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1、第三章第三章 重要概念：重要概念：机器人运动速度低、转矩大，而伺服电机的输出转速机器人运动速度低、转矩大，而伺服电机的输出转速高、转矩小，高、转矩小，必须使用大比例减速器必须使用大比例减速器。机器人机器人机械结构机械结构 = 减速器减速器 + 连杆连杆一、垂直串联机器人一、垂直串联机器人1. 机身结构机身结构（S/L/U轴）轴）vv要点要点要点要点中、小型机器人（中、小型机器人（绝大多数）绝大多数）采用减速器直接驱动，采用减速器直接驱动，机身结构相同；机身结构相同；大型、重型机器人大型、重型机器人有时采用连杆驱动机身。有时采用连杆驱动机身。中、小型中、小型大型、重型大型、重型vv典型结构剖析典
2、型结构剖析典型结构剖析典型结构剖析下臂下臂基座基座&腰腰上臂上臂RR基座基座基座基座 见见P57、图、图3.3-4 减速器减速器 安装底座安装底座RR腰腰腰腰 见见P57、图、图3.3-4 腰体腰体 基座基座 电机电机 电机座电机座RR下臂下臂下臂下臂 见见P60、图、图3.3-8 腰体腰体 减速器减速器 电机电机 下臂下臂RR上臂上臂上臂上臂 见见P61、图、图3.3-10上臂上臂 减速器减速器 电机电机 下臂下臂vv大型机器人结构大型机器人结构大型机器人结构大型机器人结构1 1 S轴采用同步皮带传动、手腕电机后置（后驱）轴采用同步皮带传动、手腕电机后置（后驱）减速器减速器同步皮带同步皮带
3、S轴电机轴电机手腕电机手腕电机目的：目的： 减小减小S轴电机；轴电机； 平衡上臂重力；平衡上臂重力； 提高结构稳定性。提高结构稳定性。vv大型机器人结构大型机器人结构大型机器人结构大型机器人结构2 2 S轴采用同步皮带传动、上臂连杆驱动轴采用同步皮带传动、上臂连杆驱动减速器减速器同步皮带同步皮带 S轴电机轴电机 U轴电机轴电机 连杆连杆目的：目的： 减小减小S、U轴电机；轴电机； 降低机器人重心；降低机器人重心； 提高结构稳定性。提高结构稳定性。2. 手腕结构手腕结构（R/B/T轴）轴）vv基本形式基本形式基本形式基本形式RBR、BBR(或或BRR )、3R（见（见P42、图、图3.1-10）
4、；中小型机器人以中小型机器人以RBR最常用。最常用。 R =Roll（回转轴）（回转轴） B= Bend（摆动轴）（摆动轴）RBR 3RBBR、BRRvv传动系统传动系统传动系统传动系统小型机器人：小型机器人：前驱前驱（上臂转、（上臂转、B/T电机在上臂前端）；电机在上臂前端）；大中型机器人：大中型机器人：后驱后驱（腕转、（腕转、B/T电机在上臂后端）。电机在上臂后端）。 见见P43、图、图3.1-11, P45、图、图3.1-13上臂回转上臂回转B/T电机位置电机位置前驱前驱腕部回转腕部回转B/T电机位置电机位置后驱后驱R前驱特点前驱特点结构简单、外形紧凑；结构简单、外形紧凑；传动链短、传动
5、精度高；传动链短、传动精度高；电机规格受限，承载能力低，适合小型机器人；电机规格受限，承载能力低，适合小型机器人；电机安装空间小、散热差，维修困难；电机安装空间小、散热差，维修困难；上臂前端重量大、重心远，结构稳定性差。上臂前端重量大、重心远，结构稳定性差。R后驱特点后驱特点电机规格不受限，承载能力强，适合大中型机器人；电机规格不受限，承载能力强，适合大中型机器人；电机安装空间大、散热好，维修方便；电机安装空间大、散热好，维修方便；上臂重力平衡，结构稳定性好；上臂重力平衡，结构稳定性好；传动系统复杂、传动链长、传动精度较低。传动系统复杂、传动链长、传动精度较低。vv典型结构剖析典型结构剖析典型
6、结构剖析典型结构剖析1 1（前驱）（前驱）（前驱）（前驱）RRR R轴轴轴轴 见见P64、图、图3.3-14电机电机减速器减速器连接轴连接轴上臂回转段上臂回转段上臂固定段上臂固定段RRB/TB/T轴传动总图轴传动总图轴传动总图轴传动总图 见见P62、图、图3.3-12B轴电机轴电机T轴电机轴电机同步带同步带同步带同步带摆动体摆动体上臂上臂减速减速器器中间部件中间部件减速减速器器RRB B轴轴轴轴 见见P65、图、图3.3-15电机电机减速器减速器同步带同步带摆动体摆动体RRT T轴轴轴轴 见见P66、图、图3.3-16电机电机同步带同步带中间部件中间部件摆动体摆动体减速器减速器vv典型结构剖析
7、典型结构剖析典型结构剖析典型结构剖析2 2（后驱）（后驱）（后驱）（后驱）RR主要部件主要部件主要部件主要部件 （P45、图、图3.1-14， P47、图、图3.1-16 ）上臂上臂手腕手腕RR传动系统传动系统传动系统传动系统 （P47、图、图3.1-17 ） B轴轴 T轴轴二、二、SCARA、Delta结构机器人结构机器人1. SCARA结构结构vv要点要点要点要点通过通过23个水平回转关节实现个水平回转关节实现平面定位平面定位，1个直线关节个直线关节（轴）进行（轴）进行垂直定位垂直定位；手臂沿水平方向串联伸展、轴线相互平行；手臂沿水平方向串联伸展、轴线相互平行；手臂回转电机可前置在关节部位
8、手臂回转电机可前置在关节部位（前驱），（前驱），也可统一也可统一后置在基座部位后置在基座部位（后驱）（后驱） ；结构简单、外形轻巧、定位精度高、运动速度快；结构简单、外形轻巧、定位精度高、运动速度快；垂直行程短，适合平面作业；多用于垂直行程短，适合平面作业；多用于3C行业电路板装行业电路板装配，食品药品搬运配，食品药品搬运 。vv典型结构剖析典型结构剖析典型结构剖析典型结构剖析1 1（前驱）（前驱）（前驱）（前驱） P51、图、图3.2-1， P52、图、图3.2-2外观外观电机、减速器安装电机、减速器安装结构简单、层次清晰、垂直行程大、装配维修容易；结构简单、层次清晰、垂直行程大、装配维修容
9、易；体积大，转臂重心远，结构稳定性较差；体积大，转臂重心远，结构稳定性较差；适合上部运动空间不受限的轻量作业。适合上部运动空间不受限的轻量作业。 vv典型结构剖析典型结构剖析典型结构剖析典型结构剖析2 2（后驱）（后驱）（后驱）（后驱） P51、图、图3.2-1， P53、图、图3.2-3转臂轻巧、体积小、运动速度快、结构稳定性好；转臂轻巧、体积小、运动速度快、结构稳定性好；垂直行程小、电机装配、维修不方便；垂直行程小、电机装配、维修不方便；适合上部运动空间受限的平面、轻量作业。适合上部运动空间受限的平面、轻量作业。 2. Delta结构结构 分摆动驱动、直线驱动分摆动驱动、直线驱动2类；以摆动驱动为常用。类；以摆动驱动为常用。vv摆动驱动要点摆动驱动要点摆动驱动要点摆动驱动要点机身通过机身通过3个垂直摆动关节实现个垂直摆动关节实现空间定位空间定位；手腕直接安装在摆动平台上，形式不限；手腕直接安装在摆动平台上，形式不限；一般采用倒挂式安装一般采用倒挂式安装；结构简单、控制容易、运动速度快；结构简单、控制容易、运动速度快；垂直行程短，承载能力小，适合平面轻量作业；垂直行程短，承载能力小，适合平面轻量作业；多用于多用于3C行业、食品药品行业的搬运、分拣行业、食品药品行业的搬运、分拣 。 练一练练一练 ： 完成完成P67，练习一，练习一
