工業機器人的傳動機構解析

近年來，得益于工業機器人市場的快速發展，中國運動控制行業進入到一個快速發展的階段。而下游需求的進一步釋放，也帶動上游的高速發展，包括直線導軌、滾珠絲杠、齒輪齒條、液（氣）壓缸、齒輪、減速器等傳動核心零部件也出現訂單大幅增長的趨勢，整個運控行業市場呈現出蓬勃向上的發展姿態。

我們都知道，工業機器人的驅動源通過傳動部件來驅動關節的移動或轉動，從而實現機身、手臂和手腕的運動。因此，傳動部件是構成工業機器人的重要部件。而根據傳動類型的不同，傳動部件可以分為兩大類：直線傳動機構和旋轉傳動機構。今天，小編將和大家一起來深入學習了解。

直線傳動機構

工業機器人常用的直線傳動機構可以直接由汽缸或液壓缸和活塞產生，也可以采用齒輪齒條、滾珠絲杠螺母等傳動元件由旋轉運動轉換得到。?

1、移動關節導軌

在運動過程中移動關節導軌可以起到保證位置精度和導向的作用。

移動關節導軌有五種：普通滑動導軌、液壓動壓滑動導軌、液壓靜壓滑動導軌、氣浮導軌和滾動導軌。

目前第五種滾動導軌在工業機器人中應用最為廣泛，如圖2-15所示為包容式滾動導軌的結構，用支承座支承，可以方便地與任何平面相連，此時套筒必須是開式的，嵌入在滑枕中，既增強剛度也方便了與其他元件的連接。

2、齒輪齒條裝置

齒輪齒條裝置中（圖2-16），如果齒條固定不動，當齒輪轉動時，齒輪軸連同拖板沿齒條方向做直線運動。這樣，齒輪的旋轉運動就轉換成拖板的直線運動。拖板是由導桿或導軌支承的，該裝置的回差較大。

3、滾珠絲杠與螺母

在工業機器人中經常采用滾珠絲杠，這是因為滾珠絲杠的摩擦力很小且運動響應速度快。

由于滾珠絲杠螺母的螺旋槽里放置了許多滾珠，絲杠在傳動過程中所受的是滾動摩擦力，摩擦力較小，因此傳動效率高，同時可消除低速運動時的爬行現象；在裝配時施加一定的預緊力，可消除回差。?

如圖2-17所示滾珠絲杠螺母里的滾珠經過研磨的導槽循環往復傳遞運動與動力，滾珠絲杠的傳動效率可以達到90%。

4、液（氣）壓缸

液（氣）壓缸是將液壓泵（空壓機）輸出的壓力能轉換為機械能、做直線往復運動的執行元件，使用液（氣）壓缸可以容易地實現直線運動。液（氣）壓缸主要由缸筒、缸蓋、活塞、活塞桿和密封裝置等部件構成，活塞和缸筒采用精密滑動配合，壓力油（壓縮空氣）從液（氣）壓缸的一端進入，把活塞推向液（氣）壓缸的另一端，從而實現直線運動。通過調節進入液（氣）壓缸液壓油（壓縮空氣）的流動方向和流量可以控制液（氣）壓缸的運動方向和速度。

旋轉傳動機構?

一般電動機都能夠直接產生旋轉運動，但其輸出力矩比所要求的力矩小，轉速比要求的轉速高，因此需要采用齒輪、皮帶傳送裝置或其他運動傳動機構，把較高的轉速轉換成較低的轉速，并獲得較大的力矩。運動的傳遞和轉換必須高效率地完成，并且不能有損于機器人系統所需要的特性，包括定位精度、重復定位精度和可靠性等。通過下列傳動機構可以實現運動的傳遞和轉換。

1、齒輪副

齒輪副不但可以傳遞運動角位移和角速度，而且可以傳遞力和力矩，一個齒輪裝在輸入軸上，另一個齒輪裝在輸出軸上，可以得到齒輪的齒數與其轉速成反比 [式 (2-1)]，輸出力矩與輸入力矩之比等于輸出齒數與輸入齒數之比 [式 (2-2)]。