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KUKA機器人上的減速機是什么
2020-02-13 11:06:36
KUKA機器人上的減速機是什么
人類手臂*重要的是各個關節、韌帶,而機器人*重要的就是每個關節中的:減速機。這是一種精密的動力傳達機構,其利用齒輪的速度轉換器,將電機的回轉數減速到所要的回轉數,并得到較大轉矩的裝置,從而降低轉速,增加轉矩。
機器人關節的運動,*早是從液壓機構驅動開始的,經過一系列科技的發展和創新,才形成了今天我們所看到的減速機。
液壓機構
1959 年,世界上第一條工業機械臂被研制出來,利用了很多液壓機構來驅動機器人關節的運動。這是工業史上的一大創舉,終于有一種靈活的機器可以替代人工機械式的勞動。
電動機
1973 年,庫卡改進了工業機器人的結構,6 個關節全部用電動機控制,這使得機器人的結構更加緊湊,關節動作更加靈活,工作范圍大大增加。
電動機+液壓機構
在制造機器人的道路上 KUKA 不斷創新改良,隨后,KUKA 改造了機器人的驅動結構:由電動機驅動 6 個關節,并用液壓機構助力以增加負載能力,2 號和 3 號軸中加入絲桿螺母傳動大大提高了重復精度。
諧波減速機
1989 年,世界格局發生了巨大變化。有一種減速機從冷戰的高墻之內解禁出來,很快被用在民用工業機器人上。負載能力與精度兼備之下,機器人結構變得十分簡潔,運行非常靈活。這款神奇的減速機就是大名鼎鼎的“諧波減速機”(Harmonic Drive)。
諧波減速機的結構十分簡單,是由波發生器、柔輪、剛輪三部分組成。其原理是利用柔輪與剛輪的齒數差,以及柔輪在運行時的可控形變來達到減速與傳遞動力的目的。
自重輕、體積小、減速比高、傳動力矩大、反向間隙小、精度高、運行平滑效率高等諸多優點使得諧波減速機在上世紀 80 年代末,90 年代初被廣泛使用在機器人身上。
RV 減速機
科技飛速發展,緊接著另一種減速機進入了機器人研發工程師的視線——RV 減速機(Rotary Vector Drive)。RV 減速機是行星減速機與擺線輪減速機的結合。利用行星輪軸的偏心驅動力使得擺線盤在外圈上擺動,達到減速與動力傳遞的目的。它既有行星減速機減速比變化范圍大的特點又有擺線輪反向間隙小、傳動力矩大的特點。而且體積相對較小,十分適合安裝在機器人上使用。
行星減速機(左) 擺線輪減速機(中) RV 減速機(右)
劃重點:
諧波減速機更輕,所以目前 KUKA 的小機器人(KR 6 Agilus, KR 10 Agilus, LBR iiwa)采用諧波減速機。
RV 減速機更耐沖擊,所以 KUKA 較大體型的機器人都采用 RV 減速機。也有個別機器人身上兩種都有(KR 3 Agilus)。
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