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那么對(duì)于我們這個(gè)機(jī)器人的簡(jiǎn)圖，我們從哪里著手分析才合理呢？
首先，我們看一下設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的內(nèi)容。從任務(wù)書(shū)中知道，六個(gè)軸中有三個(gè)軸是做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，其余作擺角運(yùn)動(dòng)。
結(jié)合任務(wù)書(shū)，我們看一下簡(jiǎn)圖，是不是第1軸、第4軸和第六軸是做轉(zhuǎn)動(dòng)的，也就是說(shuō)我們要檢查一下我們所畫(huà)的簡(jiǎn)圖是不是與任務(wù)書(shū)中的要求相符合，符合了也就代表我們的設(shè)計(jì)思路與要求（客戶(hù)要求）相同，可以進(jìn)行下一步工作，如果不同，就得重新畫(huà)簡(jiǎn)圖。
從簡(jiǎn)圖知道，機(jī)器人的手臂伸縮范圍較大;如果把手臂全部伸直，而且我們假設(shè)地把它們看成同一鋼體，這樣就形成一端固定的懸臂梁。
應(yīng)用力學(xué)知識(shí)體系中的有關(guān)梁的分析我們知道，要搞清懸臂梁的變形量，首先要知道梁的重量和截面慣量。
由簡(jiǎn)圖知道，由于有多個(gè)關(guān)節(jié)連接，要知道截面形狀和慣量不太容易，只有把所有的機(jī)構(gòu)都設(shè)計(jì)完成后才會(huì)知道想求的參數(shù)。
由簡(jiǎn)圖看出，第二軸擔(dān)負(fù)著手臂的上下運(yùn)動(dòng)，而且手臂又比較長(zhǎng)，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中必然存在著慣性沖量，也就是說(shuō)，當(dāng)大臂的運(yùn)動(dòng)速度很慢時(shí)，慣性就很小;如果速度加快，慣性就加大，這個(gè)慣性沖量是與速度有著線性關(guān)系;怎樣保持一定的速度，又不讓?xiě)T性隨著變化呢？大家都知道，增加阻尼，可有效消除這種關(guān)系。這樣，大家就可以理解簡(jiǎn)圖上兩個(gè)彈簧的用意了。
即然是這樣，那我們就從手腕開(kāi)始設(shè)計(jì)。也說(shuō)是大家所說(shuō)的從上到下的設(shè)計(jì)方法。
設(shè)計(jì)手腕要考慮哪些問(wèn)題呢？可以知道的是有一把焊槍?zhuān)笜尩闹亓坎皇呛苤?，同時(shí)要有夾持焊槍的手爪。也就是說(shuō)手腕在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載是不大的，選擇驅(qū)動(dòng)功率不大的元件就行了。
要讓手腕在360度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，而且后面緊跟著又有一個(gè)上下擺動(dòng)的關(guān)節(jié);手腕又是在機(jī)器人手臂的最前端，當(dāng)然總體質(zhì)量不能太重。用什么樣的機(jī)構(gòu)最好呢？下面我們考慮幾個(gè)方案：
1.如簡(jiǎn)圖所示，采用行星齒輪傳動(dòng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)輪，行星輪繞太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)齒輪經(jīng)行星輪減速與太陽(yáng)輪反向運(yùn)動(dòng)，電機(jī)與太陽(yáng)輪同軸安裝。
2.多級(jí)齒輪減速傳，電機(jī)安裝于手腕一側(cè)。
3.擺線針輪減速傳動(dòng)，電機(jī)與偏心軸同軸安裝。
4.蝸輪蝸桿減速傳動(dòng)，電機(jī)有兩種安裝方式;一種與輸出軸成90度安裝，另一種與輸出軸同軸線反向錯(cuò)位安裝。
如上所述，還有很多種方式方法，到底選哪一種最好呢？這樣我們就要做比較了。從上面的方案里看，第2種方法是不行的;第4種方法如果采用，手腕的結(jié)構(gòu)就會(huì)很大，不利于機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)時(shí)做精密定位。這樣我們?nèi)コ藘煞N方法，我們?cè)俦容^一下第1種和第3種方法;
行星齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，齒輪副配合有間隙，不能自鎖。如果采用就得提高齒輪精度，由于是精密傳動(dòng)，齒輪材料也不能按常規(guī)齒輪選用材料，加工工藝相對(duì)常規(guī)齒輪相復(fù)雜的多。
擺線針輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動(dòng)間隙小，可以自鎖。如果采用，手腕的尺寸不會(huì)太小，并且零件加工困難，精度不易保證。
比較各方面后，決定采用行星齒輪傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)。行星齒輪在傳動(dòng)的過(guò)程中有裝配間隙和機(jī)械磨損所造成的間隙;要消除這些機(jī)械間隙首先就要讓齒輪副的配合間隙要小，齒輪材料經(jīng)熱處理后表面要耐磨，因此行星齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算不能按常規(guī)行星齒輪的設(shè)計(jì)方法去計(jì)算。機(jī)器人的手腕是很靈活的關(guān)節(jié)，而且是要做正反兩個(gè)方向的回轉(zhuǎn)。怎么樣安裝電機(jī)是一個(gè)問(wèn)題;行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與手腕俯仰關(guān)節(jié)連接是一個(gè)問(wèn)題。
還有，手腕的運(yùn)動(dòng)速可能是非等速的;怎么樣去控制電機(jī)？又怎么樣去采集反饋信號(hào)？發(fā)出的控制信號(hào)到執(zhí)行單元的過(guò)程中有沒(méi)外部干擾？它來(lái)自哪里？
再有，就是手腕在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的精度;手腕在空間做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，怎樣去實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)精度？影響運(yùn)動(dòng)精度的因素有哪些？
在設(shè)計(jì)手腕這前一定要搞清楚影響手腕的各方面的因素及內(nèi)容，問(wèn)題得到解答后再真正開(kāi)始手腕的設(shè)計(jì)。
下面給出伺服電機(jī)的的技術(shù)參數(shù)：
型號(hào)：MSMD04ZS1V
額定輸出功率：400W
額定轉(zhuǎn)矩：1.3N.m最大轉(zhuǎn)矩：3.8N.m
額定轉(zhuǎn)速/最高轉(zhuǎn)速：3000/5000rpm
電機(jī)慣量（有制動(dòng)器）：1.7×10-4Kg.m2
變壓器容量：0.9KVA
編碼器：17位（分辨率：131072）.7線制增量式/絕對(duì)式。
適配驅(qū)動(dòng)器型號(hào)：MBDDT2210
位置控制接線圖：
17位增量式/絕對(duì)式編碼器接線圖：
即然我們選用了行星齒輪傳動(dòng)，那么我們就要進(jìn)行行星齒輪的相關(guān)計(jì)算。
首先選定模數(shù)，由于機(jī)器人手腕部分結(jié)構(gòu)要求盡量的小，輸出的轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)不是很大，但是，它卻會(huì)在正反兩個(gè)方向上存在著高速換向的可能，也就是說(shuō)在換向時(shí)齒輪要克服很大的慣性力，因此，模數(shù)的選擇計(jì)算要按輸出轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍來(lái)計(jì)算，也就是說(shuō)：在按強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)時(shí)，安全系數(shù)選大些。同時(shí)由于結(jié)構(gòu)的限制，盡量選用小模數(shù)。有關(guān)齒輪的計(jì)算公式大家可以查閱《齒輪設(shè)計(jì)手冊(cè)》。這里我選用模數(shù)為：1m選定了模數(shù)，下面就要計(jì)算傳動(dòng)比，有關(guān)行星齒輪傳動(dòng)的計(jì)算大家可查閱《齒輪設(shè)計(jì)手冊(cè)》或《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》內(nèi)的《齒輪傳動(dòng)部分》，里面有詳細(xì)的介紹和計(jì)算范例。在此不作介紹和引用。
行星齒輪傳動(dòng)，必定有一個(gè)結(jié)構(gòu)是浮動(dòng)的，在機(jī)器人手腕部分是不是也適用呢？哪一部分做輸了出？哪一部分浮動(dòng)？
首先，機(jī)器人手腕做360度轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)又比較小，再者就是它的輸出部分是要有一個(gè)法蘭，用來(lái)安裝夾持執(zhí)行部件的。
如果讓行星架浮動(dòng)，行星齒輪分布在太陽(yáng)輪圓周上，讓它浮動(dòng)時(shí)，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中它不是繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說(shuō)它不滿足輸出法蘭的轉(zhuǎn)動(dòng)條件。
現(xiàn)在我們考慮一下讓內(nèi)齒轉(zhuǎn)動(dòng)，法蘭固定在內(nèi)齒輪上，這樣就可以保證法蘭的轉(zhuǎn)動(dòng)條件。
下面給出手腕的結(jié)構(gòu)圖，無(wú)浮動(dòng)部件，內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
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