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KUKA微校:机器人上的减速机

2019年12月02日 11:40:16来源:KUKA点击:3524

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  【机床商务网栏目 机床上下游】Hello,KU粉们,俗话说“打铁还需自身硬”。过去的十节课小KU老师已经传授给你们很多软件方面的“内功心法”,那么硬件方面的知识你们又知道多少呢?
 
  别担心,这节课小KU老师将给你们科普一下“机器人上的减速机”的相关知识!
 
  上课啦!
 

 
  人类手臂最重要的是各个关节、韧带,而机器人最重要的就是每个关节中的:减速机。这是一种精密的动力传达机构,其利用齿轮的速度转换器,将电机的回转数减速到所要的回转数,并得到较大转矩的装置,从而降低转速,增加转矩。
 
  机器人关节的运动,最早是从液压机构驱动开始的,经过一系列科技的发展和创新,才形成了今天我们所看到的减速机。
 
  液压机构
 
  1959年,世界上第一条工业机械臂被研制出来,利用了很多液压机构来驱动机器人关节的运动。这是工业史上的一大创举,终于有一种灵活的机器可以替代人工机械式的劳动。
 
 
  电动机
 
  1973年,KUKA改进了工业机器人的结构,6个关节全部用电动机控制,这使得机器人的结构更加紧凑,关节动作更加灵活,工作范围大大增加。
 
 
  电动机+液压机构
 
  在制造机器人的道路上KUKA不断创新改良,随后,KUKA改造了机器人的驱动结构:由电动机驱动6个关节,并用液压机构助力以增加负载能力,2号和3号轴中加入丝杆螺母传动大大提高了重复精度。
 
 
  谐波减速机
 
  1989年,世界格局发生了巨大变化。有一种减速机从冷战的高墙之内解禁出来,很快被用在民用工业机器人上。负载能力与精度兼备之下,机器人结构变得十分简洁,运行非常灵活。这款神奇的减速机就是大名鼎鼎的“谐波减速机”(Harmonic Drive)。
 
  谐波减速机的结构十分简单,是由波发生器、柔轮、刚轮三部分组成。其原理是利用柔轮与刚轮的齿数差,以及柔轮在运行时的可控形变来达到减速与传递动力的目的。
 
  自重轻、体积小、减速比高、传动力矩大、反向间隙小、精度高、运行平滑效率高等诸多优点使得谐波减速机在上世纪80年代末,90年代初被广泛使用在机器人身上。
 
 
  RV减速机
 
  科技飞速发展,紧接着另一种减速机进入了机器人研发工程师的视线——RV减速机(Rotary Vector Drive)。RV减速机是行星减速机与摆线轮减速机的结合。利用行星轮轴的偏心驱动力使得摆线盘在外圈上摆动,达到减速与动力传递的目的。它既有行星减速机减速比变化范围大的特点又有摆线轮反向间隙小、传动力矩大的特点。而且体积相对较小,十分适合安装在机器人上使用。
 
行星减速机(左)   摆线轮减速机(中)    RV减速机(右)
 
  划重点:
 
  谐波减速机更轻,所以目前KUKA的小机器人(KR6Agilus,KR10Agilus,LBRiiwa)采用谐波减速机。
 
  RV减速机更耐冲击,所以KUKA较大体型的机器人都采用RV减速机。也有个别机器人身上两种都有(KR3Agilus)。
 
  下课啦!
 
  好啦,本次课程就讲到这里。如果学的不过瘾还想亲手拆解一下RV减速机,亲眼看看减速机运行原理的KU粉们欢迎前来KUKA学院学习噢。KUKA学院里面不仅有各路KU咖的精彩课程,还有装备齐全的实操场地!
 
  (原标题:KUKA微校:机器人上的减速机)
(来源:KUKA)


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