机器人关节模块的结构设计是怎样的？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-06-17 09:59 标签： 工业机器人关节

本文通过图文结合的方式，详细介绍了、及技术指标各项内容。

优点：很容易通过计算机控制实现，容易达到高精度。缺点：妨碍工作, 且占地面积大, 运动速度低, 密封性不好。

①焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、(软仿型)喷涂、目标跟随、排爆等一系列工作。

②特别适用于多品种，便批量的柔性化作业，对于稳定，提高产品质量，提高劳动生产率，改善劳动条件和产品的快速更新换代有着十分重要的作用。

2、铰链型操作臂(关节型)

关节机器人的关节全都是旋转的， 类似于人的手臂,中最常见的。它的工作范围较为复杂。

①汽车零配件、模具、钣金件、塑料制品、运动器材、玻璃制品、陶瓷、航空等的快速检测及产品开发。

②车身装配、通用机械装配等制造质量控制等的三坐标测量及误差检测。

③古董、艺术品、雕塑、卡通人物造型、人像制品等的快速原型制作。

④汽车整车现场测量和检测。

⑤人体形状测量、骨骼等医疗器材制作、人体外形制作、医学整容等。

SCARA机器人常用于装配作业, 最显著的特点是它们在x-y平面上的运动具有较大的柔性, 而沿z轴具有很强的刚性, 所以, 它具有选择性的柔性。这种机器人在装配作业中获得了较好的应用。

①大量用于装配印刷电路板和电子零部件

②搬动和取放物件，如集成电路板等

③广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域.

④搬取零件和装配工作。

特点：中心支架附近的工作范围大,两个转动装置容易密封,覆盖工作空间较大。但该坐标复杂, 难于控制,且直线装置存在密封的问题。

5、圆柱面坐标型操作臂

优点：且计算简单;直线部分可采用液压驱动,可输出较大的动力; 能够伸入型腔式机器内部。缺点：它的手臂可以到达的空间受到限制, 不能到达近立柱或近地面的空间;直线驱动部分难以密封、防尘; 后臂工作时, 手臂后端会碰到工作范围内的其它物体。

通常空间定位需要6个自由度，利用附加的关节可以帮助机构避开奇异位形。下图为7自由度操作臂位形

闭环结构可以提高机构刚度，但会减小关节运动范围，工作空间有一定减小。

⑤生物医学工程中的细胞操作机器人、可实现细胞的注射和分割;

⑦大型射电天文望远镜的姿态调整装置;

⑧混联装备等，如SMT公司的Tricept混联机械手模块是基于并联机构单元的模块化设计的成功典范。

的几种常用结构形式(图)

二、机器人的主要技术参数

机器人的技术参数反映了机器人可胜任的工作、具有的最高操作性能等情况，是设计、应用机器人必须考虑的问题。机器人的主要技术参数有自由度、分辨率、工作空间、工作速度、工作载荷等。

机器人具有的独立坐标轴运动的数目。 机器人的自由度是指确定机器人手部在空间的位置和姿态时所需要的独立运动参数的数目。手指的开、合，以及手指关节的自由度一般不包括在内。.机器人的自由度数一般等于关节数目。 机器人常用的自由度数一般不超过5～6个。

即运动副，允许机器人手臂各零件之间发生相对运动的机构。

机器人手臂或手部安装点所能达到的所有空间区域。其形状取决于机器人的自由度数和各运动关节的类型与配置。机器人的工作空间通常用图解法和解析法两种方法进行表示。

机器人在工作载荷条件下、匀速运动过程中，机械接口中心或工具中心点在单位时间内所移动的距离或转动的角度。

当工业机械手与人们合作更紧密时，智能机器人的安全系数和稳定性就越关键。安全扭矩传感器是工业机械手的监控系统，集成在工业机械手的骨关节模块中。TEConnectivity(以下简称TE)发布了一种新型的安全扭矩传感器，它可以安装在智能机器人的每个骨关节，检查智能机器人的扭矩，在提高工业机器人的安全系数和稳定性方面发挥关键作用，并可以融入下一代工业机器人不断提高的准确性和速度规定。

在工业生产4.0时代，人们与智能机器人的合作很常见，尤其是在一些高精度的实际操作和优秀的自动化技术和自动控制系统场景中。以工业机器人为例。过去，它基本上必须使用人机交互技术，而不是单独作为自动机械工作。

如今，自动控制的发展促进了它的发展趋势。工业机械手在工作场所具有更高的协调能力，可以与人无缝拼接合作，共同执行人和智能机器人无法独立完成的日常任务。比如工业机械手可以执行异议精度和可靠性，超过了优秀外科医生的工作能力。在安全性方面，工业机械手可以 解决有害原料，可以在对人不太友好的工作环境中。

能够和人一起降低人力成本，提高生产率的工业机械手，在商品生产制造经营到工业生产包装的主要用途上早已大展身手。根据国际智能机器人协会(IFR)发布的《世界机器人报告》：年共安装了14,000台工业机械手，到2020年，工业机械手的安装量将增加15%左右。

要求越大，使用越复杂，义务越大。当工业机械手与人们合作更紧密时，智能机器人的安全系数和稳定性就越关键。一个重要环节是扭矩。合适的工业机械手扭矩水平可以避免对机械手本身的伤害，避免合作中员工的伤害。

安全扭矩传感器是工业机械手的监控系统，集成在工业机械手的骨关节模块中。

TEConnectivity(以下简称TE)发布了一种新型的AQV414安全扭矩传感器，它可以安装在智能机器人的每个骨关节，检查智能机器人的扭矩，在提高工业机器人的安全系数和稳定性方面发挥关键作用，并可以融入下一代工业机器人不断提高的准确性和速度规定。

扭矩传感器的应用位置:智能机器人关节结构。

TE安全扭矩传感器有五个明显的优点:

选择两个电气隔离的安全通道和冗余技术，可以满足ISO13849型4PLe的功能安全要求。

2.交叉负荷低的易感基因。

对于组装在谐波传动减速器上的应用，传感器的设计方案经过改进，可以减少径向载荷、轴向载荷及其倾覆力矩的危害，从而提高精度。

3.可定制机械设备页面。

薄型传感器，总高宽比小于20毫米，可轻松调整规格和检测范围，定制机械设备插座，满足客户对智能机器人高宽比集成应用的要求。

4.数据I2C电气设备插座。

标准化电气设备插口I2C串行通信数据插座，通信速度405kHz，易于集成。

Microfused技术完全解决了传统测力传感器中使用的易脆化有机化学环氧树脂胶，具有更广的测量范围和优异的零点可靠性。

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