从理论上讲,机器人的传动和布局设计应该是一个相对成熟的领域。如果有原型,你可以通过打开它来了解大部分的结构。但国内厂商在结构优化设计经验、装配规范标准化、零部件按需定制、供应链优化等方面仍需长期积累。
以KUKA为例,分为协作机器人iiwa和传统机器人KR两大系列。
目前,主流合作机器人采用模块化关节设计,采用直接驱动电机+谐波减速器。每个关节的内部结构基本相同,但尺寸不同。例如,iiwa的每个基本轴::
每个关节包括电机、伺服驱动、谐波减速器、电机编码器、关节位置传感器和扭矩传感器,电机和减速器直接连接。
对于KR系列等传统机器人,终端布局一般符合三轴交点的基本原则,主要区别在于三台电机的布置和传动模式。
之前的很多机器人都用4、5、6三轴电机布置在手臂后面,通过同心轴+伞齿轮/同步带传动到手腕。
三个电机的动力通过同心轴传递到手腕。
近年来,为了追求纤细紧凑的外观,机器人采用了将4、5、6三轴电机内置在臂内的方式。
事实上,就传统工业机器人而言,主要区别在于5轴和6轴的布局。借助深厚的设计技巧和强大的定制能力,国外品牌普遍采用齿轮或同步带作为动力传输,电机布局相对落后。因此,机器人的手臂和手腕相对紧凑。
但国内厂家受成品电机尺寸、齿轮精度、噪音、装配经验不足的限制,5、6轴采用直接连接或单同步带,导致手腕尺寸普遍过大。
机械是一门博大精深的学科,可惜国内总有一种机械很简单的论调。