機(jī)器人關(guān)節(jié)精準(zhǔn)控制的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理

　　現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人的自動化程度讓人嘆為觀止，5軸6軸機(jī)器人具有如此多的關(guān)節(jié)，還能夠做到運(yùn)動和指令的精確傳輸，各部位緊密配合完成復(fù)雜的工作，讓人不禁好奇它們的傳動系統(tǒng)到底是怎樣的，關(guān)節(jié)到底是什么結(jié)構(gòu)的呢？

　　關(guān)節(jié)是工業(yè)機(jī)器人最重要的基礎(chǔ)部件之一，也是運(yùn)動的核心部件：精密減速機(jī)。這是一種精密的動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，其利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的裝置，從而降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。

　　機(jī)器人關(guān)節(jié)處的減速傳動，要求傳動鏈短、體積小、功率大、質(zhì)量輕和易于控制，同時(shí)，對于中高載荷的工業(yè)機(jī)器人，還需要足夠的剛度、回轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動精度穩(wěn)定性。

　　目前全球能夠提供規(guī)模化且性能可靠的精密減速器生產(chǎn)企業(yè)不多，絕大多數(shù)市場份額都被日本企業(yè)占據(jù)：Nabtesco的RV減速器約占60%，Harmonica的諧波減速器約占15%，還有住友重工（SUMITOMO，未查到比例）。尤其在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用比例，是壓倒性的。

　　▲拆解精密減速機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　Nabtesco（納博特斯克）是由帝人精機(jī)和納博克（1956年生產(chǎn)了日本第一個自動門）這兩家日本公司強(qiáng)強(qiáng)合并組成。作為運(yùn)動控制系統(tǒng)和零部件的生產(chǎn)商，這兩家公司都在其特定的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，掌握了高端核心技術(shù)，控制著很大的市場份額。

　　作為世界上最大的精密擺線針輪減速機(jī)制造商，Nabtesco生產(chǎn)高性能減速機(jī)、中空軸減速機(jī)，以及單軸伺服執(zhí)行器和控制器。

　　其生產(chǎn)的精密設(shè)備具有高扭矩、高剛性和高耐過載沖擊荷載能力的同時(shí)，兼有高精密和非常低的回程間隙，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星、雷達(dá)天線、工業(yè)機(jī)器人、半導(dǎo)體和焊接技術(shù)等工業(yè)自動化領(lǐng)域。

　　日本Harmonic Drive Systems Inc.（簡稱HDSI）是整體運(yùn)動控制的領(lǐng)軍企業(yè)，其生產(chǎn)的Harmonic Drive組合型諧波減速機(jī)，具有輕量小型、無齒輪間隙、高轉(zhuǎn)矩容量等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、仿人機(jī)器人、半導(dǎo)體液晶生產(chǎn)裝置、光伏設(shè)備、光學(xué)儀器、精密機(jī)床等各種尖端領(lǐng)域。

　　為了涵蓋諧波減速機(jī)所不能做到的低減速比領(lǐng)域，HDSI產(chǎn)品還涉及到精密行星齒輪箱型諧波減速機(jī)Harmonic Planetary。獨(dú)特的內(nèi)齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪與其嚙合的更緊、消除背隙，已達(dá)到精密級的傳動誤差。

　　日本住友SUMITOMO是擁有400多年歷史的世界500強(qiáng)之一的住友集團(tuán)旗下的建設(shè)機(jī)械廠家，住友產(chǎn)品在1967年憑借自身技術(shù)，開發(fā)研制了第一臺液壓挖掘機(jī)之后，目前世界各地到處活躍著住友液壓挖掘機(jī)的身影。

　　住友減速機(jī)包含各種型號減速機(jī)，如住友大型斜齒輪減速箱，住友行星齒輪減速機(jī)，住友斜齒輪減速機(jī)，住友蝸輪蝸桿減速機(jī)等。減速比大，效率高，針齒嚙合系套式滾動摩擦，嚙合表面無相對滑動，一級減速效率可達(dá)94%。

　　編輯：黃飛