從理論上講,機器人的傳動和布局設計應該是一個相對成熟的領域。如果有原型,你可以通過打開它來了解大部分的結構。但國內廠商在結構優化設計經驗、裝配規范標準化、零部件按需定制、供應鏈優化等方面仍需長期積累。
以KUKA為例,分為協作機器人iiwa和傳統機器人KR兩大系列。
目前,主流合作機器人采用模塊化關節設計,采用直接驅動電機+諧波減速器。每個關節的內部結構基本相同,但尺寸不同。例如,iiwa的每個基本軸::
每個關節包括電機、伺服驅動、諧波減速器、電機編碼器、關節位置傳感器和扭矩傳感器,電機和減速器直接連接。
對于KR系列等傳統機器人,終端布局一般符合三軸交點的基本原則,主要區別在于三臺電機的布置和傳動模式。
之前的很多機器人都用4、5、6三軸電機布置在手臂后面,通過同心軸+傘齒輪/同步帶傳動到手腕。
三個電機的動力通過同心軸傳遞到手腕。
近年來,為了追求纖細緊湊的外觀,機器人采用了將4、5、6三軸電機內置在臂內的方式。
事實上,就傳統工業機器人而言,主要區別在于5軸和6軸的布局。借助深厚的設計技巧和強大的定制能力,國外品牌普遍采用齒輪或同步帶作為動力傳輸,電機布局相對落后。因此,機器人的手臂和手腕相對緊湊。
但國內廠家受成品電機尺寸、齒輪精度、噪音、裝配經驗不足的限制,5、6軸采用直接連接或單同步帶,導致手腕尺寸普遍過大。
機械是一門博大精深的學科,可惜國內總有一種機械很簡單的論調。