從機械結構來看,工業機器人總體上分為串聯機器人和并聯機器人。串聯機器人的特點是一個軸的運動會改變另一個軸的坐標原點,而并聯機器人一個軸運動則不會改變另一個軸的坐標原點。早期的工業機器人都是采用串聯機構。并聯機構定義為動平臺和定平臺通過至少兩個獨立的運動鏈相連接,機構具有兩個或兩個以上自由度,且以并聯方式驅動的一種閉環機構。
電力驅動是目前使用多的一種驅動方式,其特點是電源取用方便,響應快,驅動力大,信號檢測、傳遞、處理方便,并可以采用多種靈活的控制方式,驅動電機一般采用步進電機或伺服電機,目前也有采用直接驅動電機,但是造價較高,控制也較為復雜,和電機相配的減速器一般采用諧波減速器、擺線針輪減速器或者行星齒輪減速器。由于并聯機器人中有大量的直線驅動需求,直線電機在并聯機器人領域已經得到了廣泛應用。
仿真分析
進行靜力學和動力學的仿真分析,對電機、減速器的選型校核,對本體零部件進行強度、剛度校核,降低本體重量,提高機器人工作效率,降低成本。對三維模型進行模態分析,計算出固有頻率,有助于進行共振抑制。
①輕量化
對機器人來說,電機的尺寸和重量非常敏感,通過高磁性材料優化、一體化優化設計、加工裝配工藝優化等技術的研究,提高伺服電機的效率,減小電機空間尺寸和降低電機重量,是機器人電機的關鍵技術之一。 [5]
②高速
在減速比不能較大調整的情況,電機的轉速則直接影響著機器人的末端速度和工作節拍;而且速比太低會影響電機的慣量匹配,因此提高電機的轉速也是機器人電機的關鍵技術之一。 [5]
③直驅、中空
隨著協作機器人的不斷成熟和推廣,機器人結構的輕量化、緊湊化要求提高,發展高力矩直接驅動電機、盤式中空電機等機器人專用電機也是未來的趨勢。