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【图赏】KUKA—机器人家族颜值之王

  再来看看KUKA机器人妖娆的腰段。

  一般上习惯将工业机器人大臂下部与底座相接的地方称为腰座,由于这个地方要布置巨大的2轴电机、减速器、平衡缸等大型部件,所以很难做好结构和美观之间的平衡。为了更好的理解,先科普一个大型重载机器人都会用到的关键部件:平衡系统。

  对于六轴工业机器人来讲,在大部分时间里,2轴所承受的负载是最高的,尤其在手臂伸展较开的时候,例如下图,2轴电机需要承担整个机器人大部分的自重外加负载的重量:

  出于结构设计和功耗方面的考虑,2轴电机功率不能选的太大,在上面那种情况下只靠2轴电机无法提供足够的转矩输出,因此就需要额外的平衡系统来为2轴提供辅助转矩,一般情况下,平衡系统可以提供全部所需转矩的40%以上。

  在机器人发展的早期,由于技术和成本限制,大型机器人的平衡系统普遍选用实心的金属结构件,结构简单,成本低廉,缺点是占用的空间较大,限制机器人的工作范围:

  之后主流的平衡系统开始演变为多弹簧嵌套的方式,显著缩小了机器人的体积,慢慢的几乎所有的大型机器人屁股后面都挂着一个粗壮的圆筒形平衡缸,其内部一般是多个大小不一的弹簧嵌套在一起组成的,例如下图。注意上图中机器人大臂两端也是带有弹簧平衡缸的。

  但即使这样,采用弹簧缸的平衡系统体积仍然很大,对机器人的运动范围还是存在一定的限制,并且弹簧寿命也是一个不好解决的问题。这个时候采用液压缸的新方案出现了,我不确定KUKA是不是首先使用液压缸作为平衡系统的厂商,但KUKA绝对是使用该系统作为广泛的厂商,来一张对比图片,体积明显缩小,逼格明显提高,(KUKA:The Hydropneumatic Balancing System):

  一根棍,两个球(蓄能器),节省空间,提升b格,搞定。

  ok,我们继续回到腰段的话题来。

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