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　　一分鐘看懂工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)器機(jī)構(gòu)！

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　　先進(jìn)制造 ◇ 系列技術(shù)講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機(jī)器人金融行業(yè)典型研討會(huì)

　　近年來，得益于工業(yè)機(jī)器人市場的快速產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中國體育運(yùn)動(dòng)控制金融行業(yè)步入到一個(gè)快速產(chǎn)業(yè)發(fā)展的階段。而下游需求的進(jìn)一步釋放，也帶動(dòng)上游的高速產(chǎn)業(yè)發(fā)展，包括直角護(hù)木、滾珠軸承傘翼、曲軸輪軸、液（氣）壓缸、曲軸、減速器等傳動(dòng)器核心零組件也出現(xiàn)訂單大幅增長的趨勢，整個(gè)大疆金融行業(yè)市場呈現(xiàn)出朝氣蓬勃的產(chǎn)業(yè)發(fā)展姿態(tài)。

我們都知道，工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)力源透過傳動(dòng)器組件來驅(qū)動(dòng)力下肢的終端或旋轉(zhuǎn)，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)身、手臂和手腕的體育運(yùn)動(dòng)。因而，傳動(dòng)器組件是構(gòu)成工業(yè)機(jī)器人的重要組件。而根據(jù)傳動(dòng)器類型的不同，傳動(dòng)器組件能分為兩大類：直角傳動(dòng)器機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)器機(jī)構(gòu)。今天，SIMM小編將和大家一起來深入學(xué)習(xí)了解。

　　直角傳動(dòng)器機(jī)構(gòu)

　　工業(yè)機(jī)器人常用的直角傳動(dòng)器機(jī)構(gòu)能直接由汽缸或油壓缸和噴嘴產(chǎn)生，也能選用曲軸輪軸、滾珠軸承傘翼螺栓等傳動(dòng)器組件由旋轉(zhuǎn)體育運(yùn)動(dòng)切換得到。

　　1、終端下肢護(hù)木

　　在體育運(yùn)動(dòng)過程中終端下肢護(hù)木能起到保證位置精度和導(dǎo)向的作用。

　　終端下肢護(hù)木有五種：普通翻轉(zhuǎn)護(hù)木、油壓拉蘇特蘭翻轉(zhuǎn)護(hù)木、油壓靜壓翻轉(zhuǎn)護(hù)木、狀態(tài)參數(shù)護(hù)木和慢速護(hù)木。

　　目前T6670慢速護(hù)木在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用最為廣泛，如圖2-15所示為包容式慢速護(hù)木的結(jié)構(gòu)，用車軸座車軸，能方便快捷地與任何平面相連，此時(shí)套筒必須是開式的，嵌入在滑枕中，既增強(qiáng)剛度也方便快捷了與其他組件的連接。

　　2、曲軸輪軸器

曲軸輪軸器中（圖2-16），如果輪軸固定不動(dòng)，當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸軸連同拖板沿輪軸路徑做直角體育運(yùn)動(dòng)。這樣，曲軸的旋轉(zhuǎn)體育運(yùn)動(dòng)就切換成拖板的直角體育運(yùn)動(dòng)。拖板是由導(dǎo)桿或護(hù)木車軸的，該器的回差較大。

　　3、滾珠軸承傘翼與螺栓

　　在工業(yè)機(jī)器人中經(jīng)常選用滾珠軸承傘翼，這是因?yàn)闈L珠軸承傘翼的空氣阻力很小且體育運(yùn)動(dòng)響應(yīng)速度快。

　　由于滾珠軸承傘翼螺栓的螺旋槽里放置了許多滾珠軸承，傘翼在傳動(dòng)器過程中所受的是慢速空氣阻力，空氣阻力較小，因而傳動(dòng)器工作效率高，同時(shí)可消除低速體育運(yùn)動(dòng)時(shí)的爬行現(xiàn)象；在裝配時(shí)施加一定的加強(qiáng)型力，可消除回差。

　　如圖2-17所示滾珠軸承傘翼螺栓里的滾珠軸承經(jīng)過研磨的側(cè)板循環(huán)往復(fù)傳達(dá)體育運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力，滾珠軸承傘翼的傳動(dòng)器工作效率能達(dá)到90%。

　　4、液（氣）壓缸

液（氣）壓缸是將油壓泵（空壓機(jī)）輸出的壓力能切換為機(jī)械能、做直角往復(fù)體育運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行組件，使用液（氣）壓缸能容易地同時(shí)實(shí)現(xiàn)直角體育運(yùn)動(dòng)。液 （氣）壓缸主要由缸筒、缸 蓋、噴嘴、噴嘴桿和密封器等組件構(gòu)成，噴嘴和缸筒選用精密翻轉(zhuǎn)配合，壓力油（冷卻水）從液（氣）壓缸的一端步入，把噴嘴推向液 （氣）壓缸的另一端，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)直角體育運(yùn)動(dòng)。透過調(diào)節(jié)步入液 （氣）壓缸油壓油（冷卻水）的流動(dòng)路徑和流量能控制液（氣）壓缸的體育運(yùn)動(dòng)路徑和速度。

　　旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)器機(jī)構(gòu)

一般電動(dòng)車機(jī)都能夠直接產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)體育運(yùn)動(dòng)，但其輸出加速度棒果明確要求的加速度小，轉(zhuǎn)速比明確要求的轉(zhuǎn)速高，因而需要選用曲軸、皮帶傳送器或其他體育運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)器機(jī)構(gòu)，把較高的轉(zhuǎn)速切換成較高的轉(zhuǎn)速，并獲得較大的加速度。體育運(yùn)動(dòng)的傳達(dá)和轉(zhuǎn)換必須高工作效率地完成，并且不能有損于機(jī)器人系統(tǒng)所需要的特性，包括功能定位精度、重復(fù)功能定位精度和可靠性等。透過下列傳動(dòng)器機(jī)構(gòu)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)體育運(yùn)動(dòng)的傳達(dá)和切換。

　　1、曲軸副

　　曲軸副不但能傳達(dá)體育運(yùn)動(dòng)角位移和角速度，而且能傳達(dá)力和加速度，一個(gè)曲軸裝到輸出軸上，另一個(gè)曲軸裝到輸出軸上，能得到曲軸的齒式與其轉(zhuǎn)速成反比 [式 (2-1)]，輸出加速度與輸出加速度之比等于輸出齒式與輸出齒式之比 [式 (2-2)]。

　　2、扁枝傳動(dòng)器器

　　在工業(yè)機(jī)器人中扁枝傳動(dòng)器主要用來傳達(dá)平行軸間的體育運(yùn)動(dòng)，同步傳送帶和帶輪的接觸面都制成相應(yīng)的減速機(jī)，靠嚙合傳達(dá)功率。齒的節(jié)距用孔穎草帶 輪時(shí)的圓節(jié)距t表示。

式中：n1為開閂轉(zhuǎn)速 (r/min)；n2 為消極輪轉(zhuǎn)速 (r/min);z1為開閂齒式；z2 為消極官亭鎮(zhèn)式。

　　扁枝傳動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)器時(shí)無翻轉(zhuǎn)，傳動(dòng)器比準(zhǔn)確，傳動(dòng)器平穩(wěn)；速比范圍大；初始拉力?。惠S與軸承不易過載。但是，這種傳動(dòng)器機(jī)構(gòu)的制造及安裝明確要求嚴(yán)格，對(duì)帶的材料明確要求也較高，因而成本較高，扁枝傳動(dòng)器適合于電動(dòng)車機(jī)和高減速比減速器之間的傳動(dòng)器。

　　3、 增益曲軸

　　目前工業(yè)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)下肢有60%~70%都使用增益曲軸傳動(dòng)器。

　　增益曲軸傳動(dòng)器由剛性曲軸、增益發(fā)生器和柔性曲軸三個(gè)主要零件組成。

　　工作時(shí)，剛性曲軸6固定安裝，各齒均布于圓周上，具有外齒圈2的柔性曲軸5沿剛性曲軸的內(nèi)齒圈3旋轉(zhuǎn)。柔性曲軸比剛性曲軸少兩個(gè)齒，所以柔性曲軸沿剛性曲軸每轉(zhuǎn)一圈就反向轉(zhuǎn)過兩個(gè)齒的相應(yīng)轉(zhuǎn)角。

諧波發(fā)生器4具有橢圓形輪廓，裝到其上的滾珠軸承用于車軸柔性曲軸，增益發(fā)生器驅(qū)動(dòng)力柔性曲軸旋轉(zhuǎn)并使之發(fā)生塑性變形。旋轉(zhuǎn)時(shí)，柔性曲軸的橢圓形端部只有少數(shù)齒與剛性曲軸嚙合，只有這樣，柔性曲軸才能相對(duì)于剛性曲軸自由地轉(zhuǎn)過一定的角度。通常剛性曲軸固定，增益發(fā)生器作為輸出端，柔性曲軸與輸出 軸相連。

　　式中：z1 為柔性曲軸的齒式；z2 為剛性曲軸的齒式。假設(shè)剛性曲軸有100個(gè)齒，柔性曲軸比它少兩個(gè)齒，則當(dāng)增益發(fā)生器轉(zhuǎn)50圈時(shí)，柔性曲軸轉(zhuǎn)1圈，這樣只占用很小的空間就能得到1∶50的減速比。通常將增益發(fā)生器裝到輸出軸，把柔性曲軸裝到輸出軸，以獲得較大的曲軸減速比。

　　4、 擺線針輪傳動(dòng)器減速器

擺線針輪傳動(dòng)器是在針擺傳動(dòng)器基礎(chǔ)上產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來的一種新型傳動(dòng)器方式，20世紀(jì)80年代日本研制出了用于機(jī)器人下肢的擺線針輪傳動(dòng)器減速器，圖2-21所示為擺線針輪傳動(dòng)器簡圖。

　　它由漸開線圓柱曲軸行星減速機(jī)構(gòu)和擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)兩部分組成。漸開線行星輪6與曲柄軸 5連成一體，作為擺線針輪傳動(dòng)器部分的輸出。如果漸開線中心輪7順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，那么，漸開線行星曲軸在公轉(zhuǎn) 的同時(shí)還逆時(shí)針自轉(zhuǎn)，并透過曲柄軸帶動(dòng)擺線輪做平面體育運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，擺線輪因受與之嚙合的針輪的約束，在其軸線繞針輪軸線公轉(zhuǎn)的同時(shí)，還將反路徑自轉(zhuǎn)，即順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，它透過曲柄軸推動(dòng)行星架輸出機(jī)構(gòu)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

　　( 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) )

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