况下,要求将腕部结构的驱动部分安排在小臂上， 使外形整齐； 设法使几个电动机的运动传递到同轴旋转的心轴和多层套筒上去, 运动传入腕部后再分别实现各个动作。下面介绍几个常见的机器人手腕结构。
图2.３7所示为双手悬挂式机器人实现手腕回转和左右摆动的结构图。 Ａ-A剖面所表示的是油缸外壳转动而中心轴不动, 以实现手腕的左右摆动;B-B剖面所表示的是油缸外壳不动而中心轴回转， 以实现手腕的回转运动。其油路的分布如图2.37所示。
图 ２．37 手腕回转和左右摆动的结构图
图2.3８所示为PＴ-6０0型弧焊机器人手腕部结构图和传动原理图。由图可以看出, 这是一个具有腕摆与手转两个自由度的手腕结构， 其传动路线为: 腕摆电动机通过同步齿形带传动带动腕摆谐波减速器7, 减速器的输出轴带动腕摆框1实现腕摆运动; 手转电动机通过同步齿形带传动带动手转谐波减速器10, 减速器的输出通过一对锥齿轮9实现手转运动。需要注意的是, 当腕摆框摆动而手转电动机不转时, 联接末端执行器的锥齿轮在另一锥齿轮上滚动, 将产生附加的手转运动, 在控制上要进行修正。
图 2.38 PT-6００型弧焊机器人手腕结构图
图2.39所示为ＫUＫA ＩR-6６2／100型机器人的手腕传动原理图。这是一个具有3个自由度的手腕结构, 关节配置
形式为臂转、 腕摆、 手转结构。其传动链分成两部分: 一部分在机器人小臂壳内, ３个电动机的输出通过带传动分别传递到同轴传动的心轴、中间套、 外套筒上; 另一部分传动链安排在手腕部, 图2.４０所示为手腕部分的装配图。 图 2.39 ＫUKA IR-662/1０0型机器人手腕传动图图 2.40 KUKＡ IR-662/100型机器人手腕装配图
其传动路线为:(１） 臂转运动。臂部外套筒与手腕壳体7通过端面法兰联接,外套筒直接带动整个手腕旋转完成臂转运动。
（2) 腕摆运动。臂部中间套通过花键与空心轴4联接, 空心轴另一端通过一对锥齿轮12、１３带动腕摆谐波减速器的波发生器16, 波发生器上套有轴承和柔轮14，谐波减速器的定轮１0与手腕壳体相联, 动轮１1通过盖１8和腕摆壳体１9相固接, 当中间套带动空心轴旋转时, 腕摆壳体作腕摆运动。
(3） 手转运动。臂部心轴通过花键与腕部中心轴2联接, 中心轴的另一端通过一对锥齿轮45、4６带动花键轴4１, 花键轴的一端通过同步齿形带传动44、３６带动花键轴３5， 再通过一对锥齿轮传动33、17带动手转谐波减速器的波发生器25, 波发生器上套有轴承和柔轮29, 谐波减速器的定轮31通过底座34与腕摆壳体相联,动轮24通过安装架23与联接手部的法兰盘3０相固定, 当臂部心轴带动腕部中心轴旋转
时, 法兰盘作手转运动。 柔顺手腕结构
在用机器人进行的精密装配作业中， 当被装配零件之间的配合精度相当高, 由于被装配零件的不一致性, 工件的定位夹具、 机器人手爪的定位精度无法满足装配要求时, 会导致装配困难, 因而, 柔顺性装配技术有两种:
一种是从检测、 控制的角度出发, 采取各种不同的搜索方法, 实现边校正边装配; 有的手爪还配有检测元件， 如视觉传感器(如图 2．41 所示)、力传感器等, 这就是所谓主动柔顺装配。 另一种是从结构的角度出发， 在手腕部配置一个柔顺环节, 以满足柔顺装配的需要, 这种柔顺装配技术称为被动柔顺装配。
图 2.４1 带检测元件的手
图2.42所示是具有移动和摆动浮动机构的柔顺手腕。水平浮动机构由平面、钢球和弹簧构成，实现在两个方向上进行浮动; 摆动浮动机构由上、下球面和弹簧构成, 实现两个方向的摆动。在装配作业中,如遇夹具定位不准或机器人手爪定位不准时, 可自行校正。
其动作过程如图2.43所示, 在插入装配中工件局部被卡住时,将会受到阻力， 促使柔顺手腕起作用， 使手爪有一个微小的修正量,工件便能顺利插入。图2.4４所示是另一种结构形式的柔顺手腕， 其工作原理与上述柔顺手腕相似。
图2.４5所示是采用板弹簧作为柔性元件组成的柔顺手腕, 在基座上通过板弹簧１、２联接框架， 框架另两个侧面上通过板弹簧3、4联接平板和轴,装配时通过4块板弹簧的变形实现柔顺性装配。图2.４6所示是采用数根钢丝弹簧并联组成的柔顺手腕。 图 2．42 移动摆动
柔顺手腕 图 2．43 柔顺手腕动作过程 图 2．44 柔顺手腕 图 2.45 板弹簧柔顺手腕 图 2.46 钢丝弹簧柔顺手腕
详解机器人手腕结构图
