置用于保护机器人免受外部环境和不良因素的影响，例如防尘罩、防撞装置和安全护栏等。
工业机器人的机械结构在设计上需要考虑机器人的负载能力、运动范围、工作精度和可靠性等因素。
随着技术的不断发展，机械结构也在不断改进，尤其是在机械臂的柔性和精度方面。
近年来，出现了一些新的机械结构设计，如平行机构和柔性臂等，以满足不同的应用需求。
总之，工业机器人的机械结构是机器人的骨架和关键部件，其设计直接影响着机器人的运动和操作能力。
随着技术的进步，机械结构也在不断发展和创新，以满足不同领域的自动化需求。
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焊接机器人的系统构成
焊接机器人单体： 机器人本体 控制柜 示教器 焊接电源 接口电路 焊枪
电力电缆 焊丝盘架 变压器 焊枪防碰撞装置 控制电缆 送丝机构
外部装置 工装夹具 扩展设备（外部轴）
以及垂直方向上进 行装配，又称作为业装范围为
定向。
配机器人。 空心球体状Fra bibliotek结构复杂、 定位精度低 、动作直观 性差
结构紧凑、动作灵
定位精度低 、动作直观 性差
作业范围大、动作灵活、
活、占地面积小
能抓取靠近机身的物体、
球坐标型机器人
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关节应坐用标广泛型，机现器在人标准六轴
工业机器人代表
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结构设计
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焊接机器人应用环境
应用环境较为恶劣：
1、强弧光、高温、复杂电磁 2、烟尘、飞溅 3、加工或装配误差 4、焊接热变形、焊件表面状态 5、其它环境因素
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三、焊接机器人结构及传动设计
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基本参数
自由度：6
最大工作半径：1400mm
负载：6kg
重复定位精度：±0.1mm
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机器人定义
美国工业协会（RIA）：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工 具或者专用装置，通过可编程动作来执行各种任务，并具有编程 能力的多功能机器手。这个定义实际上针对的是工业机器人。
日本工业机器人协会（JIRA）：机器人是一种带有存储器件和末端操作器的通 用机械，他能通过自动化的动作代替人类劳动。
不能抓取靠 近立柱或地 面上的物体
灵活性差、 占地面积较
大
直角坐标型机器人
作业范围为 立方体状
位置精度高
结构庞大、 动作范围小
圆位控柱制置精简坐单度标、高型，占机地运器动面人积直观小、、
运动求作解业简范围廉为价、应用广泛 单空心球体状
适用于平面定位S，CARA型机三 平器个面人内转动进关行定节可位和在
的闭环结构机器人，
1978年澳大利亚著名机构 教授Hunt提出把6自由度 Stawart平台作为机器人结 构。图为Adept公司的
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Quattro并联机器人。
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应用多样化
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二、焊接机器人及系统特征
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工业机器人一般结构
1、三大部分 机械本体、传感器部分、控制部分
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工业机器人历史背景
西周偃师制造能歌善舞的伶人
1962年：美国研制出第一台工业机器人 鲁班制造木鸟，三日不下
1965年：美国使用第一台点焊机器人 捷克作家卡雷尔.恰佩克在小说中
1984年：全世界机器人使用量8万台
（罗莎姆 的万能机器人）中首次 提出Robot
1998年：美国拥有8万台，德国拥有7万台，分别占世界机器人总数的
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典型关节自由度种类及图形符号
即每一个关 节均有一个 驱动器驱动 。
工业机器人操 作臂的关节常 为单自由度主 动运动副。
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五种坐标形式的机器人
多做成楼门 式，框架式 ，用于搬运
一个移动关节，用 于完成手抓在垂直 平面方向上的运动
作业范围为圆 柱形状
水平面内具有良好 的柔顺型，且动作 灵活、速度快、定 位精度高。
为复杂，但随着计算机技术的发展和控制算
手臂控制机器人末端焊枪的位姿，想要法达的到完善任，目意前位已经姿比，较成需熟要了 3个自
，这标志着工业机器人技术 已经成熟。PUMA至今仍然 工作在第一线
1979年日本山里大学牧野洋发明发 明了平面关节（SCARA）型机器人 ，该机器人此后在装配作业中得到 广泛应用。
并联机器人定义：运动平台和
基座间至少有两根活动连杆连
接，具有2个或2个以上自由度
1965年英国高级工程 师Stewart提出了 Stewart平台，推动了 对并联机器人的研究
日本著名学者加藤一郎：机器人三要素 1、具有脑、手、脚等要素的个体；2 、具有非接触传感器和接触传感器。3、具有用于平衡和定位的传感器。
机器人三大特征：拟人功能，可编程，通用性
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机器人分类
第一代机器人：能试教-再现的工业机器人 第二代机器人：可感知周围环境，进行反馈控制。 第三代机器人：智能机器人，能够逻辑推断、判断、决策等 第四代机器人：情感类机器人，具有人类情感。
南京熊猫电子装备限公司 熊猫机器人
主讲: 张亚 二〇一五年七月十一日
本培训内容解释权归南京熊猫电子装备所有
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主要内容
1、工业机器人的历史背景及应用的多样化
2、焊接机器人及系统特征
3、焊接机器人结构及传动设计
4、外部轴和变位机
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2
一、工业机器人的历史背景和应用的多样化
15%和13%，日本一直占有60%。
50年的发展：广泛用于汽车制作业、毛皮制作、机械
加工、焊接、热处理、装配、检测、上下料等。
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标志性机器人
1973年世界上机器人和 小型计算机第一次携手
合作，诞生了美国 Cincinnati Milacron公司 的机器人T3。
1979年美国Unimation公司 推出通用工业机器人PUMA
结构分类：手臂和手腕
1、手臂设计
这的由、所显其占种位于工以而整空形移三作控易体间式，个精制见尺的的从关度起的寸比手而节高来，变值圆移在结不撞臂确都，也比大减柱 动 工 构 太 ，是 定是 因 较 如 ， 小坐形作尺灵因通了移为为说并，标式空寸活此过机动三简，且工式的间好，一控器关个单其导作的组的计工般球节自构制人节关，运致速手合位算作应坐组身，关位来臂来最干三焊，节但动工度臂运置，过用标成所使节姿进结说快涉个枪故没其需作也，动，但程于式，占整式调行构，的；互的其有不要空较是来这是中搬手这空体手整设。其，其相空结耦足导间慢运确种操容运臂种间机臂，计关对并结垂间构合之轨与用定构作易机是构减构是这的节于且构直位刚运处，结关腕型起和器由型小灵由种，型确在紧方置度动也这构节部工来其人两的，活三构其的定工凑向，大，是使所的作有他个设然性个型灵手工作，转速些物转计而变转方感臂作时操动度体动方移差动案来相空手作形较发关案动，关是自对间臂灵式快生节使关目节运于其内几活和，碰和其节前来用人它的乎，一结需应实仿或构任不工个构要用现生类型意存作移紧导不末学人的位在空动凑轨多端理的手姿任间关，结的论手臂是何与 自身结构体积的比值是最大的；虽然控制较