典型机器人结构示例
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直角坐标机器人的结构工作原理实现方法
直角坐标机器人的结构工作原理实现方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：直角坐标机器人是一种常见的工业机器人，其结构简单且精准，能够在工厂生产线上完成各种复杂的任务。
本文将对直角坐标机器人的结构、工作原理和实现方法进行详细介绍。
一、直角坐标机器人的结构直角坐标机器人通常由三个坐标轴组成，分别是X轴、Y轴和Z轴。
X轴和Y轴垂直于Z轴，可以实现在水平和垂直方向的移动。
Z轴垂直于工作平面，可以实现上下移动。
通过这三个轴的组合运动，直角坐标机器人可以实现在三个方向上的移动和定位，从而完成各种工作任务。
直角坐标机器人的结构一般包括机身、工作台、传动系统、控制系统等部分。
机身是机器人的主体部分，其中包含了X轴、Y轴和Z轴以及它们的传动部件。
工作台用于支撑和夹持工件，传动系统则负责驱动各个轴的运动。
控制系统则是整个机器人的大脑，用来控制机器人的运动和完成各种任务。
直角坐标机器人的工作原理可以简单描述为：控制各个轴的运动，实现对工件的定位和加工。
具体来说，当机器人接收到指令时，控制系统会根据指令计算出各个轴需要移动的距离和速度，然后通过传动系统驱动各个轴的运动，使工件完成预定的加工任务。
在工作过程中，直角坐标机器人通常需要通过传感器获取工件的位置和状态信息，然后根据这些信息来调整机器人的运动轨迹和速度，以确保工件能够按照要求进行加工。
控制系统还可以实现机器人的自动化运行，提高生产效率和质量。
直角坐标机器人的实现方法主要包括结构设计、传动系统设计和控制系统设计三个方面。
首先是结构设计，需要根据具体的工作任务和空间要求来设计机器人的结构，确定各个轴的长度、间距和运动方式。
接着是传动系统设计，需要选择适合的传动方式和传动部件，确保机器人能够在高速、高精度下稳定运行。
最后是控制系统设计，需要选择合适的控制器和编程语言，编写程序实现机器人的运动控制和任务执行。
直角坐标机器人是一种灵活、高效的工业机器人，可以广泛应用于各种生产场景中。
工业机器人的典型结构
工业机器人的典型结构
工业机器人的典型结构包括机械臂、控制系统、传感器和执行器等基本部分。
其中：
1. 机械臂：是工业机器人的主要部分，通常包括可伸缩的臂、关节、末端执行器和触觉传感器等。
其结构复杂，设计灵活，能够执行各种不同的任务和功能。
2. 控制系统：是机器人的大脑，包括计算机、控制器和编程器等。
控制系统能够接收外部指令，对机械臂进行准确的控制和调度，调整机器人的运动和转向速度等。
3. 传感器：是机器人的“眼睛”和“耳朵”，能够感知环境和物体，通过视觉识别、声音识别、力量反馈和距离测量等方式获得信息，并传达给控制系统。
4. 执行器：是机器人的“手”和“脚”，能够根据控制系统的指令，执行各种不同的任务，比如移动、抓取、拆分、焊接和研磨等。
总之，工业机器人的典型结构是多种部件的综合体，具有复杂的功能和灵活的设计，能够满足不同领域和产业的机械化需求。
10个机器人构型示例
的模块构成 各节有独立的驱动系统。 蛇形机器人不是利用轮子, 而是利 用模块之间的相对转动, 使身体弯 曲伸张实现运动, 可以有多种 执行器结构实现驱动, 目前大多利 用伺服电机驱动,它的驱动方式有: 1) 电机-控制杆驱动器: 电机通过 一个控制杆传递力, 使关节弯曲。 2) 电机直接驱动: 电机输出轴直接与关节轴连接。 3) 铰盘绳索驱动器: 电机驱动铰盘来控制围绕其上的绳 长, 绳子的收缩控制关节的转动。
03 履带式机器人
该机器人由四条履带组成， 机体上端配置有两条机械 臂，用以装置摄像头和机 械手来完成相应任务，在 结构上这种履带式机器人 相比坦克的“单节双履带 式”机器人具有更好的越 障能力，其两条外履带可 以相当于“辅助手臂”帮 助跨越障碍。
04 自行车机器人
自行车运动力学特征较为 复杂，其两轮纵向布置， 与地面无滑动接触，它本 身就是一个欠驱动的非完 整系统，还具有一定的侧 向不稳定性，如果不对它 实施侧向控制，自行车就 一定会不能站立起来。
01 四足搜救机器人
机器人每足具有三个 自由度，其中大腿关 节具有前后摆动和上 下转动两个自由度， 膝关节具有一个上下 转动自由度． 质量约 40 kg，有效负载5 ～ 7 kg，行走速度达到0. 3 ～ 0. 9 /s． 该机 器人的体积和重量都 较大，步态切换的灵 活性受到抑制．
02 轮足混合式的四足机器人
其可以在足式移动方式和 轮式移动方式之间进行切 换，用以实现在不同的结 构环境下以不同的方式行 进，当机器人进行步态行 走时，两个驱动轮通过电 磁铁锁死，车轮与机器人 小腿形成一体，机器人通 过驱动每条腿髋关节两个 自由度和膝关节一个自由 度进行步态行走． 当机器 人进行轮式驱动时，髋关 节两个自由度和膝关节一 个自由度锁死，驱动轮电 磁铁打开，通过驱动轮快 速前进。
03 履带式机器人
该机器人由四条履带组成， 机体上端配置有两条机械 臂，用以装置摄像头和机 械手来完成相应任务，在 结构上这种履带式机器人 相比坦克的“单节双履带 式”机器人具有更好的越 障能力，其两条外履带可 以相当于“辅助手臂”帮 助跨越障碍。
04 自行车机器人
自行车运动力学特征较为 复杂，其两轮纵向布置， 与地面无滑动接触，它本 身就是一个欠驱动的非完 整系统，还具有一定的侧 向不稳定性，如果不对它 实施侧向控制，自行车就 一定会不能站立起来。
01 四足搜救机器人
机器人每足具有三个 自由度，其中大腿关 节具有前后摆动和上 下转动两个自由度， 膝关节具有一个上下 转动自由度． 质量约 40 kg，有效负载5 ～ 7 kg，行走速度达到0. 3 ～ 0. 9 /s． 该机 器人的体积和重量都 较大，步态切换的灵 活性受到抑制．
02 轮足混合式的四足机器人
其可以在足式移动方式和 轮式移动方式之间进行切 换，用以实现在不同的结 构环境下以不同的方式行 进，当机器人进行步态行 走时，两个驱动轮通过电 磁铁锁死，车轮与机器人 小腿形成一体，机器人通 过驱动每条腿髋关节两个 自由度和膝关节一个自由 度进行步态行走． 当机器 人进行轮式驱动时，髋关 节两个自由度和膝关节一 个自由度锁死，驱动轮电 磁铁打开，通过驱动轮快 速前进。
论述典型机器人构型
论述典型机器人构型机器人构型是指机器人的外形和结构设计，不同的机器人构型适用于不同的任务和环境。
以下将从人类视角出发，介绍几种典型的机器人构型。
首先是人形机器人。
人形机器人是模仿人类外貌和行为设计的机器人，可以在人类活动的环境中执行各种任务。
人形机器人通常具备类似于人类的头、躯干、四肢等部件，能够模仿人类的步态和动作。
这种机器人构型在服务机器人、助力机器人等领域有广泛的应用。
例如，某些人形机器人可以在医院中扮演陪护员的角色，给病人提供日常生活的帮助。
其次是轮式机器人。
轮式机器人是使用轮子作为运动装置的机器人，可以在平面上自由移动。
这种构型的机器人通常具有一个或多个轮子，可以通过控制轮子的转动来改变自身的位置和方向。
轮式机器人适用于需要大范围移动的任务，如巡逻、搬运等。
例如，某些轮式机器人可以在仓库中自动搬运货物，提高工作效率。
另外一种典型的机器人构型是足式机器人。
足式机器人使用类似于动物的腿部结构作为运动装置，可以在复杂的环境中行走、攀爬等。
足式机器人的腿部结构通常具有多个关节，可以灵活地调整姿态和步态。
这种机器人构型适用于需要在不规则地形中执行任务的场景，如救援、勘察等。
例如，某些足式机器人可以在山区进行救援行动，到达人类难以到达的地方。
还有一种常见的机器人构型是飞行器机器人。
飞行器机器人是通过飞行装置实现空中运动的机器人，可以在空中进行巡航、侦查等任务。
飞行器机器人通常具有旋翼或喷气等飞行装置，可以垂直起降和自由飞行。
这种机器人构型适用于需要快速到达目的地或在高空进行观测的应用，如无人机。
例如，某些飞行器机器人可以在灾区进行空中勘察，提供救援人员所需的信息。
机器人构型的选择应根据任务和环境的需求来确定。
人形机器人、轮式机器人、足式机器人和飞行器机器人是常见的典型机器人构型，它们各自适用于不同的场景和任务。
通过合理选择和设计机器人构型，可以提高机器人的适应性和效率，使其在各种任务中发挥更大的作用。
工业机器人结构原理图详解
1、工业机器人夹持夹具结构源自滑槽杠杆式手部气动吸盘 电磁式吸盘 2、工业机器人吸附夹具结构
设计示例
3、工业机器人未来手抓
在相同的位置指令下，机器人连续重复若干次其位置的分散情况。它 6、重复性（Repeatability）或重复精度：
是衡量一列误差值的密集程度，即重复度。 机器人手腕参考点或末端操作器安装点（不包括末端操作器）所能到 7、工作空间（Working space）：
达的所有空间区域，一般不包括末端操作器本身所能到达的区域。
二、工业机器人结构分类
1、工业机器人按坐标分类
2、工业机器人按驱动分类
3、六轴工业机器人结构
三、工业机器人夹具结构
机身或臂部在外力作用下抵抗变形的能力。它是用外力和在外力作用
方向上的变形量（位移）之比来度量。 或者称坐标轴数，是指描述物体运动所需要的独立坐标数。手指的 4、自由度（Degree of freedom） ：
开、合，以及手指关节的自由度一般不包括在内。 差距。 指机器人末端参考点实际到达的位置与所需要到达的理想位置之间的 5、定位精度（Positioning accuracy）：
工业机器人结构原理图详解
一、工业机构名词解释：
1、关节（Joint）：
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。
2、连杆（Link）：
机器人手臂上被相邻两关节分开的部分。
3、刚度（Stiffness）：
工业机器人的五大机械结构和三大零部件解析
工业机器人的五大机械结构和三大零部件解析一、五大机械结构：1.手臂结构：工业机器人的手臂结构类似于人的手臂，用于搬运和操作物体。
它通常由多段关节构成，这些关节可以进行旋转和伸缩。
手臂结构可以根据不同的任务来设计，手臂的长度、关节的自由度和负载能力等可以根据实际需求进行调整。
2.底座结构：底座结构是工业机器人的支撑部分，它承载整个机器人和工作负载的重量，并提供机器人的旋转能力。
底座通常由电机和减速器组成，通过控制电机的旋转实现整体机器人的转动。
3.关节结构：关节结构是工业机器人手臂各关节连接的部分，它具有旋转和转动的能力。
关节结构通常由电机、减速器和编码器等组成，电机提供动力，减速器提供转动和转动的精度，编码器用于反馈位置和速度等参数。
4.手持器结构：手持器结构是机器人手臂的末端装置，用于夹取和操纵物体。
手持器通常由夹爪、吸盘、焊枪等组成，它们可以根据不同的任务和工作环境进行选择和装配。
5.支撑结构：支撑结构是机器人的框架和支撑部分，它提供机器人的稳定性和强度。
支撑结构通常由铝合金、碳纤维等材料制成，具有轻巧、刚性和耐用等特点。
二、三大零部件：1.电机：电机是工业机器人的核心动力部件，它提供驱动力和旋转力。
根据不同的应用需求，电机可以选择步进电机、直流电机、交流伺服电机等，它们具有不同的功率、转速和扭矩等特性。
2.减速器：减速器是机器人关节结构中的关键部件，它将电机的高速转动转换为低速高扭矩的输出。
减速器能够提供精确的旋转和转动控制，确保机器人的高精度和灵活性。
3.编码器：编码器是机器人关节结构中的传感器部件，它用于测量关节的位置和速度等参数。
编码器通过提供准确的反馈信号，帮助控制系统实时控制和监测机器人的运动状态。
以上是对工业机器人的五大机械结构和三大零部件的解析。
机器人的结构和零部件的选择和设计根据不同的应用和需求来进行，它们共同作用于机器人的性能和功能，实现自动化生产和工作的目标。
随着科技的不断发展，工业机器人在各个领域的应用也将越来越广泛。
ABB机器人系统结构
ABB系统结构ABB系统结构一、引言ABB系统是一种先进的自动化技术，通过将与其他设备集成在一起，实现高效、精确和灵活的生产自动化。
本文档将介绍ABB系统的架构和组成部分。
二、系统概述ABB系统包括以下几个主要组成部分：1、控制器：负责的运动控制和操作。
控制器通常由硬件和软件两个部分组成，提供对运动、传感器和外部设备的控制。
2、手臂：手臂是系统的核心部分，具有多个关节，可以模拟人体的运动能力。
手臂根据程序指令进行运动，可以执行各种任务。
3、传感器：传感器用于捕捉环境信息，包括物体位置、力/力矩等。
传感器提供反馈给控制器，实现精确的运动控制和工作任务。
4、外部设备：外部设备包括夹具、运输带、工件传送系统等，用于支持完成特定的生产任务。
5、通信网络：系统需要建立与其他设备的通信连接，如工厂自动化系统、人机接口等，以实现数据共享和协作工作。
三、系统架构ABB系统的架构主要包括以下几个层次：1、控制层- 控制器：负责控制和运动规划。
- 通信模块：用于与其他设备进行通信。
- 软件界面：提供图形化界面，用于操作和监控系统。
2、运动层- 手臂：根据控制器指令进行运动。
- 关节传感器：用于测量关节的角度和位置。
- 动力学模型：用于计算的力和力矩。
3、感知层- 传感器：用于获取环境信息，如视觉传感器、力传感器等。
- 数据处理：将传感器数据进行处理和分析。
4、执行层- 外部设备：用于支持完成特定任务。
- 工件定位和识别系统：用于检测和辨别工件。
四、附件本文档附带以下附件：1、ABB系统结构图2、控制指南3、编程示例4、系统维护手册五、法律名词及注释1、系统：指由控制器、手臂、传感器和外部设备组成的自动化系统。
2、控制器：指用于控制运动和操作的设备。
3、手臂：指系统中用于执行工作任务的部分，通常具有多个关节和执行器。
4、传感器：指用于捕捉环境信息的设备。
5、外部设备：指与系统配合使用的其他设备，如夹具、运输带等。
六、结束语本文档详细介绍了ABB系统的结构和组成部分，包括控制器、手臂、传感器、外部设备和通信网络。
能力风暴机器人编程11个经典实例(含代码)
间的反比关系； 5、提供示例：流程图，VJC流程图编程，JC 代码程序。
#include "AS_UIII_LIB.h" int ir_1=0;/* 用于保存红外采集的数据*/ void main() {
while(1) {
ir_1 = ir_detector();/* 采集红外传感器的数值*/ if(ir_1 == 4)/* 如果障碍物在前方则前行*/ {
#include “AS_UIII_LIB.h” int photo_1=0;
void main() {
printf( "Wake me up\n" );/* 打印“Wake me up”字符串在显示屏上*/ while(1) {
photo_1 =(photo(1)+photo(2))/2;/* 采集传感器的数值，取左右传感器的平均值*/ if(photo_1 < 500)/* 如果传感器的值小于某个特定值，也就是光线达到一定的强度
stop(); /* 已经接近火源则停止*/ }
else {
if(photo_1 < photo_2) /* 如果左边亮则左转*/
{ drive( 0 , 50 );
wait(2.500000); stop(); } else { if(photo_2 ==photo_1) /* 如果两边相等则直走*/ {
printf( "LEFT FRONT" ); drive( 0 ,-80); wait( 0.200000 ); stop(); } else { bmp_1 = bumper(); if( bmp_1 == 2)
{ printf( "RIGHT FRONT" ); drive( 0 ,80); wait( 0.200000 ); stop();
#include "AS_UIII_LIB.h" int ir_1=0;/* 用于保存红外采集的数据*/ void main() {
while(1) {
ir_1 = ir_detector();/* 采集红外传感器的数值*/ if(ir_1 == 4)/* 如果障碍物在前方则前行*/ {
#include “AS_UIII_LIB.h” int photo_1=0;
void main() {
printf( "Wake me up\n" );/* 打印“Wake me up”字符串在显示屏上*/ while(1) {
photo_1 =(photo(1)+photo(2))/2;/* 采集传感器的数值，取左右传感器的平均值*/ if(photo_1 < 500)/* 如果传感器的值小于某个特定值，也就是光线达到一定的强度
stop(); /* 已经接近火源则停止*/ }
else {
if(photo_1 < photo_2) /* 如果左边亮则左转*/
{ drive( 0 , 50 );
wait(2.500000); stop(); } else { if(photo_2 ==photo_1) /* 如果两边相等则直走*/ {
printf( "LEFT FRONT" ); drive( 0 ,-80); wait( 0.200000 ); stop(); } else { bmp_1 = bumper(); if( bmp_1 == 2)
{ printf( "RIGHT FRONT" ); drive( 0 ,80); wait( 0.200000 ); stop();
工业机器人内部结构及基本组成原理详解
工业机器人内部结构及基本组成原理详解(总18页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除工业机器人内部结构及基本组成原理详解工业机器人详解你对工业机器人有着什么样的了解关于工业机器人，我们过去也反反复复推送了很多的文章，在这一次，我们将尝试解决有关---在工业环境中使用的最常见的机器人和作业时经常会遇到的问题。
关于工业机器人定义什么可以被认为是一个工业机器人什么不能被称为工业机器人工业机器人直到最近才能避开这种混乱。
不是在工业环境中使用的每个机电设备都可以被认为是机器人。
根据国际标准组织的定义，工业机器人是一种可编程的三自由度或多轴自动控制的可编程多用途机械手。
这几乎是在谈论工业机器人时被接受的定义。
工业机器人自中年以来发生了什么变化越来越多的工程师和企业家正在寻找越来越多的机器人技术，帮助在工业环境中优化工作流程的方式。
随着时代的发展和机器人技术的进步，机器人手臂必须为诸如仓储中使用的群组AGV等新手铺路。
我们经常说典型的工业机器人由工具，工业机器人手臂，控制柜，控制面板，示教器以及其他外围设备组成。
那么这些是什么这些部分通常都在一起，控制柜类似于机器人的大脑。
控制面板和示教器构成用户环境。
工具（也称为末端执行器）是为特定任务设计的设备（例如焊接或喷涂）。
机器人手臂基本上是移动工具的东西。
但并不是每个工业机器人都像一个手臂。
不同机器人有不同类型的结构。
控制面板---操作员使用控制面板来执行一些常规任务。
（例如：改变程序或控制外围设备）。
应用“机器人工人”----什么时候应该使用工业机器人而不是人工相信这个问题大家思考的次数并不少了。
理想情况下，这应该是双赢的。
想快速看到效果，你需要知道什么是别人最不喜欢的工作。
想得最多的是那些重复的，乏味的工作，需要从工作人员那边进行大量单调的行动，这个思考是正确的，因为正是如此，例如从一个输送机到另一个输送机。
轮式移动机器人
轮式移动机器人简介轮式移动机器人是一种使用轮子作为主要运动方式的机器人。
它具有灵活的机动性和广泛的应用领域，常用于物流、服务机器人和教育等领域。
本文将介绍轮式移动机器人的基本原理、结构和应用。
基本原理轮式移动机器人采用轮子作为运动部件，通过驱动电机控制轮子的转动实现机器人的运动。
根据轮子的布置方式，轮式移动机器人通常分为三种类型：差速机器人、全向机器人和麦克纳姆机器人。
•差速机器人：差速机器人使用两对轮子，每对轮子都由一个独立的驱动电机控制。
当两侧的轮子以不同的速度转动时，机器人将会旋转或向一侧移动。
•全向机器人：全向机器人通过设计特殊的轮子布局实现多个方向的运动。
常见的布局方式有四个轮子呈菱形排列和三个轮子围成一个三角形的布局。
•麦克纳姆机器人：麦克纳姆机器人使用四个特殊的麦克纳姆轮，这种轮子具有斜向排列的滚筒，可以在多个方向上运动。
结构轮式移动机器人的结构包括底盘、轮子、驱动电机和控制系统等组成部分。
•底盘：底盘是机器人的承载结构，用于搭载其他组件，并承受机器人的运动载荷。
底盘通常由坚固耐用的材料制成，如铝合金或碳纤维。
•轮子：轮子是轮式移动机器人的关键组件，负责机器人的移动。
根据具体的应用需求，轮子的类型和尺寸可以有所不同。
•驱动电机：驱动电机是控制机器人轮子转动的关键部件。
常见的驱动电机包括直流无刷电机和步进电机，采用不同的控制方法可以实现多种运动方式。
•控制系统：控制系统是轮式移动机器人的大脑，负责接收外部指令并控制机器人的运动。
控制系统通常由嵌入式处理器和传感器组成，可以实现自主导航、避障和路径规划等功能。
应用轮式移动机器人具有广泛的应用领域，以下是一些常见的应用示例：1.物流机器人：轮式移动机器人可以用于仓库、工厂等场景中的物流任务，例如搬运货物、库存管理和自动拣选等。
2.服务机器人：轮式移动机器人可以在酒店、医院、商场等场所提供服务，例如接待客人、导航指引和送餐等。
3.家庭助理：轮式移动机器人可以在家庭环境中提供各种辅助服务，例如打扫卫生、智能家居控制和娱乐互动等。
工业机器人腕部结构分类、结构特点
三、手腕设计举例 图中所示为具有两个自由度的手腕，是一种BR手腕。 手腕翻转由回转油缸3驱动，其中回转油缸壳体相对不 动，而动片与夹紧油缸5的外壳固联并一起回转。手腕 上下摆动即轴2的俯仰，是由安装在手臂尾部的回转油 缸4通过一对齿轮、链轮、链条及手腕上的链轮实现的。 此手腕具有传动简单，结构紧凑和轻巧等特点。
性能要求来确定。在有些
情况下，腕部具有两个自
由度：翻转和俯仰或翻转
和偏转。
2.按驱动方式分类 (1)直接驱动手腕。
手腕因为装在手臂末端,所以必须设计得十分紧 凑，可以把驱动源装在手腕上。下图所示是Moog公司 的一种液压直接驱动的BBR手腕，设计紧凑巧妙。Ml、 M2 、M3是液压马达,直接驱动手腕的偏转、俯仰和翻 转三个自由度轴。这种直接驱动手腕的关键是能否选 到尺寸小、重量轻而驱动力矩大、驱动特性好的驱动 电机或液压驱动马达。
设计要求
• 3、必须考虑工作条件 对于高温作业和腐 蚀性介质中工作的机械手，其腕部在设计 时应充分估计环境对腕部的不良影响比如 热膨胀、压力油的粘度和燃点，有关材料 及电控元件的耐热性等。
二、手腕的分类
1.按自由度数目来分类： 可分为单自由度手腕、二自由度手腕、 三自由度手腕。
腕部实际所需要的自由度 数目应根据机器人的工作
• c、电动机调速控制装置 电动机调速控制装 置的作用是控制电动机的电压或电流，完 成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。 应用较广泛的是晶闸管斩波调速，通过均 匀地改变电动机的端电压，控制电动机的 电流，来实现电动机的无级调速。在驱动 电动机的旋向变换控制中，直流电动机依 靠接触器改变电枢或磁场的电流方向，实 现电动机的旋向变换。
• b、驱动电动机 驱动电动机的作用是将电源的 电能转化为机械能，通过传动装直接驱动车轮 和工作装置。目前汽车上广泛采用直流串激电 动机，这种电机具有"软"的机械特性，串激电 动机负载的大小对电动机的转速影响较大,当 负载转矩较大时电动机的转速较低,当负载轻 时,转速又升高；还有一个优点就是启动时的 励磁电流大，所以与汽车的行驶特性非常相符。 但直流电动机由于存在换向火花，比功率较小、 效率较低，维护保养工作量大，随着电机技术 和电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷 电动机（BCDM）、开关磁阻电机（SRM）和 交流异步电动机所取代
性能要求来确定。在有些
情况下，腕部具有两个自
由度：翻转和俯仰或翻转
和偏转。
2.按驱动方式分类 (1)直接驱动手腕。
手腕因为装在手臂末端,所以必须设计得十分紧 凑，可以把驱动源装在手腕上。下图所示是Moog公司 的一种液压直接驱动的BBR手腕，设计紧凑巧妙。Ml、 M2 、M3是液压马达,直接驱动手腕的偏转、俯仰和翻 转三个自由度轴。这种直接驱动手腕的关键是能否选 到尺寸小、重量轻而驱动力矩大、驱动特性好的驱动 电机或液压驱动马达。
设计要求
• 3、必须考虑工作条件 对于高温作业和腐 蚀性介质中工作的机械手，其腕部在设计 时应充分估计环境对腕部的不良影响比如 热膨胀、压力油的粘度和燃点，有关材料 及电控元件的耐热性等。
二、手腕的分类
1.按自由度数目来分类： 可分为单自由度手腕、二自由度手腕、 三自由度手腕。
腕部实际所需要的自由度 数目应根据机器人的工作
• c、电动机调速控制装置 电动机调速控制装 置的作用是控制电动机的电压或电流，完 成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。 应用较广泛的是晶闸管斩波调速，通过均 匀地改变电动机的端电压，控制电动机的 电流，来实现电动机的无级调速。在驱动 电动机的旋向变换控制中，直流电动机依 靠接触器改变电枢或磁场的电流方向，实 现电动机的旋向变换。
• b、驱动电动机 驱动电动机的作用是将电源的 电能转化为机械能，通过传动装直接驱动车轮 和工作装置。目前汽车上广泛采用直流串激电 动机，这种电机具有"软"的机械特性，串激电 动机负载的大小对电动机的转速影响较大,当 负载转矩较大时电动机的转速较低,当负载轻 时,转速又升高；还有一个优点就是启动时的 励磁电流大，所以与汽车的行驶特性非常相符。 但直流电动机由于存在换向火花，比功率较小、 效率较低，维护保养工作量大，随着电机技术 和电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷 电动机（BCDM）、开关磁阻电机（SRM）和 交流异步电动机所取代
机器人结构分类
类
描述
应用领域示例
1
直角坐标型机器人
机器人具有三个垂直的线性运动轴，类似于直角坐标系。
物料搬运、装配、喷涂等
2
圆柱坐标型机器人
机器人具有一个旋转轴和两个线性运动轴，通常用于平面内的圆周运动。
焊接、切割、物料搬运等
3
球坐标型机器人
机器人具有两个旋转轴和一个线性运动轴，类似于球坐标系。
6
并联机器人
机器人的多个驱动轴通过连杆并联连接，具有高速、高精度和高刚性的特点。
高速抓取、装配、检测等
7
协作机器人
专为与人类协作而设计的机器人，具有轻量化、灵活性和安全性等特点。
协作装配、人机交互、教育等
8
移动型机器人
具有自主移动能力的机器人，可以在不同环境中进行移动和操作。
物流、巡检、清洁等
装配、检测、搬运等
4
关节型机器人
机器人由多个关节组成，关节之间通过连杆连接，类似于人类的手臂。
自动化生产线、汽车制造、焊接等
5
SCARA型机器人
选择性装配机器人臂（Selective Compliance Assembly Robot Arm），具有两个旋转轴和两个平行于工作平面的线性运动轴。
电子装配、精密操作等
描述
应用领域示例
1
直角坐标型机器人
机器人具有三个垂直的线性运动轴，类似于直角坐标系。
物料搬运、装配、喷涂等
2
圆柱坐标型机器人
机器人具有一个旋转轴和两个线性运动轴，通常用于平面内的圆周运动。
焊接、切割、物料搬运等
3
球坐标型机器人
机器人具有两个旋转轴和一个线性运动轴，类似于球坐标系。
6
并联机器人
机器人的多个驱动轴通过连杆并联连接，具有高速、高精度和高刚性的特点。
高速抓取、装配、检测等
7
协作机器人
专为与人类协作而设计的机器人，具有轻量化、灵活性和安全性等特点。
协作装配、人机交互、教育等
8
移动型机器人
具有自主移动能力的机器人，可以在不同环境中进行移动和操作。
物流、巡检、清洁等
装配、检测、搬运等
4
关节型机器人
机器人由多个关节组成，关节之间通过连杆连接，类似于人类的手臂。
自动化生产线、汽车制造、焊接等
5
SCARA型机器人
选择性装配机器人臂（Selective Compliance Assembly Robot Arm），具有两个旋转轴和两个平行于工作平面的线性运动轴。
电子装配、精密操作等
机器人手部结构详解及大量结构图
回转型图例
平动型图例
用作图法分析当主动件左移才处于某个位置时，手指所处的位置。
平移型图例
⏹手指式：
⏹外夹式、内撑式、内外夹持式。
⏹平移式、平动式、旋转式。
⏹二指式、多指式。
⏹单关节式、多关节式。
⏹吸盘式：
⏹负压吸盘：真空式、喷气式、挤气式。
⏹磁力吸盘：永磁吸盘、电磁吸盘。
可用来吸附鸡蛋、锥颈瓶等物件。
扩大了真空吸盘在机器人上的应用。
回转动力源1和6驱动构件2和5顺时针或逆时针旋转，通过平行四边形机构带动手指3和4作平动，夹紧或释放工件。
手爪装有限位开关5和7。
在指爪4沿垂直方向接近工件6的过程中，限位开关检测手爪与工件的相对位置。
当工件接触限位开关时发信号，汽缸通过连杆3驱动指爪夹紧工件。
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（图解）机器人系统组成介绍
（图解）机器人系统组成介绍一、机器人介绍1、机器人主体结构机器人主体结构主要由机器人本体、机器人控制柜、机器人控制面板组成。
2、机器人控制面板机器人控制面板，主要担负这人机对话的作用，我们对机器人的调试、操作、编程、校正等，均靠机器人控制面板来执行。
3、机器人本体构成机器人本体主要由手臂、手腕、平衡缸、连接臂、旋转台、底座组成；当然，如果其他类型的机器人会有相应的差异，我们这里主要以六轴机器人作为案例进行说明。
4、机器人的轴数分类1轴、2轴、3轴为主轴，4轴、5轴、6轴为腕部轴;我们这里是以六轴机器人作为案例说明,当然还有3轴、4轴等机器人就不在细说。
5、机器人工作区域机器人的工作区域是指,机器人在工作时,所可能需要运动的三维空间区域该工作区域内不能有固定障碍物或者机器人工作时进入临时障碍物,阻挡机器人的工作路径.a、俯视工作区域示意图b、侧视工作区域示意图c、注意：---在机器人运行的过程中，工作人员避免进入机器人的工作区域，以免造成伤害。
---方案设计工程师在设计的时候，需要特别考虑机器人运行的安全性，需要考虑设计给机器人增加安全保护网或者保护罩，避免工作人员疏忽靠近，进入机器人工作区域，造成伤害。
6、机器人软件概念机器人软件概念包含核心系统软件和操作系统软件；核心系统软件是指机器人本身具备的系统，而操作系统主要提供人们对机器人进行二次开发和人机对话所准备的，软件系统结构示意图：二、动力管线系统线是指机器人系统中的电源线和信号线等,管是指机器人系统中的气管和保护管等。
1、2000系统机器人动力管线示意图2、动力管线的长度调整示意图，管线应该配置适中，不可造成积压，不利于机器人运动，也容易造成摩擦力过大，导致管线加快磨损。
3、柔性管线的排布，管线应该布局合理，遵循机器人的运动方向为原创，使得管线得到比较良好的弯曲塑性。
4、动力管线-调整保护环保护环主要是保护机器人管线免于磨损；因为机器人管线直接布置在机器人本体表面上，机器人在工作的时候机器人本体会和布于其上面的管线发生相对摩擦运动，易造成管线磨损。
并联机器人构型
并联机器人的构型1、转动副轴线切向分布的3-RPS并联机器人图所示为一种典型的3-RPS并联机器人,三个支链中的转动关节轴线共面分布，同时相切于三角形外接圆。
在初始位形时动平台能实现一维的移动,也可以绕动平台三个球钱中心所确定平面内的任意线矢量转动。
图1-并联机构简图2、立方体3-RPS并联机器人图所示的3-RPS并联机器人将三个支链的转动轴线两两正交布置。
其中Si为通过Si且平行于ai的线矢量。
由于Si是通过Si且满足si〃ai 的线矢量,其中i=l,2,3,显然si、s2和s3是空间异面线矢量。
对于这种支链布置方式,在初始位形时动平台只能绕pl、p2和p3三个独立的线矢量转动，因此它仍具有三维运动特征。
3、一类新型空间6自由度并联机器人机构图3图4(b)图5(b)设计过程如下：StePI选取能够实现动平台运动输出为2平移-1转动的平面三自由度并联机器人机构,选取结果如图3所示。
Step2根据并联机器人一般设计原则可知:驱动装置不应安置在动平台上，即图1中的3个转动副Ri(i=l,2,3)均不能直接作为主动副.因此,应对图1所示的平面三自由度并联机器人机构进行必要的改进,改进后的结果如图4所示.其中，图4(a)中的3个移动副Pi(i=l,2,3)均为主动副;图4(b)中的3个平面副Ei(i=l,2,3)均为主动副。
Step3选择适当的支路(或运动链)来连接动、静平台,确保该空间并联机器人机构可以实现各种需要空间运动(即升降、俯仰和偏转运动)；并对设计出来的结果进行分析、判断和优选,得到了满足设计要求的2种新型空间并联机器人机构,其结构简图如图5所示。
4、CT导航并联机器人构型本机构由2个链连接了动静平台,而且2个支链可以组成一个闭链。
满足了并联机器人构件内在联系的定义。
驱动为四驱动并行输入。
从整体上看,该并联机构为单闭链并联机器人机构。
此机构的运动副分布在两平行平面内，而且输入驱动副为螺旋副。
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大臂带动小臂和腕部绕固定于立柱上的 水平轴作回转运动。立柱为薄臂铝管制 成，内部安装了关节1的回转轴及其轴 承、轴承座。
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10
1．立柱和基座（2）：
基座：支承整个立柱以上部分，同时与
作业现场固定联接。基座上装有关节1 的驱动电机以及基座内部为该关节的两 级直齿圆柱齿轮减速器；基座上有小臂 的定位夹板，两个控制手爪装置的气动 阀。整个基座是一个铝制的整体铸件。
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4
关节1
PUMA—262型机器人关结节2 构图：
关节3 关节6
关节5
精选ppt
关节4
5
2．应用场合：
广泛用于医药、食品、电子、机械等 行业，从事包装、材料配制、安装， 以及小型机电元件的装配、搬运、喷 涂、机器加载、试验、检查等工作。
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6
3．主要技术参数（1）：
结构型式：关节式 自由度数：6 运动范围：
θ1
θ2
308° 314°
θ3
θ4
292° 578°
θ5
θ6
244° 534°
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7
3．主要技术参数（2）：
最大速度：1.23m/s 腕部最大载荷：1㎏ 驱动方式：直流伺服电机 操作方式：示教再现
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8
二、主要构成
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9
1．立柱和基座（1）：
立柱：用于支承整个臂部和腕部，同时
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20
1．腰转运动：
运动传动链：
关节电机1→Z1/Z2→Z3/Z4→Z4与立柱空心 轴相连→实现腰转
结构特点：
轴38为一对轴承支承的悬臂轴； 齿轮33与空心轴31固联，空心轴由两个推
力轴承限制其轴向位移。轴套30起轴承座 的作用。
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21
腰转运动传动原理图：
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22
回转运动
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40
手腕的回转运动结构图：
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41
6．手腕的偏转运动（1）：
运动传动链：
关节电机4→直齿轮Z17/Z18→联轴器→联轴 器 → 直 齿 轮 Z19/Z20→ 直 齿 轮 Z20 与 手 腕 固 定 部分相连→带动手腕固定部分连同手腕活动 部分及手腕回转部分一同旋转实现偏转运动。
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15
小臂图例（1）：
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16
小臂图例（2）：
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17
4．手腕：
一端连着小臂，另一端连着手部。需完 成三个方向的旋转运动。整个手腕由三 个部分构成：实现手部回转运动部分； 实现手腕、手部俯仰运动部分；实现整 个手腕偏转运动部分。
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手腕图例：
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19
三、主要运动
小臂
35
4．手腕的俯仰运动：
运动传动链：
关 节 电 机 5 → 联 轴 器 → 直 齿 轮 Z21/Z22→ 伞 齿 轮 Z17/Z18→齿轮18与手腕活动部分固联→与手爪连接 部分与手腕活动部分固联→带动手腕活动部分连同 手爪连接部分旋转运动→完成俯仰运动
结构特点：
当进行俯仰运动时，有附加的手部回转运动，其实 现过程如下：
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24
2．肩关节运动（2）：
结构特点：
在俯视图和A—A示图中，后壳盖9与立柱空 心轴31螺纹联接，空心轴10与后壳盖9螺纹 联接，空心轴10固定不动。
齿轮17与后壳盖9螺纹联接，齿轮17固定不 动，当小齿轮16与之啮合时，只能是自转又 公转，由于轴14支承在大臂上，带动大臂绕 水平轴10旋转，实现肩关节的旋转运动。
结构特点：
齿轮与小臂骨架固联，齿轮的旋转运动直接带动小 臂，完成肘关节的旋转运动。
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30
肘关节运动传动原理图：
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31
肘关节运动结构图（1）：
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32
肘关节运动结构图（2）：
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33
肘关节运动结构图（3）：
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34
固联于大臂骨架
肘关节运动结构图（4）：
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肩关节运动传动原理图：
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26
肩关节运动结构图（1）：
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27
肩关节运动结构图（2）：
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28
肩关节运动结构图（3）：
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29
3．肘关节运动：
肘关节的运动主要是小臂绕大臂的旋转运动。
运动传动链：
关节电机3→联轴器→联轴器→伞齿轮Z11/Z12→直 齿轮Z13/Z14→直齿轮Z15/Z16→齿轮Z16与小臂骨架固 联→带动小臂旋转
当手腕部分俯仰而无其它的运动时→回转电机6不 动→齿轮Z27不动→俯仰运动时齿轮Z28的传动轴由 于安装在手腕活动部分也要绕轴线θ5旋转→齿轮Z28 自转→向后传递→手腕有附加回转运动
Hale Waihona Puke 精选ppt36手腕的俯仰运动传动原理图：
俯仰运动 偏转运动
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37
手腕的俯仰运动结构图：
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38
5．手腕的回转运动：
典型机器人结构示例
主讲 周兰
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1
引言：
本讲主要介绍美国Unimation公司的 产品：PUMA—262型关节式通用机器 人。
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2
一、PUMA—262型机器人简介
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3
1．结构特点：
PUMA—262型机器人是一个关节型
机器人：主体结构三个自由度（腰转
关节、肩关节、肘关节）以及手腕的 三个自由度（俯仰、偏转、回转）都 是回转运动。 传动精度高，结构小巧紧凑，重量轻， 工作范围大，适应性广。
腰转运动结构图：
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23
2．肩关节运动（1）：
肩关节运动即是大臂绕固定于立柱的水 平轴的旋转运动。
运动传动链：
关节电机2→联轴器→伞齿轮Z5/Z6→直齿轮 Z7/Z8→直齿轮Z9/Z10→直齿轮Z10与立柱固联 →直齿轮Z10不能旋转→小齿轮Z9自转又公转 →带动大臂绕立柱水平轴旋转→实现肩转
运动传动链：
关节电机6→联轴器→伞齿轮Z25/Z26→伞 齿轮Z27/Z28→直齿轮Z29/Z30→手腕实现回 转运动
结构特点：
图中所示的方向与偏转运动的方向相同， 这是一个特殊的时刻。当手腕俯仰至与手 爪连接部分向上时，便成为手部的回转运 动。
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手腕的回转运动传动原理图：
俯仰运动 偏转运动
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11
立柱和基座图例：
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12
2．大臂：
主要由内部铝制的整体铸件骨架外加薄 铝盖板构成。大臂上装有肩关节（关节 2）、肘关节（关节3）的驱动电机，内 部装有相应的减速机构。
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13
大臂图例：
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14
3．小臂：
小臂端部连着手腕，内部装有俯仰运动 （关节5）、偏转运动（关节4）、回转 运动（关节6）的驱动电机及部分减速齿 轮。
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1．立柱和基座（2）：
基座：支承整个立柱以上部分，同时与
作业现场固定联接。基座上装有关节1 的驱动电机以及基座内部为该关节的两 级直齿圆柱齿轮减速器；基座上有小臂 的定位夹板，两个控制手爪装置的气动 阀。整个基座是一个铝制的整体铸件。
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关节1
PUMA—262型机器人关结节2 构图：
关节3 关节6
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关节4
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2．应用场合：
广泛用于医药、食品、电子、机械等 行业，从事包装、材料配制、安装， 以及小型机电元件的装配、搬运、喷 涂、机器加载、试验、检查等工作。
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3．主要技术参数（1）：
结构型式：关节式 自由度数：6 运动范围：
θ1
θ2
308° 314°
θ3
θ4
292° 578°
θ5
θ6
244° 534°
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3．主要技术参数（2）：
最大速度：1.23m/s 腕部最大载荷：1㎏ 驱动方式：直流伺服电机 操作方式：示教再现
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二、主要构成
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1．立柱和基座（1）：
立柱：用于支承整个臂部和腕部，同时
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1．腰转运动：
运动传动链：
关节电机1→Z1/Z2→Z3/Z4→Z4与立柱空心 轴相连→实现腰转
结构特点：
轴38为一对轴承支承的悬臂轴； 齿轮33与空心轴31固联，空心轴由两个推
力轴承限制其轴向位移。轴套30起轴承座 的作用。
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腰转运动传动原理图：
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回转运动
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手腕的回转运动结构图：
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6．手腕的偏转运动（1）：
运动传动链：
关节电机4→直齿轮Z17/Z18→联轴器→联轴 器 → 直 齿 轮 Z19/Z20→ 直 齿 轮 Z20 与 手 腕 固 定 部分相连→带动手腕固定部分连同手腕活动 部分及手腕回转部分一同旋转实现偏转运动。
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小臂图例（1）：
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小臂图例（2）：
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4．手腕：
一端连着小臂，另一端连着手部。需完 成三个方向的旋转运动。整个手腕由三 个部分构成：实现手部回转运动部分； 实现手腕、手部俯仰运动部分；实现整 个手腕偏转运动部分。
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手腕图例：
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三、主要运动
小臂
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4．手腕的俯仰运动：
运动传动链：
关 节 电 机 5 → 联 轴 器 → 直 齿 轮 Z21/Z22→ 伞 齿 轮 Z17/Z18→齿轮18与手腕活动部分固联→与手爪连接 部分与手腕活动部分固联→带动手腕活动部分连同 手爪连接部分旋转运动→完成俯仰运动
结构特点：
当进行俯仰运动时，有附加的手部回转运动，其实 现过程如下：
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2．肩关节运动（2）：
结构特点：
在俯视图和A—A示图中，后壳盖9与立柱空 心轴31螺纹联接，空心轴10与后壳盖9螺纹 联接，空心轴10固定不动。
齿轮17与后壳盖9螺纹联接，齿轮17固定不 动，当小齿轮16与之啮合时，只能是自转又 公转，由于轴14支承在大臂上，带动大臂绕 水平轴10旋转，实现肩关节的旋转运动。
结构特点：
齿轮与小臂骨架固联，齿轮的旋转运动直接带动小 臂，完成肘关节的旋转运动。
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肘关节运动传动原理图：
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肘关节运动结构图（1）：
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肘关节运动结构图（2）：
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肘关节运动结构图（3）：
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固联于大臂骨架
肘关节运动结构图（4）：
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肩关节运动传动原理图：
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肩关节运动结构图（1）：
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肩关节运动结构图（2）：
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肩关节运动结构图（3）：
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3．肘关节运动：
肘关节的运动主要是小臂绕大臂的旋转运动。
运动传动链：
关节电机3→联轴器→联轴器→伞齿轮Z11/Z12→直 齿轮Z13/Z14→直齿轮Z15/Z16→齿轮Z16与小臂骨架固 联→带动小臂旋转
当手腕部分俯仰而无其它的运动时→回转电机6不 动→齿轮Z27不动→俯仰运动时齿轮Z28的传动轴由 于安装在手腕活动部分也要绕轴线θ5旋转→齿轮Z28 自转→向后传递→手腕有附加回转运动
Hale Waihona Puke 精选ppt36手腕的俯仰运动传动原理图：
俯仰运动 偏转运动
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手腕的俯仰运动结构图：
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5．手腕的回转运动：
典型机器人结构示例
主讲 周兰
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引言：
本讲主要介绍美国Unimation公司的 产品：PUMA—262型关节式通用机器 人。
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一、PUMA—262型机器人简介
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1．结构特点：
PUMA—262型机器人是一个关节型
机器人：主体结构三个自由度（腰转
关节、肩关节、肘关节）以及手腕的 三个自由度（俯仰、偏转、回转）都 是回转运动。 传动精度高，结构小巧紧凑，重量轻， 工作范围大，适应性广。
腰转运动结构图：
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2．肩关节运动（1）：
肩关节运动即是大臂绕固定于立柱的水 平轴的旋转运动。
运动传动链：
关节电机2→联轴器→伞齿轮Z5/Z6→直齿轮 Z7/Z8→直齿轮Z9/Z10→直齿轮Z10与立柱固联 →直齿轮Z10不能旋转→小齿轮Z9自转又公转 →带动大臂绕立柱水平轴旋转→实现肩转
运动传动链：
关节电机6→联轴器→伞齿轮Z25/Z26→伞 齿轮Z27/Z28→直齿轮Z29/Z30→手腕实现回 转运动
结构特点：
图中所示的方向与偏转运动的方向相同， 这是一个特殊的时刻。当手腕俯仰至与手 爪连接部分向上时，便成为手部的回转运 动。
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手腕的回转运动传动原理图：
俯仰运动 偏转运动
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立柱和基座图例：
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2．大臂：
主要由内部铝制的整体铸件骨架外加薄 铝盖板构成。大臂上装有肩关节（关节 2）、肘关节（关节3）的驱动电机，内 部装有相应的减速机构。
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大臂图例：
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3．小臂：
小臂端部连着手腕，内部装有俯仰运动 （关节5）、偏转运动（关节4）、回转 运动（关节6）的驱动电机及部分减速齿 轮。