文档介绍：1 、定义: 腕部是臂部和手部的连接件,起支承手部和改变手部姿态的作用。 2 、手腕的自由度: ?为了使手部能处于空间任意方向, 要求腕部能实现对空间三个坐标轴 X、Y、Z 的旋转运动。这便是腕部运动的三个自由度,分别称为翻转 R( Roll ) 、俯仰 P( Pitch ) 和偏转 Y( Yaw )。?并不是所有的手腕都必须具备三个自由度,而是根据实际使用的工作性能要求来确定。腕部坐标系手腕的偏转手腕的仰俯手腕的回转 3 、手腕的设计要求?结构紧凑、重量轻; ?动作灵活、平稳,定位精度高; ?强度、刚度高; ?与臂部及手部的连接部位的合理连接结构, 传感器和驱动装置的合理布局及安装等。 4 、手腕的分类(1 )二自由度手腕: 可以由一个 R 关节和一个 B 关节联合构成 BR 关节实现,或由两个 B 关节组成 BB 关节实现, 但不能由两个 RR 关节构成二自由度手腕, 因为两个 R 关节的功能是重复的, 实际上只起到单自由度的作用。 BR 手腕 BB 手腕 RR 手腕(属于单自由度) (2) 三自由度手腕: 有R 关节和 B 关节的组合构成的三自由度手腕可以有多种型式,实现翻转、俯仰和偏转功能。 BBR 手腕 BRR 手腕 5. 按手腕的驱动方式分: ?直接驱动手腕: ?驱动源直接装在手腕上。这种直接驱动手腕的关键是能否设计和加工出尺寸小、重量轻而驱动扭矩大、驱动性能好的驱动电机或液压马达。?远距离传动手腕: ?有时为了保证具有足够大的驱动力, 驱动装置又不能做得足够小, 同时也为了减轻手腕的重量,采用远距离的驱动方式,可以实现三个自由度的运动。液压直接驱动 BBR 手腕图例远距离传动手腕图例 6 、典型结构(1) 摆动液压缸(又称回转液压缸): ?结构: ?由缸体、隔板、叶片、花键套等主要部件构成。其中叶片 7 固定在转子上, 用花键将转子与驱动轴连接,用螺栓 2 将隔板与缸体连接。?工作原理: ?在密封的缸体内, 隔板与活动叶片之间围成两个油腔, 相当油缸中的无杆腔和有杆腔。液压力作用在活动叶片的端面上, 对传动轴中心产生力矩使被驱动轴转动。摆动缸转角在 270 ° 左右。(2) 单自由度回转运动手腕: ?结构特点: ?机器人手部的张合是由汽缸驱动的,而手腕的回转运动则由回转液压缸实现。?工作原理: ?将夹紧汽缸的外壳与摆动油缸的动片连接在一起, 当摆动液压缸中不同的油腔中进油时,即可实现手腕不同方向的摆动。(3) 双回转油缸驱动手腕: ?结构特点: ?采用双回转油缸驱动, 一个带动手腕作俯仰运动, 另一个油缸带动手腕作回转运动。? V-V 视图表示的回转缸中动片带动回转油缸的刚体, 定片与固定中心轴联结实现俯仰运动; L-L 视图表示回转缸中动片与回转中心轴联结, 定片与油缸缸体联结实现回转运动。(4) 轮系驱动的二自由度 BR 手腕: ?结构特点: ?由轮系驱动可实现手腕回转和俯仰运动, 其中手腕的回转运动由传动轴 S传递,手腕的俯仰运动由传动轴 B 传递。?回转运动: 轴S 旋转→锥齿轮副 Z1 、 Z2 →锥齿轮副 Z3