機器人腕部結(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，要求腕部能實現(xiàn)對空間三個坐標軸X 、Y、Z 的旋轉(zhuǎn)運動。這便是腕部運動的三個自由度，分別稱為翻轉(zhuǎn)R（ Roll ）、俯仰 P（ Pitch ）和偏轉(zhuǎn) Y （ Yaw）。并不是所有的手腕都必須具備三個自由度，而是根據(jù)實際使用的工作性能要求來確定。腕部坐標系手腕的偏轉(zhuǎn)手腕的仰俯手腕的回轉(zhuǎn)3、手腕的設(shè)計要求結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，傳感器和驅(qū)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

2、一個R 關(guān)節(jié)和一個B 關(guān)節(jié)聯(lián)合構(gòu)成BR 關(guān)節(jié)實現(xiàn)，或由兩個B 關(guān)節(jié)組成BB 關(guān)節(jié)實現(xiàn)，但不能由兩個RR 關(guān)節(jié)構(gòu)成二自由度手腕，因為兩個R 關(guān)節(jié)的功能是重復的，實際上只起到單自由度的作用。.BR 手腕BB 手腕RR 手腕（屬于單自由度）（ 2）三自由度手腕：有 R 關(guān)節(jié)和 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，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)、俯仰和偏轉(zhuǎn)功能。BBR 手腕BRR 手腕5.按手腕的驅(qū)動方式分：直接驅(qū)動手腕：驅(qū)動源直接裝在手腕上。 這種直接驅(qū)動手腕的關(guān)鍵是能否設(shè)計和加工出尺寸小、重量輕而驅(qū)動扭矩大、驅(qū)動性能好的驅(qū)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(qū)動力， 驅(qū)動裝置又不能做得

3、足夠小， 同時也為了減輕手腕的重量，采用遠距離的驅(qū)動方式，可以實現(xiàn)三個自由度的運動。.液壓直接驅(qū)動BBR 手腕圖例遠距離傳動手腕圖例6、典型結(jié)構(gòu)（1）擺動液壓缸（又稱回轉(zhuǎn)液壓缸）：結(jié)構(gòu)：由缸體、隔板、葉片、花鍵套等主要部件構(gòu)成。其中葉片7 固定在轉(zhuǎn)子上，用花鍵將轉(zhuǎn)子與驅(qū)動軸連接，用螺栓2 將隔板與缸體連接。工作原理：在密封的缸體內(nèi)，隔板與活動葉片之間圍成兩個油腔，相當油缸中的無桿腔.和有桿腔。 液壓力作用在活動葉片的端面上， 對傳動軸中心產(chǎn)生力矩使被驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動。擺動缸轉(zhuǎn)角在 270左右。（2）單自由度回轉(zhuǎn)運動手腕：結(jié)構(gòu)特點：機器人手部的張合是由汽缸驅(qū)動的，而手腕的回轉(zhuǎn)運動則由回轉(zhuǎn)液壓缸實現(xiàn)。工

4、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。（ 3）雙回轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動手腕 ：結(jié)構(gòu)特點：采用雙回轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動， 一個帶動手腕作俯仰運動， 另一個油缸帶動手腕作回轉(zhuǎn)運動。.V-V 視圖表示的回轉(zhuǎn)缸中動片帶動回轉(zhuǎn)油缸的剛體，定片與固定中心軸聯(lián)結(jié)實現(xiàn)俯仰運動； L-L 視圖表示回轉(zhuǎn)缸中動片與回轉(zhuǎn)中心軸聯(lián)結(jié)，定片與油缸缸體聯(lián)結(jié)實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動。（4）輪系驅(qū)動的二自由度BR 手腕：結(jié)構(gòu)特點：由輪系驅(qū)動可實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)和俯仰運動， 其中手腕的回轉(zhuǎn)運動由傳動軸 S 傳遞，手腕的俯仰運動由傳動軸 B 傳遞。回轉(zhuǎn)運動：軸 S 旋轉(zhuǎn)錐齒輪副 Z1、Z2錐

5、齒輪副 Z3、 Z4手腕與錐齒輪 Z4 為一體手腕實現(xiàn)繞 C 軸的旋轉(zhuǎn)運動俯仰運動：軸 B 旋轉(zhuǎn)錐齒輪副 Z5 、 Z6軸 A 旋轉(zhuǎn)手腕殼體 7 與軸 A 固聯(lián)手腕實現(xiàn)繞 A 軸的俯仰運動附加回轉(zhuǎn)運動：軸 S 不轉(zhuǎn)而 B 軸回轉(zhuǎn)錐齒輪 Z3 不轉(zhuǎn)錐齒輪 Z3、Z4 相嚙合迫使 Z4 繞 C 軸線有一個附加的自轉(zhuǎn)，即為附加回轉(zhuǎn)運動。附加回轉(zhuǎn)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(qū)動的三自由度手腕：結(jié)構(gòu)特點：該機構(gòu)為由齒輪、 鏈輪傳動實現(xiàn)的偏轉(zhuǎn)、 俯仰和回轉(zhuǎn)三個自由度運動的手腕結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)運動：軸 S 旋轉(zhuǎn)齒輪副 Z10/Z23 、Z23/Z11 錐齒輪副 Z12、Z13 錐齒輪副 Z14、Z15手腕與錐齒輪 Z15 為一體手腕實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動俯仰運動：軸 B 旋轉(zhuǎn)齒輪副 Z24/Z21 ，Z21/Z22 齒輪副 Z20、Z16 齒輪副 Z16、Z17齒輪副 Z17 、Z18 軸 19 旋轉(zhuǎn)手腕殼體與軸 19 固聯(lián)實