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KUKA機(jī)器人上的減速機(jī)是什么

2020-02-13 11:06:36

KUKA機(jī)器人上的減速機(jī)是什么

人類手臂*重要的是各個(gè)關(guān)節(jié)、韌帶，而機(jī)器人*重要的就是每個(gè)關(guān)節(jié)中的：減速機(jī)。這是一種精密的動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，其利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的裝置，從而降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。

機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，*早是從液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)開始的，經(jīng)過一系列科技的發(fā)展和創(chuàng)新，才形成了今天我們所看到的減速機(jī)。

液壓機(jī)構(gòu)

1959 年，世界上第一條工業(yè)機(jī)械臂被研制出來，利用了很多液壓機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。這是工業(yè)史上的一大創(chuàng)舉，終于有一種靈活的機(jī)器可以替代人工機(jī)械式的勞動(dòng)。

電動(dòng)機(jī)

1973 年，庫卡改進(jìn)了工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，6 個(gè)關(guān)節(jié)全部用電動(dòng)機(jī)控制，這使得機(jī)器人的結(jié)構(gòu)更加緊湊，關(guān)節(jié)動(dòng)作更加靈活，工作范圍大大增加。

電動(dòng)機(jī)+液壓機(jī)構(gòu)

在制造機(jī)器人的道路上 KUKA 不斷創(chuàng)新改良，隨后，KUKA 改造了機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)：由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 6 個(gè)關(guān)節(jié)，并用液壓機(jī)構(gòu)助力以增加負(fù)載能力，2 號和 3 號軸中加入絲桿螺母傳動(dòng)大大提高了重復(fù)精度。

諧波減速機(jī)

1989 年，世界格局發(fā)生了巨大變化。有一種減速機(jī)從冷戰(zhàn)的高墻之內(nèi)解禁出來，很快被用在民用工業(yè)機(jī)器人上。負(fù)載能力與精度兼?zhèn)渲?，機(jī)器人結(jié)構(gòu)變得十分簡潔，運(yùn)行非常靈活。這款神奇的減速機(jī)就是大名鼎鼎的“諧波減速機(jī)”（Harmonic Drive）。

諧波減速機(jī)的結(jié)構(gòu)十分簡單，是由波發(fā)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(shù)差，以及柔輪在運(yùn)行時(shí)的可控形變來達(dá)到減速與傳遞動(dòng)力的目的。

自重輕、體積小、減速比高、傳動(dòng)力矩大、反向間隙小、精度高、運(yùn)行平滑效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)使得諧波減速機(jī)在上世紀(jì) 80 年代末，90 年代初被廣泛使用在機(jī)器人身上。

RV 減速機(jī)

科技飛速發(fā)展，緊接著另一種減速機(jī)進(jìn)入了機(jī)器人研發(fā)工程師的視線——RV 減速機(jī)（Rotary Vector Drive）。RV 減速機(jī)是行星減速機(jī)與擺線輪減速機(jī)的結(jié)合。利用行星輪軸的偏心驅(qū)動(dòng)力使得擺線盤在外圈上擺動(dòng)，達(dá)到減速與動(dòng)力傳遞的目的。它既有行星減速機(jī)減速比變化范圍大的特點(diǎn)又有擺線輪反向間隙小、傳動(dòng)力矩大的特點(diǎn)。而且體積相對較小，十分適合安裝在機(jī)器人上使用。

行星減速機(jī)（左）擺線輪減速機(jī)（中） RV 減速機(jī)（右）

劃重點(diǎn)：

諧波減速機(jī)更輕，所以目前 KUKA 的小機(jī)器人（KR 6 Agilus, KR 10 Agilus, LBR iiwa）采用諧波減速機(jī)。

RV 減速機(jī)更耐沖擊，所以 KUKA 較大體型的機(jī)器人都采用 RV 減速機(jī)。也有個(gè)別機(jī)器人身上兩種都有（KR 3 Agilus）。

了解更多資訊：庫卡機(jī)器人