工業(yè)機(jī)器人的電動傳動裝置介紹及其根本性的特點(diǎn)

　　在不久前電動傳動的機(jī)器人還是為數(shù)不多的，并且大部分機(jī)器人具有氣動或液壓傳動裝置。但是，正像前面已指出的那樣，近幾年來電動傳動的工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手的數(shù)量很快增多。這首先是與機(jī)電式機(jī)器人有一些根本性的優(yōu)點(diǎn)有關(guān)，如易于安裝和調(diào)整，使用方便，不需要管道，工作時(shí)噪聲水平低等等。

　　在不久前，由于沒有相應(yīng)的專用電動機(jī)，機(jī)電式機(jī)器人的發(fā)展還是受到限制的。可是這一空白逐漸地給填補(bǔ)上了。這是因?yàn)檠兄瞥隽藚?shù)有很好改進(jìn)的電動機(jī)，例如過載能力高的電動機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小的電動機(jī)，以及研制出了新型原理的電動機(jī)，如圓柱形轉(zhuǎn)子或圓盤式的印刷電動機(jī)，光滑轉(zhuǎn)子電動機(jī)，直線運(yùn)動電動機(jī)等。

　　工業(yè)機(jī)器人既可采用離散作用，又可采用連續(xù)作用的電動傳動裝置。點(diǎn)位控制的以及按循環(huán)控制的機(jī)器人采用離散作用的電動傳動裝置，它的原理圖如圖1所示。在這里為保證在給定點(diǎn)上定位，速度是按離散式（有級的）進(jìn)行控制。在最簡單情況下，這可以是繼電方式控制的電動機(jī)。此時(shí)最常用的是交流電動機(jī)，而用起動器或繼電器作為功率放大器。

　　通常用如下方法實(shí)現(xiàn)變速；

　?。?）當(dāng)使用直流電動機(jī)時(shí)，采用在點(diǎn)樞回路中串入降壓電阻方法變速；

　　（2）當(dāng)使用交流電動機(jī)時(shí)，采用切斷某對磁極的方法或轉(zhuǎn)接到其它電動機(jī)的方法變速。

　　用彈簧阻尼器或各種形式的制動器制動。

　　在輪廓控制中，要求連續(xù)地控制傳動裝置的位移和速度。在這種傳動裝置中，和連續(xù)作用電機(jī)一樣，步進(jìn)電機(jī)也同樣得到了應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)能保證定位精度為一個(gè)步距，而相應(yīng)的速度精度為單位時(shí)間內(nèi)的一個(gè)步距。由于步距很小，步進(jìn)電機(jī)傳動的精度實(shí)際上與連續(xù)作用傳動的精度相當(dāng)。

　　在工業(yè)機(jī)器人中采用電動傳動裝置有一些根本性的特點(diǎn)。**個(gè)特點(diǎn)是，和所有的工業(yè)機(jī)器人的傳動裝置一樣，機(jī)器人在因機(jī)器人機(jī)械手形狀變化而使負(fù)載強(qiáng)烈變化的條件下工作，這就導(dǎo)致對電動傳動裝置的剛度有一定的要求，所以工業(yè)機(jī)器人的電傳動裝置通常要有，例如說，單獨(dú)的速度穩(wěn)定回路。在此種情況下常常是用直流測速發(fā)電機(jī)作為速度傳感器。

　　工業(yè)機(jī)器人傳動裝置工作狀態(tài)的第二個(gè)特點(diǎn)是，歸算到輸出軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量變化非常大（甚至可達(dá)幾十倍），而且這種變化還和機(jī)械手的各環(huán)節(jié)的相應(yīng)位置的變化有關(guān)。既然上述的變化是直接發(fā)生在由傳動裝置完成的程序運(yùn)動的過程中，那么對傳動裝置的動態(tài)特性也應(yīng)提出相應(yīng)的要求。

　　工業(yè)機(jī)器人的電動傳動裝置的第三個(gè)特點(diǎn)是，在實(shí)現(xiàn)移動中必須保證無振動，及無超調(diào)，為的是方式機(jī)械手對服務(wù)設(shè)備和生產(chǎn)裝置產(chǎn)生沖擊。

　　有感覺的機(jī)器人采用電動傳動裝置時(shí)，除上述要求外，還附加有許多特殊要求。這些要求首先是因?yàn)楸仨殞?shí)現(xiàn)更復(fù)雜的和靈活的控制算法。其中包括改變機(jī)械特性，改變啟動制動狀態(tài)，按外界環(huán)境的信息來控制作用力，等等。這在特殊情況下更為必要，例如當(dāng)完成一連串的裝配工序時(shí)，對易碎的物品進(jìn)行操縱時(shí)，和需要由機(jī)械手的協(xié)調(diào)動作來完成要求的坐標(biāo)控制工序時(shí)。實(shí)現(xiàn)上述各種控制，通常通過控制裝置來改變機(jī)器人機(jī)械手各運(yùn)動自由度的傳動來實(shí)現(xiàn)。