机器人概论第三讲.ppt

山东大学机械工程学院机电工程研究所 2007/11/20 第2章机器人的结构设计? 机器人系统的组成? 机器人结构的特点和要求? 机器人的机械结构设计 1 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2007/11/20 常用元件和装置: 齿轮副,钢绳,丝杠,滚珠丝杠,蜗轮蜗杆, 齿形带,行星减速器,谐波减速器等; 重点介绍后三种。 机器人的机械结构设计 2 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2007/11/20 3 ?齿轮传动、蜗轮传动和齿轮齿条传动应用于机器人传动机构时,须特别注意消除间隙问题,否则回差很大,达不到应有的转角精度要求。?对于链传动、齿形带传动、钢带传动和钢丝绳传动,必须考虑张紧问题,否则也会产生很大的回差。 机器人的机械设计 3 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2007/11/20 机器人的机械设计齿形带(也叫同步带) 同步带是以钢丝绳或玻璃纤维为强力层,外覆以聚氨酯或***丁橡胶的环形带,带的内周制成齿状, 使其与齿形带轮啮合。传动特点: 1、速比可达 10 ,不会滑动,传动比基本不变。 2、传动平稳,具有缓冲、减振能力,噪声低。 3、转矩小,重量轻。 4、线速度可达 50m/s ,功率传递范围从几瓦到几百千瓦。 5、实现大中心距传动。 6、中心距的要求严格,价格较高。 4 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2007/11/20 机器人的机械设计?主要失效形式①带体疲劳断裂。②带齿剪断和压溃。③带侧、带齿磨损、包布剥离。④承载层伸长、节距增大、形成齿的干涉、爬齿。⑤冲击、过载使带体断裂。?同步带分类 同步带齿有梯形齿和弧齿两类,弧齿又有三种系列:圆弧齿(H 系列又称 HTD 带)、平顶圆弧齿(S系列又称为 STPD 带)和凹顶抛物线齿( R系列)。 5 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2007/11/20 机器人的机械设计技术参数: 齿数、齿形、节距、带宽、节线长度、额定负载、最大带速、重量等。设计步骤: 1、确定传动功率。 2、确定带的型号和节距 3、选择齿轮齿数和节圆直径 4、验证带速 5、确定同步带节线长度。主要应用于要求大中心距、传动比准确的中、小功率传动中,如:腕关节。 6 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2007/11/20 机器人的机械设计行星齿轮减速机 7 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2007/11/20 行星齿轮减速机行星齿轮减速机主要传动结构包括:行星轮及支架、太阳轮和外齿圈,后两者也同称中心轮。由于存在行星架,可以有三条转动轴允许动力输入/输出。 8 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2007/11/20 周转轮系图例?主要构成: 1、3—中心轮 2—行星轮 H—系杆 a)中心轮均不固定—差动轮系 b)一个中心轮固定——行星轮系 9 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2007/11/20 行星齿轮减速机如果限制其中一条轴的转动,剩下两条轴进行传动,这样一来,互相啮合的齿轮之间的关系就可以有多种组合。如:太阳轮输入,外齿圈输出,行星架锁死;或:太阳轮输入,行星架输出,外齿圈锁死;等等。每一种组合的传动比等有很大不同。 10