1、结构紧凑:由于手腕处于手臂末端,为了减轻手臂的载荷,应力求手腕部件的结构紧凑,减少其质量和体积,腕部机构的驱动装置多采用分离传动,将驱动器安置在手臂的后端。
2、自由度设计:手腕的自由度越多,各关节角的运动范围越大,其动作的灵活性越高,机器人对作业的适应能力也越强,但增加手腕自由度会使手腕结构复杂,运动控制难度加大,在设计时不应盲目增加手腕的自由度数,通用目的机器人手腕多配置3个自由度,某些动作简单的专用工业机器人的手腕,根据作业实际需要,可减少其自由度数,甚至可以不设置手腕以简化结构。
3、精确性与稳定性:为提高手腕动作的精确性,应提高传动的刚度,并尽量减少机械传动系统中由于间隙产生的反转回差,对手腕回转各关节轴上要设置限位开关和机械挡块,以防止关节超限造成事故。
4、适应性与通用性:工业机器人的手腕通常需要具备三个自由度,以便使末端执行器能够处于空间中的任意方向,这些自由度可以通过不同的关节组合来实现,如单自由度、二自由度或三自由度的手腕结构。
5、驱动方式:手腕的驱动方式可以分为直接驱动和远距离传动两种,直接驱动手腕的驱动装置直接安装在手腕上,而远距离传动的手腕则通过较长的距离将驱动力传递到手腕,这有助于减轻手腕的重量并提高驱动力。
6、内部结构设计:手腕的内部结构设计需要考虑轴承的布局和承载能力,弯转关节内部轴承主要采用圆锥滚子轴承的结构,以满足较大的轴向力需求。
工业机器人手腕结构的总体要求涉及结构紧凑性、自由度设计、精确性与稳定性、适应性与通用性、驱动方式以及内部结构设计等多个方面,这些要求共同确保了工业机器人手腕在执行各种复杂任务时的高效性和可靠性。