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楼主: 淡云清风

想设计一款六自由度机器人,现正在纠结机器人的机械结构形式,采用哪种结构好?

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 楼主| 发表于 2013-8-4 13:03:22 | 显示全部楼层
一、目前大负载的机器人的结构大多数是如右图示1:1、2、3轴都是电机直接联接RV减速机;4、5、6轴电机放在3轴壳体上,然后通过齿轮、中空轴、减速机等传递到各轴的转动。
" p' t6 N% F6 @, H这种结构主要有如下优点:$ X& e2 S) }, x- v0 Q+ \3 C* y- Z
1、        三个电机安装在三轴壳体上,可以平衡机器人末端负载的一部分重量,有利于机器人本体的机械结构设计,例在同等负载条件下,2、3轴电机扭矩、功率等可以选择小一点的;
( T9 i; p) R5 \2、        三个电机安装在三轴壳体上,还可以解决机器人电缆穿缆难的问题;
/ y" _) d+ x2 m6 q% _3 b" b& I* l. M$ t3、        三个电机安装在三轴壳体上,便于机器人的模块化设计,有利于实现系列化:
* J$ ]0 W* j6 b+ C, n  m3 c& A3 E例如1:若这三个电机都是130基座的,山洋电机有550瓦和1200瓦两种规格,这样,我们就可以只改变三个电机的功率,而不需要改变机器人的机械结构和任何尺寸,就可以有两种负载的机器人;当然也可以不改变电机的功率,只改变机器人小臂尺寸也可以得到不同负载的机器人。这样设计的好处是显然易见的;
+ d, v+ Q% i! ?6 O9 b- D缺点:
: w0 F/ \9 F( T5 l% f3 L' s; D1、        这种结构设计,使得4、5、6轴的机械传动变得较为复杂,需要多达十对齿轮,且有中空细长轴,机械加工和装配变得较为困难;8 j6 \. A6 Z; q
 楼主| 发表于 2013-8-4 13:04:09 | 显示全部楼层
二、第二种机器人结构如右图2:
8 b1 S* [* I& C+ s5、6轴电机在小臂内安装,然后通过同步带传递到各轴转动。- m# N. U0 N' m
这种结构的主要优点:+ r" E! q7 C$ _; A8 h! S
4、5、6的机械传动结构较为简单,易于实现;
3 @# F( F3 ^" ?3 \% k9 {缺点:  d) W8 w0 |; a% |; F
1、        电缆穿线较难;
6 B3 ?. g0 u  L9 e. L2 |: v. }( K- w" C2、        电机放在小臂内,增加了2、3轴电机的扭矩与功率惯量等;5 i: y9 `" q2 Z
3、        不利于实现模块化与系列化设计;
( J4 ]0 n% p) f8 r# I" @: A* T$ Z/ k" q0 s6 W3 C4 s
三、第三种机器人结构如右图3:4轴通过齿轮传递转动,5轴电机在小臂内,6轴电机直接与减速机联接。
  e& u# D% r5 A* C; T优点:4、5、6轴机械传动较为简单;0 Z* i% t" Z) q: W: o' w. H, `
缺点:
1 p3 U/ I1 d+ T7 Z2 b+ G+ |1、        电缆穿线困难;+ U4 @4 Z/ {. B1 N0 Q2 j
2、        电机放在小臂内,增加了2、3、4轴电机的扭矩与功率惯量等;4 F7 F/ _7 N* _3 T4 v
3、        不利于实现模块化与系列化设计;% D  G# {: _2 u& }$ F- q

% z  E' x+ C! L; S' f+ U: [四、第四种机器人结构如右图4:
9 v' l: |; V4 G+ V/ _3轴电机也在2轴转壳上,其它与第三种机械传动相似。: r* m2 K6 Q+ f1 T
优点:
2 Q  ]. v  Y1 H- ^, r7 g9 Z1、4、5、6轴机械传动较为简单;
# c. N, J9 ~+ m2、运动速度快;$ j+ U$ I  l! k3 E! o
缺点:; R7 E  Q# b) n; j* S
1、        电缆穿线困难;
% X5 t! h  {) q% ]! o; J2、        电机放在小臂内,增加了2、3、4轴电机的扭矩与功率;4 ?' S3 U8 V$ v# W
3、        不利于实现模块化与系列化设计;
. w4 r( K' ~% r! t9 r+ x8 ^8 Z4、        运动范围空间减小;$ O; L) b8 n0 ?& O# n, j$ A8 b7 J0 r

  i3 r# [8 h3 s5 p* O% p) R0 v; O; H6 i; n
 楼主| 发表于 2013-8-4 13:07:47 | 显示全部楼层
以上一、二、三、四对应1楼的1234图片,请大家看看,还各有什么优点和缺点?
发表于 2013-8-6 08:25:44 | 显示全部楼层
坐等学习了  机器人的结构设计最感兴趣 但貌似最没有可变的可能性的一个点
发表于 2013-8-6 11:44:21 | 显示全部楼层
支持,希望早点作出新品,让大家参观参观
发表于 2013-8-6 15:12:35 | 显示全部楼层
学习了,对机器人的结构设计最感兴趣
发表于 2013-8-7 16:29:21 | 显示全部楼层
我喜欢图一的结构
发表于 2013-8-9 10:40:19 | 显示全部楼层
看起来挺漂亮的。
发表于 2013-8-9 15:44:41 | 显示全部楼层
学习了 这东东要多学技术才行
发表于 2013-8-11 10:02:19 | 显示全部楼层
一个在德国机械手公司的同学说,国内目前只能做的4自由度。6自动度不是机械设计的问题,是控制。
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