工业机器人传动机构——雅马哈机器人

工业机器人常见的传动机构形式可以分为直线传动和旋转传动机构两种，其中直线传动机构可以通过齿轮齿条、丝杠螺母等传动元件将旋转运动转换成直线运动，也可以由直线驱动电机驱动，或是直接由气缸或液压缸的活塞产生。而机器人的旋转传动机构则一般是齿轮链、同步皮带和谐波齿轮等等。

　　在用途方面，我们使用旋转传动机构的目的是将电机的驱动源输出的较高转速转换成较低转速，并获得较大的力矩。而直线传动方式则多用于直角坐标机器人的X、Y、Z向驱动、圆柱坐标结构的径向驱动和垂直升降驱动，以及球坐标结构的径向伸缩驱动。

　　一. 直线传动机构

　　直线传动机构一般又分为：①齿轮齿条装置；②滚珠丝杠；

　　① 齿轮齿条装置

　　通常齿条是固定的。齿轮的旋转运动转换成托板的直线运动。

　　优点：结构简单。

　　缺点：回差较大。

　　② 滚珠丝杠

　　在丝杠和螺母的螺旋槽内嵌入滚珠，并通过螺母中的导向槽使滚珠能连续循环。

　　优点：摩擦力小，传动效率高，无爬行，精度高

　　缺点：制造成本高，结构复杂。

　　自锁问题：理论上滚珠丝杠副也可以自锁,但是实际应用上没有使用这个自锁的,原因主要是：可靠性很差，或加工成本很高；因为直径与导程比非常大，一般都是再加一套蜗轮蜗杆之类的自锁装置。

　　二. 旋转传动机构

　　旋转传动机构一般又分为：①齿轮链；②同步皮带；③谐波齿轮；

　　① 齿轮链

　　（1）转速关系

　　（2）力矩关系

　　② 同步皮带

　　同步带是具有许多型齿的皮带，它与同样具有型齿的同步皮带轮相啮合。工作时相当于柔软的齿轮。

　　优点：无滑动，柔性好，价格便宜，重复定位精度高。

　　缺点：具有一定的弹性变形。

　　③ 谐波齿轮

　　谐波齿轮由刚性齿轮、谐波发生器和柔性齿轮三个主要零件组成，一般刚性齿轮固定，谐波发生器驱动柔性齿轮旋转。主要特点：

　　(1) 传动比大，单级为50—300。

　　(2) 传动平稳，承载能力高。

　　(3) 传动效率高,可达70%—90%。

　　(4) 传动精度高,比普通齿轮传动高3—4倍。

　　(5) 回差小，可小于3’。

　　(6) 不能获得中间输出，柔轮刚度较低。

　　谐波传动装置在机器人技术比较先进的国家已得到了广泛的应用。仅就日本来说，机器人驱动装置的60％都采用了谐波传动。

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