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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。# x$ j, _8 N2 u9 m
这种结构主要有如下优点:! U0 I! C) s# B! C% A, m* E" b5 ]" a
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;2 y: v- J- ~$ N, u) c' j5 h
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;
1 l* l3 f4 A" B& g( n3、        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:
  n0 P1 J) q1 b. ~& k$ u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;
! c+ E. W9 ]0 q2 k& i; u缺点:
0 T2 s0 Q$ l- ~7 G$ V$ R- j1 v1、        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;% H! x0 f0 J. R* Y% j% O" [7 L
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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:
/ b0 N8 a- p5 [" r' s; M5、6轴电机在小臂内安装,然后通过同步带传递到各轴转动。3 n9 m6 w7 x/ |! ^( Q2 q$ O
这种结构的主要优点:7 x* i& Q: v1 T7 J- g! B$ ?" o) Q
4、5、6的机械传动结构较为简单,易于实现;* D9 l' L' Q% C2 J3 q' J! r
缺点:9 L- \: B1 O+ _9 f2 @. l
1、        电缆穿线较难;5 G% ]; h- j; n
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;
. ?( T& Z+ ~$ g! ?# A& V  p: D3、        不利于实现模块化与系列化设计;
% k6 V- u) _1 j6 F# a; d! x
% c# U5 C+ h9 O. L: h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。
% t4 I: q: M3 J! M4 _优点:4、5、6轴机械传动较为简单;
3 ]: S7 I& @! e4 r缺点:4 l: o( c- I9 h  {  y- a2 t
1、        电缆穿线困难;
  t5 y. S4 a( F- k9 D5 I$ P& u2、        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;  P8 D$ [% `# e5 A
3、        不利于实现模块化与系列化设计;
" S0 @# ]: D- d7 Y' y( L/ o4 r6 T6 C  h4 Q0 Q* I, m4 G
四、第四种机器人结构如右图4:# F  T1 K' M" T2 m& Z
3轴电机也在2轴转壳上,其它与第三种机械传动相似。4 R) Z% T$ Y; M% @6 G
优点:# g7 k( t. Q, E! Z
1、4、5、6轴机械传动较为简单;: x- u& X9 g( M# j7 l
2、运动速度快;$ S/ u9 ]- |8 |
缺点:. ]- A* u- u2 f+ U# D
1、        电缆穿线困难;6 t1 U5 }) T" C+ |1 u' w7 G; V
2、        电机放在小臂内,增加了2、3、4轴电机的扭矩与功率;9 i5 X) M5 z6 E6 s
3、        不利于实现模块化与系列化设计;
/ n  n( m% h5 t) ]7 f4、        运动范围空间减小;
0 D# \0 B: n1 k' P$ e& N5 o, F0 w) H# S5 q8 s

( C4 ~' w: n3 l: Y7 y" o
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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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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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