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　　一分鐘看懂工業機器人的傳動器機構！

　　國際金屬加工網

　　先進制造 ◇ 系列技術講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機器人金融行業典型研討會

　　近年來，得益于工業機器人市場的快速產業發展，中國體育運動控制金融行業步入到一個快速產業發展的階段。而下游需求的進一步釋放，也帶動上游的高速產業發展，包括直角護木、滾珠軸承傘翼、曲軸輪軸、液（氣）壓缸、曲軸、減速器等傳動器核心零組件也出現訂單大幅增長的趨勢，整個大疆金融行業市場呈現出朝氣蓬勃的產業發展姿態。

我們都知道，工業機器人的驅動力源透過傳動器組件來驅動力下肢的終端或旋轉，從而同時實現機身、手臂和手腕的體育運動。因而，傳動器組件是構成工業機器人的重要組件。而根據傳動器類型的不同，傳動器組件能分為兩大類：直角傳動器機構和旋轉傳動器機構。今天，SIMM小編將和大家一起來深入學習了解。

　　直角傳動器機構

　　工業機器人常用的直角傳動器機構能直接由汽缸或油壓缸和噴嘴產生，也能選用曲軸輪軸、滾珠軸承傘翼螺栓等傳動器組件由旋轉體育運動切換得到。

　　1、終端下肢護木

　　在體育運動過程中終端下肢護木能起到保證位置精度和導向的作用。

　　終端下肢護木有五種：普通翻轉護木、油壓拉蘇特蘭翻轉護木、油壓靜壓翻轉護木、狀態參數護木和慢速護木。

　　目前T6670慢速護木在工業機器人中應用最為廣泛，如圖2-15所示為包容式慢速護木的結構，用車軸座車軸，能方便快捷地與任何平面相連，此時套筒必須是開式的，嵌入在滑枕中，既增強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，當曲軸旋轉時，曲軸軸連同拖板沿輪軸路徑做直角體育運動。這樣，曲軸的旋轉體育運動就切換成拖板的直角體育運動。拖板是由導桿或護木車軸的，該器的回差較大。

　　3、滾珠軸承傘翼與螺栓

　　在工業機器人中經常選用滾珠軸承傘翼，這是因為滾珠軸承傘翼的空氣阻力很小且體育運動響應速度快。

　　由于滾珠軸承傘翼螺栓的螺旋槽里放置了許多滾珠軸承，傘翼在傳動器過程中所受的是慢速空氣阻力，空氣阻力較小，因而傳動器工作效率高，同時可消除低速體育運動時的爬行現象；在裝配時施加一定的加強型力，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過研磨的側板循環往復傳達體育運動與動力，滾珠軸承傘翼的傳動器工作效率能達到90%。

　　4、液（氣）壓缸

液（氣）壓缸是將油壓泵（空壓機）輸出的壓力能切換為機械能、做直角往復體育運動的執行組件，使用液（氣）壓缸能容易地同時實現直角體育運動。液 （氣）壓缸主要由缸筒、缸 蓋、噴嘴、噴嘴桿和密封器等組件構成，噴嘴和缸筒選用精密翻轉配合，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，從而同時實現直角體育運動。透過調節步入液 （氣）壓缸油壓油（冷卻水）的流動路徑和流量能控制液（氣）壓缸的體育運動路徑和速度。

　　旋轉傳動器機構

一般電動車機都能夠直接產生旋轉體育運動，但其輸出加速度棒果明確要求的加速度小，轉速比明確要求的轉速高，因而需要選用曲軸、皮帶傳送器或其他體育運動傳動器機構，把較高的轉速切換成較高的轉速，并獲得較大的加速度。體育運動的傳達和轉換必須高工作效率地完成，并且不能有損于機器人系統所需要的特性，包括功能定位精度、重復功能定位精度和可靠性等。透過下列傳動器機構能同時實現體育運動的傳達和切換。

　　1、曲軸副

　　曲軸副不但能傳達體育運動角位移和角速度，而且能傳達力和加速度，一個曲軸裝到輸出軸上，另一個曲軸裝到輸出軸上，能得到曲軸的齒式與其轉速成反比 [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、扁枝傳動器器

　　在工業機器人中扁枝傳動器主要用來傳達平行軸間的體育運動，同步傳送帶和帶輪的接觸面都制成相應的減速機，靠嚙合傳達功率。齒的節距用孔穎草帶 輪時的圓節距t表示。

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

　　扁枝傳動器的優點：傳動器時無翻轉，傳動器比準確，傳動器平穩；速比范圍大；初始拉力小；軸與軸承不易過載。但是，這種傳動器機構的制造及安裝明確要求嚴格，對帶的材料明確要求也較高，因而成本較高，扁枝傳動器適合于電動車機和高減速比減速器之間的傳動器。

　　3、 增益曲軸

　　目前工業機器人的旋轉下肢有60%~70%都使用增益曲軸傳動器。

　　增益曲軸傳動器由剛性曲軸、增益發生器和柔性曲軸三個主要零件組成。

　　工作時，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沿剛性曲軸的內齒圈3旋轉。柔性曲軸比剛性曲軸少兩個齒，所以柔性曲軸沿剛性曲軸每轉一圈就反向轉過兩個齒的相應轉角。

諧波發生器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，增益發生器驅動力柔性曲軸旋轉并使之發生塑性變形。旋轉時，柔性曲軸的橢圓形端部只有少數齒與剛性曲軸嚙合，只有這樣，柔性曲軸才能相對于剛性曲軸自由地轉過一定的角度。通常剛性曲軸固定，增益發生器作為輸出端，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。假設剛性曲軸有100個齒，柔性曲軸比它少兩個齒，則當增益發生器轉50圈時，柔性曲軸轉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、 擺線針輪傳動器減速器

擺線針輪傳動器是在針擺傳動器基礎上產業發展起來的一種新型傳動器方式，20世紀80年代日本研制出了用于機器人下肢的擺線針輪傳動器減速器，圖2-21所示為擺線針輪傳動器簡圖。

　　它由漸開線圓柱曲軸行星減速機構和擺線針輪行星減速機構兩部分組成。漸開線行星輪6與曲柄軸 5連成一體，作為擺線針輪傳動器部分的輸出。如果漸開線中心輪7順時針旋轉，那么，漸開線行星曲軸在公轉 的同時還逆時針自轉，并透過曲柄軸帶動擺線輪做平面體育運動。此時，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的同時，還將反路徑自轉，即順時針旋轉。同時，它透過曲柄軸推動行星架輸出機構順時針旋轉。

　　( 文章來源：互聯網 )

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