文档介绍：工业机器人第四章工业机器人结构设计
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主 要 内 容
1、工业机器人总体设计
主体结构设计
传动方式选择
模块化结构设计
材料选择
平衡系统设计
2、传动部件设计
移行星齿轮机构
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与一般齿轮传动和蜗杆传动不同，谐波传动其工作原理是基于一种变形原理，即通过柔轮变形时其径向位移和切向位移间的转换关系，从而实现传动机构的力和运动的转换。
谐波齿轮传动是靠柔性齿轮（柔轮）所产生的可控弹性变形来实现传递运动和动力的。它的基本构件有：柔轮、波发生器和刚轮。三个构件中可任意固定一个，其余两个一为主动、一为从动，可实现减速或增速（固定传动比），也可变换成两个输入，一个输出 ，组成差动传动。
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当刚轮固定，波发生器为主动，柔轮为从动时，柔轮在椭圆凸轮作用下产生变形，在波发生器长轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全啮合；在短轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全脱开；在波发生器长轴与短轴区间，柔轮轮齿与刚轮轮齿有的处于半啮合状态，称为啮入；有的则逐渐退出啮合处于半脱开状态，称为啮出。由于波发生器的连续转动，使得啮入、完全啮合、啮出、完全脱开这四种情况依次变化，循环不已。由于柔轮比刚轮的齿数少2 ，所以当波发生器转动一周时，柔轮向相反方向转过两个齿的角度，从而实现了大的减速比。
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与一般齿轮传动比较，它有以下特点： （1）传动比大，且范围广。单级传动的传动比为50~320，复波传动的传动比可达107。 （2）同时参加啮和的齿数多，承载能力高。传递公称力矩时，同时参加啮和的齿数可达到总齿数的30%~40%。 （3）体积小，重量轻。在传动比和承载条件相同的情况下，谐波齿轮传动比一般齿轮传动的体积和重量减小1/3~1/2左右。 （4）运动精度高，回差小。 （5）传动效率高，一般单级传动效率为70%-90%。 （6）可向密闭空间传递运动和动力，这一点是其它任何机械传动无法实现
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行星减速器的主要特点如下： （1）体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高。由于行星齿轮传动是一种共轴线式传动形式，即具有同轴线传动的特点。在结构上采用了对称分流传动结构，即用几个完全相同的行星轮均匀分布在中心轮圆周来共同分担载荷，并且合理地应用了内啮合，充分地利用了空间的容积，从而缩小了径、轴向尺寸，使结构紧凑，而承载能力又高。因而行星齿轮传动在相同功率和传动比的条件下，可使其外部尺寸和重量只为普通齿轮传动的1/2-1/6。 （2）传动效率高，工作可靠。行星齿轮传动由于采用了对称的分流传动结构，使作用于中心轮和行星架等主要轴承上的作用力互相平衡，有利于提高传动效率。 （3）传动比大。适当选择传动类型和齿轮齿数，便可利用少数几个齿轮而获得很大的传动比。 由于行星齿轮传动具有上述优点，故目前行星齿轮减速器不仅适用于告诉大功率，而且在低速大扭矩设备上也已广泛应用。
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三 臂部设计
臂部设计的基本要求
刚度高、导向性好、重量轻、运动平稳、定位精度高
手臂的常用结构
直线运动机构
回转运动机构
臂部运动驱动力计算
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四 手腕设计
概述
手腕可具有的自由度：翻转、俯仰、偏转
设计的重点是手腕的大小和重量
手腕的分类
按自由度数目分类
按驱动方式分类
手腕设计举例
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五 手部设计
工业机器人手部特点
手部与手腕相连处可拆卸
手部是工业机器人末端操作器
手部的通用性比较差
手部是一个独立部件
手部的分类
手部设计和选用要求
普通手爪设计
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手部设计和选用要求
被抓握的对象物
几何参数：工件尺寸；抓握表面数目、位置和方向；夹持表面间的距离和几何形状；
机械特性：质量、材料、表面温度等
物料馈送器或存储装置
对手爪必需的最小、最大爪钳间的距离；必需的夹紧力；其它的不确定因素
机器人作业顺序
手爪和机器人的匹配
手爪的机械接口/手爪自重
环境条件
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普通手爪设计
机械式手爪设计
驱动：气动、液动、电动
传动：运动要求和夹紧