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家产呆板人常用驱动与传动布局图
网络整理 [ 浏览点击:] [ 发布时间:2021-01-19 19:13 ]

图 2.71 滚球丝杠副

2.5.2 旋转驱念头构

1. 齿轮链

齿轮链是由两个或两个以上的齿轮构成的传念头构。它不单可以通报举动角位移和角速度, 并且可以通报力和力矩。 现以具有两个齿轮的齿轮链为例, 说明其传动转换干系。个中一个齿轮装在输入轴上, 另一个齿轮装在输出轴上, 如图2.72所示。

家当机械人常用驱动与传念头关图

图 2.72 齿轮链机构

利用齿轮链机构应留意两个问题。一是齿轮链的引入会改变系统的等效动弹惯量, 从而使驱动电机的响应时间减小, 这样伺服系统就越发容易节制。输出轴动弹惯量转换到驱动电机上, 等效动弹惯量的下降与输入输出齿轮齿数的平方成正比。 二是在引入齿轮链的同时, 由于齿轮间隙误差, 将会导致呆板人手臂的定位误差增加; 并且, 如果不采纳一些调停法子, 齿隙误差还会引起伺服系统的不不变性。

凡是, 齿轮链动弹有以下几种范例, 如图2.73所示。 个中圆柱齿轮的传动效率约为90%, 因为布局简朴, 传动效率高,圆柱齿轮在呆板人设计中最常见; 斜齿轮传动效率约为80%, 斜齿轮可以改变输出轴偏向; 锥齿轮传动效率约为70%, 锥齿轮可以使输入轴与输出轴不在同一个平面, 传动效率低; 蜗轮蜗杆传动效率约为70%,蜗轮蜗杆机构的传动比大, 传动平稳, 可实现自锁, 但传动效率低, 制造本钱高, 需要润滑; 行星轮系传动效率约为80%,传动比大, 但布局巨大。

家当机械人常用驱动与传念头关图

图 2.73 常用的齿轮链

(a) 圆柱齿轮; (b) 斜齿轮; (c) 锥齿轮; (d) 蜗轮蜗杆; (e) 行星轮系

2. 同步皮带

同步皮带雷同于工场的电扇皮带和其他传动皮带, 所差异的是这种皮带上具有很多型齿, 它们和同样具有型齿的同步皮带轮齿相啮合。 事情时, 它们相当于柔软的齿轮, 具有柔性好, 价值自制两大利益。别的, 同步皮带还被用于输入轴和输出轴偏向纷歧致的环境。这时, 只要同步皮带足够长,使皮带的扭角误差不太大, 则同步皮带仍可以或许正常事情。在伺服系统中, 假如输出轴的位置回收码盘丈量, 则输入传动的同步皮带可以放在伺服环外面, 这对系统的定位精度和反复性不会有影响, 反复精度可以到达1 mm以内。 另外, 同步皮带比齿轮链价值低得多, 加工也容易得多。 有时, 齿轮链和同步皮带团结起来利用更为利便。

3. 谐波齿轮

固然谐波齿轮已问世多年, 但直到最近人们才开始遍及地利用它。 今朝, 呆板人的旋转枢纽有60%~70%都利用谐波齿轮。 谐波齿轮传念头构由刚性齿轮、 谐波产生器和柔性齿轮三个主要零件构成, 如图2.74所示。 事情时, 刚性齿轮牢靠安装, 各齿均布于圆周, 具有外齿形的柔性齿轮沿刚性齿轮的内齿动弹。柔性齿轮比刚性齿轮少两个齿, 所以柔性齿轮沿刚性齿轮每转一圈就反偏向转过两个齿的相应转角。 谐波产生器具有椭圆形表面, 装在谐波产生器上的滚珠用于支承柔性齿轮, 谐波产生器驱动柔性齿轮旋转并使之产生塑性形。动弹时, 柔性齿轮的椭圆形端部只有少数齿与刚性齿轮啮合, 只有这样, 柔性齿轮才气相对付刚性齿轮自由地转过必然的角度。

假设刚性齿轮有100个齿, 柔性齿轮比它少2个齿, 则当谐波产生器转50圈时, 柔性齿轮转1圈, 这样只占用很小的空间就可获得1∶50的减速比。 由于同时啮合的齿数较多, 因此谐波产生器的力矩通报本领很强。在3个零件中, 尽量任何2个都可以选为输入元件和输出元件, 但凡是老是把谐波产生器装在输入轴上, 把柔性齿轮装在输出轴上, 以得到较大的齿轮减速比。

家当机械人常用驱动与传念头关图

图 2.74 谐波齿轮传动

直线驱动和旋转驱动的选用和制动

1. 驱动方法的选用

在便宜的计较机问世以前, 节制旋转举动的主要坚苦之一是计较劲大, 所以, 其时认为回收直线驱动方法较量好。 直流伺服电机是一种较抱负的旋转驱动元件, 但需要通过较昂贵的伺服功率放大器来举办准确的节制。譬喻,在1970年,尚没有靠得住的大功率晶体管, 需要用很多大功率晶体管并联, 才气驱动一台大功率的伺服电机。

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