关节机器人设计（关节机器人结构）

目录：

• 1、机器人设计避坑指南46——人形机器人关节模组拆解
• 2、机器人手臂关节结构是怎样的?
• 3、机器人关节结构?
• 4、UR机器人关节剖析

机器人设计避坑指南46——人形机器人关节模组拆解

机器人设计避坑指南46——人形机器人关节模组拆解 在人形机器人领域，关节模组扮演着关键角色。近期，我拆解了一个广泛应用在手臂上的关节模组，它引发了新一轮的关注，尤其是BD的电动版Atlas的出色表现。

UR型协作模组选型UR型协作模组是最常见的一种构型，对于想要替换而非原创的厂家，通常选择与UR相同的规格模组即可，可能只需要在基础上做一点微调。在选择模组时，我们假设性能与UR模组相当，这样可以避免选择性能很差的模组。目前常用的模组规格有11232，与谐波的规格对应，方便记忆。

机器人手臂关节结构是怎样的?

机器人手臂关节采用集成化关节模块设计，显著缩短开发周期并降低成本。关节内部整合高精度谐波减速机、高精度双编码器、高性能无框力矩电机、高安全性伺服驱动器、摩擦式制动保持器与温度、扭矩传感器，实现力矩输出、运动精度和可靠性需求。

机器人关节结构通常可以分为以下几种类型：旋转关节（Revolute Joint）：这种关节允许机器人在关节处绕一根旋转轴旋转，通常用于机器人的肩部和膝盖部位。滑动关节（Prismatic Joint）：这种关节允许机器人在关节处沿一个直线方向移动，通常用于机器人的臂部和手部。

机器人关节：1）平动关节（P-prismaticjoint），也称之为移动副，允许连杆作直线移动。2）转动关节（R-revolutejoint），也称之为转动副，允许连杆作旋转运动。按照关节机器人的构造分类：五轴和六轴关节机器人 拥有五个或六个旋转轴，类似于人类的手臂。

平面关节机器人是圆柱坐标式机器人的特例，它的肩关节和肘关节是旋转关节。肩关节 肩关节是连接机械臂底座和肘关节的关节，主要负责控制机械臂的前臂部分的旋转。肩关节通常具有一个旋转自由度，可以使得机械臂在水平面上进行旋转，从而扩大机械臂的工作范围。

机器人关节结构?

1、机器人关节结构通常可以分为以下几种类型：旋转关节（Revolute Joint）：这种关节允许机器人在关节处绕一根旋转轴旋转，通常用于机器人的肩部和膝盖部位。滑动关节（Prismatic Joint）：这种关节允许机器人在关节处沿一个直线方向移动，通常用于机器人的臂部和手部。

2、关节机器人机械结构主要由四大部分构成：机身、臂部、腕部和手部，每一个部分具有若干的自由度，构成一个多自由的机械系统。末端操作器是直接安装在手腕上的一个重要部件，它可以是多手指的手爪，也可以是喷漆枪或者焊具等作业工具。

3、机器人关节的结构形式很多，根据应用需求可以采用旋转关节、直线关节、旋转-直线复合关节等不同形式。关节的精度、负载能力、速度等指标也会因为不同的结构形式而有所差异。

4、探讨工业机器人关节结构，以Kawasaki FS03N的JT5和JT6为例，其传动结构复杂，传动路线清晰。

5、机器人手臂关节采用集成化关节模块设计，显著缩短开发周期并降低成本。关节内部整合高精度谐波减速机、高精度双编码器、高性能无框力矩电机、高安全性伺服驱动器、摩擦式制动保持器与温度、扭矩传感器，实现力矩输出、运动精度和可靠性需求。

6、机器人关节：1）平动关节（P-prismaticjoint），也称之为移动副，允许连杆作直线移动。2）转动关节（R-revolutejoint），也称之为转动副，允许连杆作旋转运动。按照关节机器人的构造分类：五轴和六轴关节机器人 拥有五个或六个旋转轴，类似于人类的手臂。

UR机器人关节剖析

1、UR机器人以其卓越的创新设计和精密的关节技术脱颖而出。作者在深入研究两年后，揭示了其关节中的关键技术细节，包括轻盈的密封壳体、独特的镂空板设计、挠性板保持电缆整洁的巧妙解决方案，以及独特的安全功能。电磁插销式抱闸：虽然轴线紧凑，散热性能优良且成本较低，但其定位精度却有所欠缺。

2、探讨Universal Robots（UR）机器人的关节设计 首先，整体结构上，UR的机器人在关节布局上与传统机器人有所不同。五轴的排列位置与传统机器人相反，四轴与五轴互换了位置，一轴电机倒置，一轴和二轴在同一高度，这使得旋转半径较大。

3、非UR型协作模组选型非UR构型主要包括KUKA的iisy系列与iiwa系列、FANUC的CRX系列与YASKAWA的HC系列以及ABB的GoFa、Franka、思灵与非夕等。这些构型的特点各异，但在选型时可以简化为针对负载与臂长做调整，这种选型思路与小六轴机器人较为相似，只是性能要求不同，规格略有差别。

4、机械臂的D-H建模是构建关节型机器人运动学模型的普遍方法。它通过定义连杆坐标系，描述各关节之间的相对位置与姿态。连杆坐标系建立的关键在于确定原点、轴线和方向，通常遵循右手法则。通过建立各杆件坐标系，可获取描述连杆间位置与角度的DH参数，这些参数对于构建机械臂的正向运动学模型至关重要。