機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)

1、1、定義：腕部是臂部和手部的連接件，起支承手部和改變手部姿態(tài)的作用。2、手腕的自由度：為了使手部能處于空間任意方向， 要求腕部能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間三個(gè)坐標(biāo)軸 X、Y、Z的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這便是腕部運(yùn)動(dòng)的三個(gè)自由度，分別稱(chēng)為翻轉(zhuǎn)R（ Roll）、俯仰P （ Pitch）和偏轉(zhuǎn)丫（ Yaw ）。并不是所有的手腕都必須具備三個(gè)自由度，而是根據(jù)實(shí)際使用的工作性能要求來(lái)確 定。00手腕的仰俯3、手腕的設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕；動(dòng)作靈活、平穩(wěn)，定位精度高；強(qiáng)度、剛度高；與臂部及手部的連接部位的合理連接結(jié)構(gòu)，4、手腕的分類(lèi)（1）二自由度手腕：可以由一個(gè)R關(guān)節(jié)和一個(gè)B關(guān)節(jié)聯(lián)合構(gòu)成BR 現(xiàn)，但不能由兩個(gè) RR關(guān)節(jié)構(gòu)成二自由

2、度手腕， 起到單自由度的作用。傳感器和驅(qū)動(dòng)裝置的合理布局及安裝等。關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)，或由兩個(gè) B關(guān)節(jié)組成BB關(guān)節(jié)實(shí)因?yàn)閮蓚€(gè)R關(guān)節(jié)的功能是重復(fù)的， 實(shí)際上只（2）三自由度手腕: 有R關(guān)節(jié)和 能。(h)B關(guān)節(jié)的組合構(gòu)成的三自由度手腕可以有多種型式，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)、俯仰和偏轉(zhuǎn)功BRR手腕BBR手腕5. 按手腕的驅(qū)動(dòng)方式分： 直接驅(qū)動(dòng)手腕：驅(qū)動(dòng)源直接裝在手腕上。這種直接驅(qū)動(dòng)手腕的關(guān)鍵是能否設(shè)計(jì)和加工出尺寸 小、重量輕而驅(qū)動(dòng)扭矩大、驅(qū)動(dòng)性能好的驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓馬達(dá)。遠(yuǎn)距離傳動(dòng)手腕：有時(shí)為了保證具有足夠大的驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)裝置又不能做得足夠小，同時(shí)也為了減輕手腕的重量，采用遠(yuǎn)距離的驅(qū)動(dòng)方式，可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。M,?2

3、（戶(hù)液壓直接驅(qū)動(dòng)BBR手腕圖例軸IV軸!Hr l/m一=1 * 一r-VflA 一a石1/C二& /軸11遠(yuǎn)距離傳動(dòng)手腕圖例6、典型結(jié)構(gòu)(1)擺動(dòng)液壓缸(又稱(chēng)回轉(zhuǎn)液壓缸)：結(jié)構(gòu)：7固定在轉(zhuǎn)子上，由缸體、隔板、葉片、花鍵套等主要部件構(gòu)成。其中葉片 用花鍵將轉(zhuǎn)子與驅(qū)動(dòng)軸連接，用螺栓2將隔板與缸體連接。工作原理：在密封的缸體內(nèi)，隔板與活動(dòng)葉片之間圍成兩個(gè)油腔， 相當(dāng)油缸中的無(wú)桿腔 和有桿腔。液壓力作用在活動(dòng)葉片的端面上， 對(duì)傳動(dòng)軸中心產(chǎn)生力矩使被驅(qū)-14動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。擺動(dòng)缸轉(zhuǎn)角在270°左右。逬出油HViz5CIriAb起atA AX 1進(jìn) 出 訓(xùn) n -1建；f J1、5rv SLX

4、ISK 'J17/EzZ7U單自由度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)手腕 ：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：機(jī)器人手部的張合是由汽缸驅(qū)動(dòng)的，而手腕的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則由回轉(zhuǎn)液壓缸實(shí) 現(xiàn)。工作原理：當(dāng)擺動(dòng)液壓缸中不同的油將夾緊汽缸的外殼與擺動(dòng)油缸的動(dòng)片連接在一起， 腔中進(jìn)油時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)手腕不同方向的擺動(dòng)。JAMl!A A1回轉(zhuǎn)缸沱一定片；3腕冋轉(zhuǎn)軸1汩一功片；5手部(3)雙回轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動(dòng)手腕：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：另一個(gè)油缸帶動(dòng)手腕作回采用雙回轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動(dòng)， 一個(gè)帶動(dòng)手腕作俯仰運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。定片與固定中心軸聯(lián)結(jié)V-V視圖表示的回轉(zhuǎn)缸中動(dòng)片帶動(dòng)回轉(zhuǎn)油缸的剛體，實(shí)現(xiàn)俯仰運(yùn)動(dòng)；L-L視圖表示回轉(zhuǎn)缸中動(dòng)片與回轉(zhuǎn)中心軸聯(lián)結(jié)，定片與油缸 缸體聯(lián)結(jié)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。血fi訓(xùn)

5、|§滋I n . k. k.I2-4-!S . isii . M塹繆X"wavJRnnlSS'C-C7etfc*1_手韶収-申右軸出=固定中心釉沁_(dá)定片詁一擺動(dòng)回轉(zhuǎn)缸托 動(dòng)片*7_回轉(zhuǎn)軸朋一回轉(zhuǎn)缸(4)輪系驅(qū)動(dòng)的二自由度 BR手腕：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由輪系驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)和俯仰運(yùn)動(dòng)，其中手腕的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由傳動(dòng)軸S傳遞，手腕的俯仰運(yùn)動(dòng)由傳動(dòng)軸B傳遞?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：軸S旋轉(zhuǎn)7錐齒輪副 Z1、Z2 7錐齒輪副Z3、Z4 7手腕與錐齒輪Z4為一體手腕實(shí)現(xiàn) 繞C軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)俯仰運(yùn)動(dòng)：軸B旋轉(zhuǎn)7錐齒輪副 Z5、Z67軸A旋轉(zhuǎn)7手腕殼體7與軸A固聯(lián)7手腕實(shí)現(xiàn)繞 A軸 的俯仰運(yùn)動(dòng)附加回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：軸S不轉(zhuǎn)而B(niǎo)軸回轉(zhuǎn)7錐齒輪 Z3不轉(zhuǎn)7錐齒輪Z3、Z4相嚙合7迫使Z4繞C軸線(xiàn)有 一個(gè)附加的自轉(zhuǎn)，即為附加回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。附加回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在實(shí)際使用時(shí)應(yīng)予以考慮。必要時(shí)應(yīng)加以利用或補(bǔ)償。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：該機(jī)構(gòu)為由齒輪、鏈輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的偏轉(zhuǎn)、 俯仰和回轉(zhuǎn)三個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的手腕 結(jié)構(gòu)。U2 B2 2XI*11 一回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：Z10/Z23、Z23/Z11 7錐齒輪副 Z12、Z13 錐齒輪副 Z14、Z15為一體7手腕實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸S旋轉(zhuǎn)7齒輪副Z15 7手腕與錐齒輪俯仰運(yùn)動(dòng)：Z24/Z21 , Z21/Z22 7齒輪畐Z20、Z16 7齒輪畐Z16、Z1719固聯(lián)7實(shí)現(xiàn)手腕的俯仰軸B旋轉(zhuǎn)7齒輪副7齒輪副Z17