機器人關節如何做到精準控制，原來內部結構這么復雜！

日期：2021/1/12 16:19:11　人氣：2886

人關節如何做到精準控制，原來內部結構這么復雜！

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現在工業機器人的自動化程度讓人嘆為觀止，5軸6軸機器人具有如此多的關節，還能夠做到運動和指令的精確傳輸，各部位緊密配合完成復雜的工作，讓人不禁好奇它們的傳動系統到底是怎樣的，關節到底是什么結構的呢?

▲日本安川機器人揮刀削豌豆

關節是工業機器人最重要的基礎部件之一，也是運動的核心部件：精密減速機。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。

機器人關節處的減速傳動，要求傳動鏈短、體積小、功率大、質量輕和易于控制，同時，對于中高載荷的工業機器人，還需要足夠的剛度、回轉精度和運動精度穩定性。

機器人關節減速傳動結構↓↓↓

目前全球能夠提供規模化且性能可靠的精密減速器生產企業不多，絕大多數市場份額都被日本企業占據：Nabtesco的RV減速器約占60%，Harmonica的諧波減速器約占15%，還有住友重工(SUMITOMO，未查到比例)。尤其在機器人領域的應用比例，是壓倒性的。

▲拆解精密減速機的內部結構

Nabtesco(納博特斯克)是由帝人精機和納博克(1956年生產了日本第一個自動門)這兩家日本公司強強合并組成。作為運動控制系統和零部件的生產商，這兩家公司都在其特定的業務領域，掌握了高端核心技術，控制著很大的市場份額。

作為世界上最大的精密擺線針輪減速機制造商，Nabtesco生產高性能減速機、中空軸減速機，以及單軸伺服執行器和控制器。

其生產的精密設備具有高扭矩、高剛性和高耐過載沖擊荷載能力的同時，兼有高精密和非常低的回程間隙，被廣泛應用于衛星、雷達天線、工業機器人、半導體和焊接技術等工業自動化領域。

▲工業機器人各關節應用精密減速機

日本Harmonic Drive Systems Inc.(簡稱HDSI)是整體運動控制的領軍企業，其生產的Harmonic Drive組合型諧波減速機，具有輕量小型、無齒輪間隙、高轉矩容量等特點，被廣泛應用于工業機器人、仿人機器人、半導體液晶生產裝置、光伏設備、光學儀器、精密機床等各種尖端領域。

▲諧波減速器內部結構

為了涵蓋諧波減速機所不能做到的低減速比領域，HDSI產品還涉及到精密行星齒輪箱型諧波減速機Harmonic Planetary。獨特的內齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪與其嚙合的更緊、消除背隙，已達到精密級的傳動誤差。

日本住友SUMITOMO是擁有400多年歷史的世界500強之一的住友集團旗下的建設機械廠家，住友產品在1967年憑借自身技術，開發研制了第一臺液壓挖掘機之后，目前世界各地到處活躍著住友液壓挖掘機的身影。

▲住友減速機

住友減速機包含各種型號減速機，如住友大型斜齒輪減速箱，住友行星齒輪減速機，住友斜齒輪減速機，住友蝸輪蝸桿減速機等。減速比大，效率高，針齒嚙合系套式滾動摩擦，嚙合表面無相對滑動，一級減速效率可達94%。

文字來源：工業機器人

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