工业机器人主要组成部分及谐波减速器的应用

了解工业机器人的应用，其组件是有益的。它可以代替重复性的机械操作，效率高。是一种靠自身动力和控制能力实现各种功能的机器！

工业机器人一般用于工业制造，如汽车制造、电器、食品等。，可以高效率的代替重复性的机械操作。它是一种依靠自身的动力和控制能力实现各种功能的机器。它可以由人来指挥，也可以按照预先编制好的程序运行。现在我们介绍一下工业机器人的主要部件。

1、主体

即主框架和执行机构，包括手臂、手腕和手。有些机器人也有行走机构。工业机器人有6个自由度以上，其中手腕通常有1 ~ 3个自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用于使执行机构产生相应的动作；控制系统根据输入程序向驱动系统和致动器发送命令信号，并控制它们。

2.传动系统

工业机器人的驱动系统按动力源可分为液压、气动和电动三大类。根据需要，这三种基本类型还可以组合成复合驱动系统。这三种基本驱动系统各有特点。目前主流是电传动系统。

由于惯性小，大扭矩的交流和DC伺服电机及其配套的伺服驱动器(交流变频器、DC脉宽调制器)被广泛使用。这种系统不需要能量转换，使用方便，控制灵活。大多数电机都需要配备一个精密的传动机构:减速器。

齿轮速度转换器用于将电机的转数减慢到所需的转数，并获得较大的扭矩，从而降低转速，增加扭矩。负载较大时，盲目增加伺服电机的功率并不划算，可以在合适的转速范围内通过减速器增加输出扭矩。

另外，伺服电机在低频运行下容易发热和低频振动，长时间重复工作不利于保证其准确可靠运行。精密减速电机的存在使得伺服电机以合适的速度运行，提高了机械体的刚性，输出更大的扭矩。现在减速器主要有两种:谐波减速器和RV减速器。

谐波减速器的原理:

谐波作为减速器，通常采用主动波发生器、固定刚性轮和柔性轮输出的形式。当波浪发生器安装在柔性轮内圆时，柔性轮受力弹性变形为椭圆形，使得柔性轮长轴处的柔性轮齿插入刚性轮的齿槽中，柔性轮处于完全啮合状态；而短轴处的两个轮子的齿是完全不接触的，所以处于脱离状态。在啮合和脱离的过程之间，处于啮合或啮合状态。当造波机不断转动时，迫使柔轮不断变形，使两轮的轮齿在啮合、咬合、咬合、脱开的过程中改变工作状态，产生所谓的错齿运动，从而实现主动造波机与柔轮之间的运动传递。

谐波减速器的特性:

1)精度高:多齿同时在180度对称的两个位置啮合，因此齿轮节距误差和累积节距误差对旋转精度的影响比较平均，可以获得极高的位置精度和旋转精度。

2)传动比大:单级谐波齿轮传动的传动比可达i=30~500，结构简单。同一轴上的三个基本零件可以实现高减速比。

3)承载能力高:谐波传动中，齿与齿之间的啮合是面接触，同时啮合的齿数比较多，所以单位面积载荷小，承载能力比其他传动形式高。

4)体积小、重量轻:与普通齿轮装置相比，体积和重量可大大减小，实现小型化、轻量化。

5)传动效率高，使用寿命长。

6)传动平稳，无冲击，噪音低。

3.控制系统

机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。工业机器人技术工业机器人控制技术的主要任务是控制工业机器人在工作空间内的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序和动作时间。具有编程简单、软件菜单操作、人机界面友好、在线操作提示、使用方便等特点。

控制器是机器人的核心，国外公司对我国实行严格封锁。近年来，随着微电子技术的发展，微处理器的性能越来越高，而价格越来越便宜。目前市场上已经出现了1-2美元价格的32位微处理器。

高性价比的微处理器为机器人控制器带来了新的发展机遇，使得开发低成本高性能的机器人控制器成为可能。为了保证系统有足够的计算和存储能力，目前，大多数机器人控制器都有很强的计算能力。ARM系列，DSP系列，POWERPC系列，Intel系列等芯片。

另外，由于现有通用芯片的功能和性能在价格、性能、集成度、接口等方面都不能完全满足某些机器人系统的要求，因此机器人系统需要SoC(Systemon Chip)技术。将特定的处理器与所需的接口集成在一起，可以简化系统外围电路的设计，减小系统的体积，降低成本。

例如，Actel在其FPGA产品上集成了NEOS或ARM7的处理器内核，形成了完整的SoC系统。在机器人运动控制器方面，其研究主要集中在美国和日本，并有成熟的产品，如美国的DELTATAU公司、日本的李鹏株式会社等。其运动控制器以DSP技术为核心，采用基于PC的开放式结构。

4.末端执行器

末端执行器是连接到操纵器最后一个关节的组件。它通常用于抓取物体，与其他机构连接并执行所需的任务。机器人一般不设计也不卖末端执行器。在大多数情况下，它们只提供一个简单的抓手。通常，末端执行器安装在机器人6轴的法兰上，完成给定环境下的任务，如焊接、喷漆、涂胶和零件装卸等。，都是需要机器人来完成的任务。