机械臂2---机械臂的驱动方式

     当操作臂的总体运动学结构确定后，下一步要考虑的最重要的问题是各个关节的驱动方式。通常，驱动器、减速装置和传动装置是密切相关的，所以必须综合考虑。

     驱动器布局

      最直接仿办法是把驱动器布置在所驱动的关节上或者附近。如果驱动器能够产生足够的力矩或者力的话，那么驱动器的输出轴可直接与关节相连。这种结构步进称为直接驱动。它具有设计简单、控制方便等优点--即：驱动器和关节之间没有传动元件或减速元件，因而关节运动的精度与驱动器的精度相同。

     然而，大多下驱动器为高转速、低扭矩，所以需要安卓减速系统。而且，驱动器通常都很重。如果驱动器能远离关节而靠近操作臂的基座安装，则操作臂的总体惯性将会明显下降，反过来也减小了驱动器的尺寸。维持，需要使用传动系统把驱动器的运动传送给关节。

     在驱动器远离关节的驱动系统中，减速系统可以放置在驱动器或者关节上。有些布局方案把减速系统与传动系统的功能集成在一起。另外，除了增加机构的复杂性外，减速系统与传动系统的主要弊端之一是产生了不必要的摩擦和变形。如果减速系统安装在关节上，那么传动系统工作在较高转速、较低转矩状态下。低扭矩意味着变形将不是一个主要问题。但是，如果减速器的重量很大，则驱动器远离关节安装的意义就不大了。

 

减速系统  

     齿轮是最常用的减速元件，它的结构紧凑，传动比大。齿轮副有平行轴(直齿轮)、正交轴(锥齿轮)、倾斜轴(蜗轮或螺旋齿轮)等几种形式。不同类型的齿轮组有不同的负载能力、磨损特性和摩擦特性。

     齿轮传动的主要缺点是额外引入了间隙和摩擦。间隙是由于齿轮合的不理想而产生的，它被定义为，当输入齿轮固定不动时，输出齿轮所产生的最大角位移。如果使齿轮齿合紧密以消除间隙，则又会带来过大的摩擦。采用高精度的齿轮以及高精度的安装方式可以减小这些影响，但会使成本上升。

      齿轮传动比η，反映齿轮副的减速效应与扭矩的增加效应。对于减速系统，定义η>1；则输入速度、输出速度、扭矩之间的关系是

    

 

 

第二大类减速元件是柔性带、钢缆和皮带。由于要有足够的柔性才能卷绕在传动轮上，所以这些元件在长度方向通常具有柔性。它们的柔性大小与其长度成正比。

 

 

普通丝杆

 

滚珠丝杆

 

普通丝杆和滚珠丝杆可以把旋转运动转换为直线运动

 

 

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