第3章3.6-机器人传动系统ppt课件.ppt

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1、工业机器人基础1第3章机器人的机械结构系统3.1概述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2调速。工作单元往往和驱动器速度不一致，利用传动机构达到改变输出速度的目的。调转矩。调整驱动器的转矩使其适合工作单元使用。改变运动形式。驱动器的输出轴一般是等速回转运动，而工作单元要求的运动形式则是多种多样的，如直线运动、螺旋运动等，靠传动机构实现运动形式的改变。动力和运动的传递和分配。用一台驱动器带动若干个不同速度、不同负载的工作单元。功用机器人传动系统，是将驱动器输出的运动和动力传送到工作单元的一

2、种装置。3机械传动流体(液体、气体)传动电气传动传动类型：齿轮传动齿轮链、谐波减速器、RV减速器、齿轮齿条丝杠传动普通丝杠、滚珠丝杠连杆传动带传动、链传动。。。。。。。。。等等传动形式：43.6.1齿轮传动一个永磁直流电动机在额定电压下，其空载转速不低于5000r/min；假设直接跟直径为7.5cm的车轮连接，则其空转速度是：（5000×0.075×3.14）/60=19.6m/s，适合于“机器人竞速比赛”，但不适合“机器人擂台比赛”。减速选择功率小、转速慢的电动机降低提供给电动机的电压减速，但同时要增大电动机输出的转矩，使用齿轮传动电动机的转速与机器人

3、的速度53.6.1齿轮传动1.齿轮链由两个或两个以上的齿轮组成的传动机构，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。旋转旋转6齿轮传动平面齿轮传动(圆柱齿轮传动)传递平行轴间的运动空间齿轮传动传递相交轴或交错轴间的运动齿轮传动直齿圆柱齿轮传动(轮齿与轴平行)斜齿圆柱齿轮传动(轮齿与轴不平行)人字齿圆柱齿轮传动直齿圆锥齿轮传动斜齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗轮蜗杆传动7平面传动空间传动8二级传动（同向）一级传动（反向）齿轮链——齿轮传动形式一级传动（同向）三级传动（反向）910齿轮机构使用中的两个问题：齿轮链的引入会改变系统

4、的等效转动惯量，减小驱动电机的响应时间，使伺服系统容易控制；在引入齿轮链的同时，由于齿轮间隙误差，会导致机器人的手臂定位误差增加，且引起伺服系统的不稳定性。11齿轮链传动举例：中央空调风管清洗机器人六脚步行机器人123.6.1齿轮传动2.谐波减速器谐波减速器优点：谐波齿轮传动既可用做减速器，也可用做增速器。柔轮、刚轮、波发生器三者任何一个均可固定，其余二个一为主动，另一个为从动。传动比大，且外形轮廓小，零件数目少，传动效率高。效率高达92％~96％，单级传动比可达50~4000。承载能力较高：柔轮和刚轮之间为面接触多齿啮合，且滑动速度小，齿面摩损均匀。柔

5、轮和刚轮的齿侧间隙是可调：当柔轮的扭转刚度较高时，可实现无侧隙的高精度啮合。谐波齿轮传动可用来由密封空间向外部或由外部向密封空间传递运动。13波发生器。波发生器与输入轴相连，对柔轮齿圈的变形起产生和控制的作用。它由一个椭圆形凸轮和一个薄壁的柔性轴承组成。柔性轴承不同于普通轴承，它的外环很薄，容易产生径向变形，在未装入凸轮之前环是圆形的，装上之后为椭圆形。柔轮。柔轮有薄壁杯形、薄壁圆筒形或平嵌式等多种。薄壁圆筒形柔轮的开口端外面有齿圈，它随波发生器的转动而变形，筒底部分与输出轴连接。刚轮。它是一个刚性的内齿轮。双波谐波传动的刚轮通常比柔轮多两齿。谐波齿轮减速

6、器多以刚轮固定，外部与箱体连接。1)谐波减速器结构14152)谐波减速器传动原理齿差：谐波齿轮传动中，刚轮的齿数zG略大于柔轮的齿数zR，其齿数差要根据波发生器转一周柔轮变形时与刚轮同时啮合区域数目来决定。即zG-zR=u。目前多用双波和三波传动。错齿是运动产生的原因。ZGZR16ZGZR变形：波发生器的长度比未变形的柔轮内圆直径大：当波发生器装入柔轮内圆时，迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状，使其长轴处柔轮轮齿插入刚轮的轮齿槽内，成为完全啮合状态；而其短轴处两轮轮齿完全不接触，处于脱开状态。由啮合到脱开的过程之间则处于啮出或啮入状态。当波发生器连续转动时：迫

7、使柔轮不断产生变形，使两轮轮齿在进行啮入、啮合、啮出、脱开的过程中不断改变各自的工作状态，产生了所谓的错齿运动，从而实现了主动波发生器与柔轮的运动传递。17波发生器的旋转方向与柔轮的转动方向相反。18柔轮与刚轮齿面的啮合过程：19203)单级谐波齿轮常见的传动形式和应用①刚轮固定—柔轮输出刚轮固定，以波发生器为主动件，柔轮为从动件，单级减速，结构简单，传动比范围较大，效率较高，应用极广，i=75~500。21②柔轮固定—刚轮输出波发生器主动，单级减速，结构简单，传动比范围较大，效率较高，可用于中小型减速器。22③波发生器固定—刚轮输出柔轮主动，单级微小减速

8、，传动比准确，适用于高精度微调传动装置，i=1.002~1.015