機器人腕部結構

1、機器人腕部結構1定義：腕部就是臂部與手部的連接件，起支承手部與改變手部姿態(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，要求腕部能實現(xiàn)對空間三個坐標軸X、Y、Z的旋轉運動。這便就是腕部運動的三個自由度，分別稱為翻轉 R(Roll)、俯仰P(Pitch)與偏轉 Y(Yaw)。并不就是所有的手腕都必須具備三個自由度，而就是根據(jù)實際使用的工作性能要求來確定。手腕的偏轉腕部坐標系手腕的仰俯手腕的回轉3、手腕的設計要求結構緊湊、重量輕；動作靈活、平穩(wěn)，定位精度高；強度、剛度高；與臂部及手部的連接部位的合理連接結構，傳感器與驅動裝置的合理布局及安裝等。4、手腕的分類(1)二自由度手腕：可以由一個

2、R關節(jié)與一個B關節(jié)聯(lián)合構成BR關節(jié)實現(xiàn)，或由兩個B關節(jié)組成BB關節(jié)實現(xiàn)， 但不能由兩個RR關節(jié)構成二自由度手腕，因為兩個R關節(jié)的功能就是重復的，實際上只起到 單自由度的作用。翻轉1附"卩BR手腕弋偏轉plB 俯仰(b)BB手腕翻轉（C）RR手腕（屬于單自由度）（2）三自由度手腕：有R關節(jié)與B關節(jié)的組合構成的三自由度手腕可以有多種型式，實現(xiàn)翻轉、俯仰與偏轉功能。BBR手腕(h)BRR手腕5、按手腕的驅動方式分直接驅動手腕驅動源直接裝在手腕上。這種直接驅動手腕的關鍵就是能否設計與加工出尺 寸小、重量輕而驅動扭矩大、驅動性能好的驅動電機或液壓馬達。遠距離傳動手腕：有時為了保證具有足夠大的驅

3、動力，驅動裝置又不能做得足夠小，同時也為了 減輕手腕的重量，采用遠距離的驅動方式，可以實現(xiàn)三個自由度的運動。液壓直接驅動BBR手腕圖例軸m / 軸11遠距離傳動手腕圖例6、典型結構 (1)擺動液壓缸(又稱回轉液壓缸):結構：由缸體、隔板、葉片、花鍵套等主要部件構成。其中葉片 用花鍵將轉子與驅動軸連接，用螺栓2將隔板與缸體連接。工作原理：7固定在轉子上在密封的缸體內，隔板與活動葉片之間圍成兩個油腔，相當油缸中的無桿腔與 有桿腔。液壓力作用在活動葉片的端面上，對傳動軸中心產生力矩使被驅動機器人腕部結構軸轉動。擺動缸轉角在 270 °左右。機器人腕部結構機器人腕部結構(2)單自由度回轉運動

4、手腕：結構特點：機器人手部的張合就是由汽缸驅動的，而手腕的回轉運動則由回轉液壓缸實現(xiàn)。工作原理：將夾緊汽缸的外殼與擺動油缸的動片連接在一起，當擺動液壓缸中不同的油腔中進油時，即可實現(xiàn)手腕不同方向的擺動。1冋轉缸扌2定片皿一腕冋轉軸*4 動片；1 手那(3)雙回轉油缸驅動手腕：結構特點：采用雙回轉油缸驅動，一個帶動手腕作俯仰運動，另一個油缸帶動手腕作回轉 運動。V-V視圖表示的回轉缸中動片帶動回轉油缸的剛體，定片與固定中心軸聯(lián)結實現(xiàn)俯仰運動；L-L視圖表示回轉缸中動片與回轉中心軸聯(lián)結，定片與油缸缸體聯(lián)結實現(xiàn)回轉運動。V-V "L-L手韶遼一中心軸：3_固定中心釉沁_定片*5_怪動回桃缸

5、托動片畀一冋轉軸沖一回轉缸(4)輪系驅動的二自由度 BR手腕：結構特點：由輪系驅動可實現(xiàn)手腕回轉與俯仰運動，其中手腕的回轉運動由傳動軸S傳遞,手腕的俯仰運動由傳動軸B傳遞?；剞D運動：軸S旋轉t錐齒輪副 Z1、Z2 t錐齒輪副Z3、Z4 t手腕與錐齒輪 Z4為一體宀手腕實現(xiàn) 繞C軸的旋轉運動俯仰運動：軸B旋轉t錐齒輪副 Z5、Z6t軸A旋轉t手腕殼體7與軸A固聯(lián)t手腕實現(xiàn)繞 A軸 的俯仰運動附加回轉運動：軸S不轉而B軸回轉t錐齒輪 Z3不轉t錐齒輪Z3、Z4相嚙合t迫使Z4繞C軸線有 一個附加的自轉，即為附加回轉運動。附加回轉運動在實際使用時應予以考慮。必要時應加以利用或補償。(5)輪系驅動的三自由度手腕：結構特點：該機構為由齒輪、鏈輪傳動實現(xiàn)的偏轉、俯仰與回轉三個自由度運動的手腕 結構?；剞D運動：軸S旋轉T齒輪副 Z10/Z23、Z23/Z11宀錐齒輪副 Z12、Z13宀錐齒輪副 Z14、Z15 t手腕與錐齒輪 Z15為一體t手腕實現(xiàn)旋轉運動俯仰運動：軸B旋轉t齒輪副 Z24/Z21,Z21/Z22 t齒輪副 Z20、Z16t齒輪副 Z16、Z17 t齒輪副Z17、Z18 t軸19旋轉t手腕殼體與