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机械手为什么要减速机?

2022-1-8 05:17

机械手能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以提升生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、智能物流、智慧仓储、自动化生产线和工业机器人设备等行业中。

机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来提升规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式;机械手为什么要用减速机,主要考虑有如下三点作用:

1.获得低转速,获得大转矩,获得更好的运行特性。
2.加了减速机可以降低转动惯量,一般是速比的平方降低,这对于控制来说很重要,能及时的控制起停、变速。通过减速机增大了扭矩也就相当于增大了输入功率,能减小输入电机所需的功率(在需要调速的场合),一般情况电机要比减速机昂贵,所以考虑要采用减速机,比如机械手驱动系统。
3.减速机在驱动中有保护电机的作用,运行中减速机承受较大扭矩,过载时传递到电机只有过载量除以减速比的数值,若直接由电机承担可能会引起电机的损坏。在过载非常大的时候减速机会先被损坏,而减速机只需要更换备件就可以恢复使用,费用相对较低,如果电机直接损坏维修相对较慢,费用也高。

机械手的设计普遍要求达到重量轻,体积小,扭力大(承载能力大),驱动平稳,反应灵活,稳定性好,安全性高等需求,机械手关节减速器一般需由大驱动比,大扭矩,高扭矩刚度、小回差、易于装配、体积小,重量轻等一些特点。

机械手专用行星减速机能提高闭环精度,更好的控制控制环路。由于有个50:1的大减速比,机械手减速机出轴受到扰动传递到电机端就比直驱缩减了37dB,使得闭环精度在减速机出轴显得更高。同时转子等效的转动惯量提高到了2500倍,使得控制环路的滞后环节受转子惯量占主导,而转子由于直接受电磁力的驱动从而没有由于刚度造成的扭矩滞后,比直驱要好控。

机械手可以采用行星减速机、直流有刷减速机、直流无刷减速机、步进减速机、空心杯减速机以及RV减速机、谐波减速机作为驱动减速电机,技术参数、性能特点等需求可以根据应用行业场景定制。

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