的静、动载荷,尤其高速运动时将产生较大的惯性力(或惯性力矩),引起冲击,影响定位准确性。臂部一般与控制系统和驱动系统一起安装在机座上。设计臂部时一般要注意以下要求:1)刚度要大,常采用钢管作导向杆,用工字钢或槽钢做支撑板。2)导向性要好,为防止手臂在直移运动中,沿运动轴线发生相对转动,或设置导向装置或设计方形、花键等形式的臂杆。3)偏重力矩要小,所谓偏重力矩就是指臀部的重量对其支承回转轴所产生的静力矩。为提高机器人的运动速度,要尽量减小臂部运动部分的重量,以减小偏重力矩和整个手臂对回转轴的转动惯量。4)运动要平稳、定位精度要高,由于臂部运动速度越高、重量越大,惯性力引起的定位前的冲击也就越大,运动既不平稳,定位精度度也不会高。故应尽量减小臂部运动部分的重量,使结构紧凑、重量轻,同时要采取一定形式的缓冲措施。机器人的手臂主要包括大手臂、支撑滚轮、小手臂升降油缸及手指伸缩用油缸等有关的构件,如传动机构、驱动装置、导向定位装置、支承连接件和位置检测元件等。此外还有与腕部(或手部)连接的有关构件及配管、线等。按手臂的运动形式分,手臂有直线运动的如手臂的伸缩、升降及横向、纵向移动;有回转运动的,如手臂的左右回转,上下摆动(即俯仰);有复合运动的,如直线运动与回转运动的组合,两直线运动的组合,两回转运动的组合等。下面分别介绍手臂的运动机构。1)手臂的直线运动机构实现手臂的往复直线运动的机构形式较多,常见的有:活塞油(气)缸、活塞缸和齿轮齿条机构,丝杠螺母机构以及活塞缸和连杆机构等。为了防止手臂在进行伸缩(或升降)运动时绕轴线转动,保证手指的正确方向,并使活塞杆不受较大的弯曲力矩作用以增加手臂刚性,需采用适当的导向装置。目前常用的导向装置有单导向杆、双导向杆和四导向杆等。在手臂的伸缩运动中,油缸或气缸不能太长,可以采用齿轮齿条传动的增倍机构,使手臂移动的距离和速度按确定助比值增加。[4]
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