工業機器人主要組成部分及諧波減速器的應用

了解工（gōng）業機器人（rén）的應（yīng）用，其組件是有益（yì）的。它可以代替重複性的機械操作，效率高。是一種靠自身（shēn）動力和（hé）控製能力實現各種功（gōng）能的機（jī）器！

工業機器人一般用於工業製造，如汽車製（zhì）造、電器（qì）、食品等。，可以（yǐ）高效率的代替重複性的機械操作。它是一種依靠（kào）自身的動力和控製能力實現各種（zhǒng）功能（néng）的機器。它可以由（yóu）人來（lái）指揮，也可以按照（zhào）預先編製好的程序運行。現在我們介紹（shào）一下工業機器人的主要部（bù）件（jiàn）。

1、主體（tǐ）

即（jí）主框架和執行機構，包括手臂（bì）、手腕和手。有些機器人也有行走機（jī）構。工業機器人有6個自由（yóu）度以上，其（qí）中手腕（wàn）通常有1 ~ 3個自由（yóu）度；驅動係統（tǒng）包括動（dòng）力裝置和傳動機構，用於使執行（háng）機構產生相（xiàng）應的動（dòng）作；控（kòng）製係（xì）統根據輸入程序向驅動係（xì）統（tǒng）和（hé）致動器（qì）發送命令信號，並控製它們。

2.傳動係統

工業機器人的驅動係（xì）統按動力源可分為液壓、氣動和電動三大類。根據需要，這三種基（jī）本類型還可以組合成複合驅動（dòng）係統。這三種基本驅動係統各有特點。目前主流是電傳動係統。

由於慣性小，大扭矩的交流和DC伺服（fú）電機及（jí）其配套的伺（sì）服驅動器(交流變頻器、DC脈寬調製（zhì）器)被廣泛使用。這種係統不（bú）需要能量轉換，使用方便，控製靈活。大多（duō）數電機都需要配備一個精密（mì）的傳動機構:減速器（qì）。

齒輪速度轉換器用於將電機的轉數減慢到所需的轉數，並（bìng）獲得較大的扭矩，從而降低轉速，增加扭矩。負載較大時，盲目（mù）增加伺服電機的功率並不劃算，可以在合（hé）適的轉速範圍內通過減速器增加（jiā）輸出扭矩（jǔ）。

另外，伺服電機在低頻運行下容易發熱和低頻振動，長時間重複工作不利於保證其準確可靠（kào）運行。精密減速電機的存在使得伺服電機（jī）以合適的（de）速度運行（háng），提高了（le）機械體的剛性，輸出更大的扭矩。現在減速器主要有兩種:諧波減速（sù）器和RV減速器。

諧波減速器的原理:

諧波（bō）作為（wéi）減速器，通常采用主動波發（fā）生器、固定剛性輪和柔性輪輸出的形式。當波浪發（fā）生器安裝在柔性輪內圓時，柔性輪受力彈性變形為橢圓（yuán）形，使得柔性（xìng）輪長軸處的柔性輪齒插入剛性輪的齒槽中，柔性輪（lún）處於完全齧合狀（zhuàng）態；而短軸處的兩個輪（lún）子的齒是完全不接觸的，所以處於脫（tuō）離狀態。在齧合和脫離（lí）的過程之間，處於齧合或齧合狀態。當造波機不（bú）斷轉動時，迫使柔輪不斷變形，使（shǐ）兩輪的輪齒在齧合、咬合、咬合、脫開的過程中改變工作狀（zhuàng）態，產生所謂的錯齒運動，從而實現主動造波（bō）機與柔（róu）輪之間的運動傳遞。

諧波減速（sù）器（qì）的特性:

1)精（jīng）度高:多齒同時在180度對稱的兩個位置齧合，因（yīn）此齒輪節（jiē）距誤差和累積節距誤差對旋（xuán）轉精度的影響比較平均，可以獲得（dé）極高（gāo）的位置精度和旋轉精度。

2)傳動比大:單（dān）級諧波齒輪傳動的（de）傳動比可達i=30~500，結構（gòu）簡單（dān）。同一軸上的（de）三個基本（běn）零件可以實（shí）現高減速比（bǐ）。

3)承載能力高:諧波傳（chuán）動中，齒與齒之間的齧合是麵接觸，同（tóng）時齧合（hé）的齒數比較多，所以（yǐ）單位麵積載荷小，承載能（néng）力比其他傳動形式高（gāo）。

4)體積小、重量輕:與普通齒輪裝置相比，體積和重量可大大減小，實現（xiàn）小型化（huà）、輕量化。

5)傳（chuán）動效率高，使用壽（shòu）命長。

6)傳動平穩，無（wú）衝擊，噪音低。

3.控製係（xì）統

機器人控製係統是機器人的（de）大腦，是決定機器人功能和性能（néng）的（de）主要因素。工業機器人技術工業（yè）機器人控製技術的主要任務是控製工業機器人在工作空間內的（de）運動位置、姿態和軌（guǐ）跡（jì）、操作順序和動作時間（jiān）。具有編程簡單、軟件菜單操作、人機界麵友好、在線操作提示、使用方便等特點。

控製器是機器人（rén）的核心，國外公司對我國實行嚴格封鎖。近（jìn）年來，隨著（zhe）微電子技術的發展，微處理（lǐ）器（qì）的性能越來越高，而價格越來越（yuè）便宜。目前市場上已經出現了1-2美元價格的32位微處理器。

高性價比的微處理器為機器（qì）人控製器帶來（lái）了新的發展機遇，使得開發低（dī）成本高性能的機器人（rén）控（kòng）製器成為可能。為了保證係統有足夠的（de）計算（suàn）和存儲能（néng）力，目前，大多數機器（qì）人控（kòng）製器都有很強的計算能力。ARM係列（liè），DSP係列，POWERPC係列，Intel係列等芯片。

另外，由於現（xiàn）有通用芯片的功能和性能在價格、性（xìng）能、集成度、接口等方麵都不（bú）能完（wán）全滿足某些機器人係統（tǒng）的要求，因此機器人係統需（xū）要（yào）SoC(Systemon Chip)技術。將特定的處理（lǐ）器與所需的（de）接口集成在（zài）一起，可（kě）以簡化係統外圍電路的設計，減小係統的體（tǐ）積（jī），降低成本。

例如，Actel在其FPGA產品上集成了NEOS或ARM7的處（chù）理器內核，形成了完整的SoC係統。在機器人運動控製器方麵，其研究（jiū）主要集中在美國和日本，並有（yǒu）成熟的產品，如美國的DELTATAU公司、日本的李鵬株式會社等。其運動控製器以（yǐ）DSP技術為核心，采用基（jī）於PC的（de）開放式結構。

4.末端執行器

末端執行器（qì）是連（lián）接到操縱器最（zuì）後一個關（guān）節的組件。它通常用於（yú）抓取物體（tǐ），與其他機構連接並執行所（suǒ）需的任務。機器人一般不設計也不賣末端執行器。在大多數情況下，它們隻提供一個簡（jiǎn）單的抓手。通常，末端（duān）執行器安裝在機器人6軸的法蘭上，完成（chéng）給定環境下的任務，如焊接、噴漆、塗膠和零件裝卸等。，都是需要機器人來完成的任務。