Robotergelenke sind die Grundeinheiten, aus denen die mechanische Struktur von Robotern besteht, und durch die Kombination von Gelenken können verschiedene Bewegungen von Robotern erreicht werden. Nachfolgend sind einige gängige Arten von Robotergelenken und ihre Verbindungsmethoden aufgeführt.
1. Revolution Joint
Definition: Ein Gelenk, das eine Drehung entlang einer Achse ermöglicht, ähnlich dem Handgelenk oder Ellenbogen des menschlichen Körpers.
Merkmal:
Einzelner Freiheitsgrad: Drehung um nur eine Achse ist zulässig.
• Drehwinkel: Es kann sich um einen begrenzten Winkelbereich oder eine unendliche Drehung (kontinuierliche Drehung) handeln.
Anwendung:
Industrieroboter: werden zur Erzielung einer Drehbewegung der Arme eingesetzt.
Serviceroboter: Wird zum Drehen des Kopfes oder der Arme verwendet.
Verbindungsmethode:
Direkte Verbindung: Das Gelenk wird direkt von einem Motor in Drehung versetzt.
• Reduzierstückanschluss: Verwenden Sie ein Reduzierstück, um die Motorgeschwindigkeit zu reduzieren und das Drehmoment zu erhöhen.
2. Prismatische Verbindung
Definition: Ein Gelenk, das eine lineare Bewegung entlang einer Achse ermöglicht, ähnlich der Streckung und Kontraktion eines menschlichen Arms.
Merkmal:
Einzelner Freiheitsgrad: Ermöglicht nur lineare Bewegungen entlang einer Achse.
Lineare Verschiebung: Es kann sich um einen begrenzten Verschiebungsbereich oder einen großen Verschiebungsabstand handeln.
Anwendung:
Longmen-Roboter: Wird verwendet, um eine lineare Bewegung entlang der XY-Achse zu erreichen.
Stapelroboter: Wird für den Auf- und Abtransport von Gütern eingesetzt.
Verbindungsmethode:
Schraubverbindung: Lineare Bewegung wird durch die Koordination von Schraube und Mutter erreicht.
Linearführungsanschluss: Verwenden Sie Linearführungen und Schieber, um eine gleichmäßige lineare Bewegung zu erreichen.
3. Feste Verbindung
Definition: Ein Gelenk, das keine Relativbewegung zulässt und hauptsächlich zur Befestigung zweier Bauteile dient.
Merkmal:
• Null Freiheitsgrade: Bietet keine Bewegungsfreiheitsgrade.
Starre Verbindung: Stellen Sie sicher, dass es zu keiner Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen kommt.
Anwendung:
Roboterbasis: dient zur Fixierung der Grundstruktur des Roboters.
Der feste Teil des Roboterarms: dient zur Verbindung der festen Segmente verschiedener Gelenke.
Verbindungsmethode:
Schweißen: Zwei Bauteile dauerhaft fixieren.
Schraubverbindung: Demontierbar durch Anziehen mit Schrauben.
4. Verbundgelenk
Definition: Ein Gelenk, das Rotations- und Translationsfunktionen kombiniert, um komplexere Bewegungen auszuführen.
Merkmal:
• Mehrere Freiheitsgrade: gleichzeitige Rotation und Translation möglich.
Hohe Flexibilität: geeignet für Situationen, die mehrere Bewegungsfreiheitsgrade erfordern.
Anwendung:
Doppelarmiger kollaborativer Roboter: Wird zur Ausführung komplexer Armbewegungen verwendet.
Biomimetische Roboter: ahmen die komplexen Bewegungsmuster lebender Organismen nach.
Verbindungsmethode:
Integrierter Motor: Integration von Rotations- und Translationsfunktionen in einem Motor.
Kombination mehrerer Gelenke: Erzielung einer Bewegung mit mehreren Freiheitsgraden durch die Kombination mehrerer Gelenke mit einem Freiheitsgrad.
5. Kugelgelenk
Definition: Rotationsbewegungen auf drei zueinander senkrechten Achsen ermöglichen, ähnlich den Schultergelenken des menschlichen Körpers.
Merkmal:
Drei Freiheitsgrade: kann in drei Richtungen gedreht werden.
Hohe Flexibilität: geeignet für Anwendungen, die großflächige Bewegungen erfordern.
Anwendung:
Sechsachsiger Industrieroboter: Wird verwendet, um großflächige Bewegungen des Arms zu erreichen.
Serviceroboter: Wird für die multidirektionale Drehung des Kopfes oder der Arme verwendet.
Verbindungsmethode:
Gelenklager: Durch Gelenklager werden drei Drehrichtungen erreicht.
Mehrachsiger Motor: Verwenden Sie mehrere Motoren, um die Drehung in verschiedene Richtungen anzutreiben.
Zusammenfassung der Verbindungsmethoden
Verschiedene Verbindungsmethoden bestimmen die Leistung und Anwendbarkeit von Robotergelenken:
1. Direkter Anschluss: Geeignet für kleine, leichte Robotergelenke, direkt angetrieben durch Motoren.
2. Reduzierstückanschluss: Geeignet für Robotergelenke, die ein hohes Drehmoment erfordern, indem die Geschwindigkeit reduziert und das Drehmoment durch ein Reduzierstück erhöht wird.
3. Schraubverbindung: Geeignet für Verbindungen, die eine lineare Bewegung erfordern, erreicht durch die Kombination einer Schraube und einer Mutter.
4. Linearführungsverbindung: Geeignet für Gelenke, die eine gleichmäßige lineare Bewegung erfordern, die durch Linearführungen und Schieber erreicht wird.
5. Schweißen: Geeignet für Bauteile, die eine dauerhafte Fixierung erfordern, wobei durch Schweißen starre Verbindungen erzielt werden.
6. Schraubverbindung: Geeignet für Bauteile, die eine lösbare Verbindung erfordern, die durch Schraubbefestigung erreicht wird.
Zusammenfassung
Die Auswahl und Verbindungsmethode von Robotergelenken hängt von den spezifischen Anwendungsanforderungen ab, einschließlich Bewegungsbereich, Belastbarkeit, Genauigkeitsanforderungen usw. Durch vernünftige Konstruktion und Auswahl kann eine effiziente und flexible Bewegung von Robotern erreicht werden. Verschiedene Verbindungsarten und Verbindungsmethoden können kombiniert werden, um den Anforderungen verschiedener Szenarien gerecht zu werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 30. Okt. 2024
