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1、No.1第五章 机器人的驱动方式第一部分机器人的驱动机构第二部分机器人的驱动方法No.2第五章 机器人的驱动方式液压驱动器气压驱动器 驱动器种类： 电驱动新型驱动器重量、功率重量比 驱动系统性能： 刚度和柔性减速齿轮的使用全液压重载机器人FDP-40型非开挖导向钻机器人No.3第五章 机器人的驱动方式电动机液压驱动器 驱动器种类： 气压驱动器形状记忆金属驱动器磁致伸缩驱动器重量、功率重量比 驱动系统性能： 刚度和柔性减速齿轮的使用No.4第一部分 驱动机构 一、直线驱动机构 二、旋转驱动机构 三、直线驱动和旋转驱动的选用和制动 No.5应用范围直角坐标型（直移型）第一部分 驱动机构No.6应用
2、范围第一部分 驱动机构圆柱坐标型（回转型）No.7应用范围第一部分 驱动机构球坐标型（俯仰型）No.8应用范围第一部分 驱动机构关节型（屈伸型）No.9一、直线驱动机构1、齿轮齿条装置No.101、齿轮齿条装置一、直线驱动机构No.111、齿轮齿条装置一、直线驱动机构1-齿条 2-齿轮 3-工件 齿轮齿条移动式手爪撑竿跳小车 直角坐标机器人 No.122、普通丝杠一、直线驱动机构No.133、滚珠丝杠工作原理一、直线驱动机构No.143、滚珠丝杠滚珠的循环方式一、直线驱动机构No.153、滚珠丝杠滚珠的循环方式一、直线驱动机构No.163、滚珠丝杠特点 传动效率高、摩擦损失小 运动具有可逆性
3、传动精度高 磨损小、寿命长 结构较复杂，成本偏高一、直线驱动机构No.171、齿轮链由两个或两个 以上的齿轮组成 的传动机构，它 不但可以传递运 动角位移和角速 度，而且可以传 递力和力矩。二、旋转驱动机构No.181、齿轮链齿轮的种类与应用二、旋转驱动机构No.19平面直齿轮内啮合齿轮传动两齿轮的转动方向相同外啮合齿轮传动两齿轮的转动方向相反二、旋转驱动机构No.20平面平行轴斜齿圆柱齿轮传动二、旋转驱动机构轮齿与其轴线倾斜一个角度曲 齿 No.21平面人字齿轮传动二、旋转驱动机构由两个螺旋角方向相反的斜齿轮组成No.22空间（圆）锥齿轮传动二、旋转驱动机构用于两相交轴之间的传动曲 线 齿
4、No.23空间交错轴斜齿轮传动二、旋转驱动机构用于传递两交错轴之间的运动No.24平面行星齿轮传动二、旋转驱动机构No.25空间蜗杆传动二、旋转驱动机构用于传递两 交错轴之间的运动 ，其两轴的交错角 一般为90No.261、齿轮链齿轮传动形式二、旋转驱动机构二级传动（同向）一级传动（反向）No.271、齿轮链齿轮传动形式二、旋转驱动机构一级传动（同向）三级传动（反向）No.281、齿轮链齿轮传动形式二、旋转驱动机构齿轮传动比应满足驱动部件与负载之间 的位移、转矩及转速的匹配要求，总传动比 公式为：驱动电机的额定转速负载所需的最大工作转速No.291、齿轮链二、旋转驱动机构No.301、齿轮链二
5、、旋转驱动机构No.311、齿轮链二、旋转驱动机构No.321、齿轮链二、旋转驱动机构齿轮机构使用中的两个问题：齿轮链的引入会改变系统的等效转动 惯量，减小驱动电机的响应时间，使 伺服系统容易控制； 在引入齿轮链的同时，由于齿轮间隙 误差，会导致机器人的手臂定位误差 增加，且引起伺服系统的不稳定性。No.331、齿轮链二、旋转驱动机构各级传动比的最佳分配原则：最小等效转动惯量原则前小后大重量最轻原则前大后小输出轴的转角误差最小原则减速 前小后大，且末端尽量大原则的选择。No.341、齿轮链二、旋转驱动机构中央空调风管清洗机器人 六脚步行机器人 No.352、同步皮带二、旋转驱动机构带传动机构链
6、传动机构No.362、同步皮带二、旋转驱动机构No.372、同步皮带二、旋转驱动机构No.382、同步皮带特点二、旋转驱动机构传动比准确、传动效率高（可达98）； 传动平稳、噪音低； 能高速传动，线速度可达4080m/s； 使用寿命长、维护保养方便； 制造工艺复杂，成本高； 中心距大； 承受冲击； 轴上压力小。No.39二、旋转驱动机构2、同步皮带应用仪器、仪表 计算机行业 汽车行业 纺织机械 粮食机械 机床 石油机械No.40二、旋转驱动机构2、同步皮带设计计算查图查表No.41二、旋转驱动机构2、同步皮带设计计算No.42二、旋转驱动机构2、同步皮带设计计算No.433、谐波齿轮结构二、旋
7、转驱动机构No.44二、旋转驱动机构3、谐波齿轮工作原理No.453、谐波齿轮传动比二、旋转驱动机构No.46二、旋转驱动机构3、谐波齿轮工作特点传动比大 承载能力大 传动精度高 传动平稳基本上 无冲击振动 传动效率较高 结构简单、体积 小、质量小No.47二、旋转驱动机构3、谐波齿轮应用航空航天 工业机器人 化工、冶金 起重运输 汽车行业 纺织机械 粮食机械 机床No.481、驱动方式的选用三、直线驱动和旋转驱动的选用和制动直线驱动：直线气缸是最廉价的 动力源。 旋转关节：目前机器人设计中首 选驱动方式。No.492、制动器 作用：在机器人停 止工作时，保持机 械臂的位置不变， 在电源发生故
8、障时 ，保护机械臂和它 周围的物体不发生 碰撞。 工作方式：失效抱 闸。三、直线驱动和旋转驱动的选用和制动No.50进口机器人焊接手 2、制动器三、直线驱动和旋转驱动的选用和制动码垛机器人 微型机器人脊椎内诊治疾病 No.51第二部分 驱动方法 一、液压驱动器 二、气压驱动器 三、电驱动器直流电动机驱动 步进电动机驱动 直流电源和功率放大器形状记忆合金驱动器 电磁致伸缩驱动器 压电效应驱动器 人工肌肉四、新型驱动器 No.52一、液压驱动1、液压驱动的概念No.53一、液压驱动1、液压驱动的概念医 疗 手 术 台 专 用 标 准 举 升 系 统 No.542、液压驱动系统的特点优点单位面积压力
9、高，体积小，具有大的 推力或转矩； 可压缩性小，工作平稳可靠，位置精 度高； 力、速度和方向易实现自动控制； 具有防锈性和润滑性能，寿命长。一、液压驱动No.552、液压驱动系统的特点缺点油液的粘度随温度变化，影响工作性 能，高温易燃烧爆炸； 易泄漏，造价高； 需要相应的供油系统及滤油装置。一、液压驱动No.562、液压驱动系统的应用一、液压驱动Unimation机器人Versatran机器人No.573、液压装置的构成一、液压驱动No.584、液压油缸一、液压驱动No.594、液压油缸往复式单杆型油缸一、液压驱动单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如 图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口 油口
10、A和B都可通压力油或回油，以实现双向 运动，故称为双作用缸。No.604、液压油缸往复式双杆型油缸一、液压驱动双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出， 如图所示。其组成与单活塞杆液压缸基本相 同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒内 壁之间采用间隙密封。No.614、液压油缸往复式双杆型油缸一、液压驱动No.624、液压油缸一、液压驱动往复式双杆型油缸No.634、液压马达一、液压驱动齿轮马达No.644、液压马达一、液压驱动齿轮马达No.654、液压马达一、液压驱动叶片马达No.664、液压马达一、液压驱动径向柱塞式马达No.674、液压马达一、液压驱动径向柱塞式马达T-马达的输出力矩V-旋转一周排
11、出工作油体积p-出入口压力差-转子角速度Q-工作油流量W-马达输出功率No.685、液压伺服系统一、液压驱动液压伺服系统基本结构No.695、液压伺服系统一、液压驱动液压伺服系统基本结构No.706、电液伺服阀喷嘴挡板伺服阀一、液压驱动No.716、电液伺服阀射流管伺服阀一、液压驱动No.727、摆动油缸一、液压驱动No.737、摆动油缸一、液压驱动No.747、液压伺服马达一、液压驱动滑阀伺服马达No.75二、气压驱动1、气压驱动的概念No.76二、气压驱动2、气压驱动的应用可调缓冲中型系列气缸德国FESTO气缸 No.77二、气压驱动2、气压驱动的应用活塞式气动马达 叶片式气动马达 No.
12、78二、气压驱动采用双气缸的气动卸料机构 2、气压驱动的应用气动夹紧装置气动攻丝机 No.79二、气压驱动2、气压驱动的应用No.80二、气压驱动2、气压驱动的应用六个自由度多功能气动搬运机械手No.812、气压驱动系统的特点优点二 、气压驱动 粘度小，易达到高速； 利用集中站供气，不必添加动力设备； 无污染，安全，可高温作业； 工作压力低，制造要求比液压元件低。No.822、气压驱动系统的特点缺点二、气压驱动 要获得较大的出力，其结构要相对增大 ； 工作平稳性差，速度控制困难，准确的 位置控制难； 很难解决除水问题，零件易生锈； 噪声污染。No.833、气压驱动系统的构成二、气压驱动No.8
13、43、气压驱动系统的构成二、气压驱动No.85单作用 双作用单作用 双作用单活塞杆双活塞杆机械耦合（无杆气缸） 磁性耦合（磁性气缸） 绳索、钢索有活塞杆无活塞杆单活塞双活塞活塞式膜片式平膜式 皮囊汽缸4、汽缸分类二、气压驱动No.864、汽缸普通汽缸二、气压驱动No.874、汽缸普通汽缸二、气压驱动汽缸的平均耗气量：No.884、汽缸无杆汽缸二、气压驱动No.894、汽缸手指汽缸二、气压驱动No.905、气动马达二、气压驱动No.916、气动控制阀二、气压驱动气动控制阀是用来控制和调节压缩空气 的压力、流量和方向的，使气动执行元件 获得要求的力、动作速度和改变运动方向 ，并按规定的程序工作。控
14、制阀按其作用和功能分为压力控制阀 、流量控制阀和方向控制阀三大类。No.926、气动控制阀二、气压驱动No.936、气动控制阀二、气压驱动No.947、气压驱动的控制结构二、气压驱动No.957、气压驱动的控制结构二、气压驱动No.96动力电动机伺服电动机三、电机驱动No.97三、电机驱动 直流电动机一个方向或反向连续旋转、运动连续平 滑、没有位置控制能力； 步进电动机通过脉冲实现步进、单向旋转、每给一个 脉冲实现一个步距、自身有一定的位置 控制能力。No.98三、电机驱动 一般直流电动机和位置反馈、速度反 馈形成一个整体，即直流伺服电机。 直流电动机可利用继电器开关或采用 功率放大器来实现驱
15、动控制。 直流伺服电动机具有启动转矩大、体 积小、重量轻、转速易控制、效率高 等优点，其可达到很大的力矩/重量 比，远高于步进电机。No.99 一、伺服电机的选择 二、电机的转矩特性 三、总传动比的选择 三、电机驱动直流电动机驱动No.100一、伺服电机的选择1.初选电机 能够提供负载所需要的瞬时转矩和 转速 电机的热定额问题，通常以负载的 均方根功率作为确定电机发热功率的 基础No.101一、伺服电机的选择1.初选电机工作在峰值下：工作在变载荷下：额定功率：负载峰值力矩负载峰值转速传动装置的效率负载均方根力矩 负载均方根转速No.102一、伺服电机的选择2.发热校核在一定转速下，负载的均方根
16、力矩是与 伺服电机处于连续工作时的热定额相对应 的。绕组电流等效稳恒电流No.103一、伺服电机的选择2.发热校核与等效电流对应的等效转矩为：电机转矩与折算到电机轴上的负载力矩 平衡，等效转矩为：折算到电机轴上的负载力矩No.104一、伺服电机的选择2.发热校核负载的均方根力矩与电机的热定额相对 应：电机额定转矩应满足：No.105一、伺服电机的选择3.转矩过载校核转矩过载校核公式：折算到电机轴上的负载力矩的最大值过载转矩电机额定转矩电机的转矩过载系数No.106二、电机的转矩特性直流伺服电动机 No.107二、电机的转矩特性1.直流伺服电机的转矩特性 电磁式直流伺服电机 No.108二、电机的转矩特性1.直流伺服电机的转矩特性 永磁式直流伺服电机 No.
