机器人关节驱动机构

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1.驱动电动机电动机是机器人驱动系统中的执行元件。机器人常采用的电动机有：步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机。焊接机器人图片焊接机器人图片焊接机器人图片焊接机器人图片焊接机器人图片深圳展会机器人图片焊接机器人图片（1）步进电动机经常应用于开环控制系统，特点为具有较大的低速转矩，可不配减速器，直接驱动。主要分为三类：1）永磁式步进电动机：转子由磁性材料制成，具有低力矩、低速度、低成本的特点，一般用于计算机外围设备（打印机、光驱等。）2）变磁阻式步进电动机：没有磁性材料，不通电时，没有保持力矩，也称感应式步进电动机。3）混合式步进电动机：上述两种步进电动机的结合。是目前应用越来越广的一种电动机。步进电动机驱动多为开环控制，控制简单但功率不大，有较好的制动效果，但在速度很低或大负载情况下，可能产生丢步现象，多用于低精度、小功率机器人系统。（2）直流伺服电动机该类电动机在20世纪80年代中期以前被广泛使用，优点是易于控制，缺点是需要定期维护，速度不能太高，功率不能太大。（3）交流伺服电动机转子是永磁的，线圈绕在定子上，没有电刷。线圈中通交变电流。转子上装有码盘传感器。检测转子所处的位置，根据转子的位置，控制通电方向。由于线圈绕在定子上，可以通过外壳散热，可做成大功率电动机。由于没有电刷，可以免维护。目前，该类电动机是机器人上应用最多的电动机。交流伺服电动机结构有以下几点优势：1）实现了位置、速度和力矩的闭环控制，客服了步进电动机失步的问题。2）高速性能好，一般额定转速能达到~r/min。3）抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用。4）低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电动机的步进运行现象。5）电动机加减速的动态相应时间短，一般在几十毫秒之内。6）发热和噪声明显降低。2.关节减速机构为了提高机器人控制精度，增大驱动力矩，一般均需配置减速机。（1）谐波减速机具有传动比大、传动平稳、齿面磨损小而均匀、传动效率和精度高、回差小等优点，常作为机器人手腕关节的减速及传动装置。（2）RV摆线针轮减速机具有传动速比大、同轴线传动、结构紧凑、效率高、刚度好、转动惯量小的优点，但质量较大，适用于作为机器人的第一级旋转关节（腰关节）。机器人是由多轴（关节）组成的，每轴的运动都影响机器人末端的位置和姿态。如何协调各轴运动，使机器人末端完成要求的轨迹，是需要解决的问题。（3）滚动略旋传动（滚珠丝杠）滚动螺旋传动能够实现回转运动与直线运动的相互转换。在一些机器人的直线传动中有螺旋传动的应用。3.关节传动机构大部分机器人的关节是间接驱动的，通常有下列两种形式：（1）链条、钢带链条和钢带的刚度好，是远程驱动的手段之一，而且能传递较大的力矩。（2）平行四边形连杆这种方式的特点是能够把驱动器安装在手臂的根部，而且该结构能够使坐标变换运算变得极为简单。

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