固定的或行走的(通常沿导轨移动)。手臂机构形式应根据其自由度数、运动形式、承受的载荷和运动精度要求等因素来确定。对手臂的设计要求有: ①手臂的结构和尺寸应满足机器人完成作业任务提出的工作空间要求。工作空间的形状和大小与手臂的长度、手臂关节的转交范围密切相关。②根据手臂所受载荷和结构的特点,合理选择手臂截面形状和高强度轻质材料;如长采用空心的薄壁矩形框体或圆管以提高其弯曲刚度和扭转刚度,减轻自身的重量。空心结构内部可以方便地安置机器人的驱动系统。③尽量减少手臂重量和相对其关节回转的转动惯量和偏重力矩,以减少驱动装置的负荷;减少运转的动载荷与冲击,提高手臂运动的响应速度。④要设法减小机械间隙引起的运动误差,提高运动的精确性和运动刚度。采用缓冲和限位装置提高定位精度。 4.2. 手臂和机座的典型结构机器人手臂的结构随其机械结构类型和驱动系统类型的不同而有很大差别。在机器人采用的驱动系统中,液压驱动技术比较成熟,具有动力大,易于实现直接驱动等优点;但由于需要能量转换而效率较低,液体易泄漏造成污染等。近年来只用于少数负荷在 1KN 以上大型机器人中。气动驱动系统具有快速、结构简单、价格低、维修方便等特点,但运转平稳性差,难于实现伺服控制,多用于中、小负荷的顺序控制机器人中如冲压上、下料机器人。电动驱动系统由于低惯量、大转矩交直流伺服电机及其配套的伺服驱动器的采用,又具有不需能量转换、使用方便、控制灵活等优点。虽有需配置精密的传动机构、成本较高的缺点,但由于优点较突出,因而在机器人中被广泛选用。典型手臂结构: ①液压驱动圆柱坐标型机器人手臂结构; ②电动机驱动机械传动圆柱坐标型机器人结构; ③ PUMA 机器人手臂结构; ④ SPINE 机器人多节柔性手臂结构; ⑤带谐波减速器的机器人手臂关节结构。图 4-1 为 PUMA 机器人手臂结构。 PUMA 机器人是直流伺服电动机驱动的六自由
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