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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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发表于 2013-8-2 20:51:55 | 显示全部楼层
6自由度的国内能设计得不少,但都做不好
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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。
% e7 e( L( Y* B) m1 G& V这种结构主要有如下优点:; D8 }+ ?# o9 z3 R5 k
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;4 g# `7 X- A) L) U. p
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;) {9 ^: [2 J/ A/ J# j& Z7 P) m
3、        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:$ o0 ^" U; X7 I* s, Y0 l# p9 w
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+ N9 O! u! m$ Z' z缺点:- E. B1 j& S4 ]$ k% C7 ~
1、        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;0 ?1 g; f% C2 {! M5 c* n& b
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 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:; W; R2 l' m9 ]9 a" k' S4 D
5、6轴电机在小臂内安装,然后通过同步带传递到各轴转动。# @- F1 c5 f( d8 [$ E& p% R  o, b
这种结构的主要优点:4 q. ?: J5 o/ |; N) z
4、5、6的机械传动结构较为简单,易于实现;
, f# p. G( Z$ Y$ T) h缺点:
9 H' ^1 d9 @9 W" W; h7 ^5 J1、        电缆穿线较难;: g, ^% E+ [- y1 Z0 E' k3 M
2、        电机放在小臂内,增加了2、3轴电机的扭矩与功率惯量等;- v) B& e# G4 [4 `' [  k7 j
3、        不利于实现模块化与系列化设计;4 @7 \* D! p: ~8 x. w& t* T+ F* q
- E* ?% F1 D; c4 {! G
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。
" S; B) W  a( u* r& @优点:4、5、6轴机械传动较为简单;
; j9 J: Z2 g5 @( \+ F: {1 c缺点:6 K0 d: l; b" v9 J1 U  x7 ^; T
1、        电缆穿线困难;
' W' Q+ P" O8 J: [7 Y2、        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;
0 o& c* ~; {+ c2 y8 R3、        不利于实现模块化与系列化设计;
* M- @# n" J2 \8 k$ F! R; t1 d
. p% j$ J: |9 U# `- ^5 f4 A9 {四、第四种机器人结构如右图4:! E! d' H8 `0 k. o  u
3轴电机也在2轴转壳上,其它与第三种机械传动相似。4 \% T5 `- L3 [/ A; u! a. O* e4 t  H
优点:
# ?0 F/ L0 O$ Z! J4 r1、4、5、6轴机械传动较为简单;
1 U, _2 j) b% d6 P+ e8 q$ F% L2、运动速度快;) X/ G4 [* E. u
缺点:0 J# a1 M- \1 H9 F) }, b
1、        电缆穿线困难;2 M/ U; l6 z8 k8 j  V
2、        电机放在小臂内,增加了2、3、4轴电机的扭矩与功率;4 z$ W6 B  g) ]: J1 C
3、        不利于实现模块化与系列化设计;
# M6 S4 _+ H- e( ]0 n4、        运动范围空间减小;: d* L- x! r2 V" \
: ]6 [; o6 j$ h; y' A
# g, h1 k0 }: v7 w6 s/ Z
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 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?
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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
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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
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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
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发表于 2013-8-7 16:29:21 | 显示全部楼层
我喜欢图一的结构
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发表于 2013-8-9 10:40:19 | 显示全部楼层
看起来挺漂亮的。
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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
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