电机驱动和液压驱动
电动液压推杆工作原理
电动液压推杆工作原理
电动液压推杆是一种利用电动机和液压系统共同工作的装置，主要用于产生线性推力。
其工作原理如下：
1. 电动机驱动：首先，电动机被启动，通过输入电能将电能转化为机械能。
电动机通常会通过减速装置将高速低扭矩的电动机输出转化为低速高扭矩的输出。
2. 液压系统供能：液压系统中的泵将液体从油箱中抽入，通过压力将液体推送到液压推杆中。
液压系统通常还包括一个储油器和一个油液过滤器，以确保液体的供应和质量。
3. 液体传输：液体从泵输出后，通过管道传输到液压推杆中。
在液压推杆的下部，有一个液压缸，液体会被推入液压缸中。
4. 液压缸工作：当液体流入液压缸时，它通过对液压缸另一侧的活塞施加力，从而推动活塞沿着液压推杆的轴向移动。
液压缸内的压力随着液体的输入而增加，从而产生推力。
5. 推杆运动：由于液压缸中的活塞移动，液压推杆也会随之移动。
推杆的移动速度和行程可以通过控制液体的流量和液压缸的尺寸来调节。
总结起来，电动液压推杆通过电动机驱动和液压系统供能，将液体传输到液压缸中，从而产生推力，推动液压推杆的运动。
这样的装置在许多工业和机械应用中都有广泛的使用。
混凝土搅拌车驱动形式规格
混凝土搅拌车驱动形式规格混凝土搅拌车是一种专门用于混合和运输混凝土的大型机械设备。
它由底盘、搅拌桶、传动系统和输送系统等部分组成，是建筑施工中不可或缺的一种设备。
而在混凝土搅拌车的设计和制造中，驱动形式是一个重要的规格，直接影响到混凝土搅拌车的性能和适用范围。
一、驱动形式的定义在混凝土搅拌车中，驱动形式是指混凝土搅拌车的主要动力来源和传动方式。
常见的驱动形式有以下几种：1. 柴油机驱动：使用柴油机作为主要动力源，通过传动系统驱动混凝土搅拌车的行驶和混合工作。
2. 电动机驱动：使用电动机作为主要动力源，通过传动系统驱动混凝土搅拌车的行驶和混合工作。
3. 液压驱动：使用液压系统作为动力传递媒介，通过液压马达或液压泵驱动混凝土搅拌车的行驶和混合工作。
4. 混合驱动：同时使用柴油机和电动机或液压系统作为驱动力，实现混凝土搅拌车的行驶和混合工作。
二、驱动形式的选择混凝土搅拌车的驱动形式应根据以下因素进行选择：1. 工作条件：不同的工作环境和工作任务对混凝土搅拌车的驱动形式有不同的要求。
例如，在需要长时间工作的现场，柴油机驱动的混凝土搅拌车更为适合，而在比较安静的室内场所，则电动机驱动的混凝土搅拌车更为适合。
2. 载重量和行驶距离：混凝土搅拌车的载重量和行驶距离也是选择驱动形式的关键因素。
一般来说，柴油机驱动的混凝土搅拌车适用于大负荷和长距离的运输，而电动机驱动的混凝土搅拌车适用于小负荷和短距离的运输。
3. 经济性和环保性：选择驱动形式还应考虑经济性和环保性。
柴油机驱动的混凝土搅拌车虽然性能稳定，但燃料费用高、噪音大、排放量大，不太环保；而电动机驱动的混凝土搅拌车虽然环保，但成本较高，适用范围有限。
三、驱动形式的技术参数选择了适合的驱动形式后，还需要根据具体的工作需要，确定混凝土搅拌车的驱动形式的各项技术参数。
下面列举几个常见的技术参数：1. 动力参数：包括发动机或电动机的额定功率、最大功率、最大扭矩等。
2. 传动系统参数：包括变速箱型号、传动比、离合器型号等。
1.1工业机器人的系统组成
MMT
三种驱动方式比较：
电气驱动方式:电气驱动所用能源简单，机构速度变化范围大，效率高，速
度和位置精度都很高，且具有使用方便、噪声低和控制灵活的特点。
MMT
【背景知识】 2．机械结构系统
工业机器人的机
械结构系统是工业机 器人为完成各种运动 的机械部件。系统由 骨骼(杆件)和连接它 们的关节(运动副)构 成，具有多个自由度， 主要包括手部、腕部、 臂部、机身等部件， 如右图所示。
2MMT
机械结构系统——手腕
手腕是连接末端执 行器和手臂的部件，它的作 用是调整或改变工件的方位， 因而它具有独立的自由度， 以使机器人——手臂
手臂是机器人执行 机构中重要的部件，它的作 用是将被抓取的工件运送到 给定的位置上。
2MMT
机械结构系统——腰部和基座
【背景知识】 3．感受系统
感受系统由内部传感器和外部传感器构成。 传感器处于连接外界环境与机器人的接口位 置，是机器人获取信息的窗口 。
MMT
【背景知识】 3．感受系统
感受系统由内部传感器和外部传感器构成。 传感器处于连接外界环境与机器人的接口位置， 是机器人获取信息的窗口 。
机器人对传感器的要求 ①精度高、重复性好； ② 稳定性和可靠性好； ③ 抗干扰能力强； ④ 质量轻、体积小、安装方便。
MMT
（1)传感器的分类 根据传感器在机器人上应用目的与使用范围的 不同，将其分成两类：内部传感器和外部传感器。 内部传感器：用于检测机器人自身的状态，如： 测量回转关节位置的轴角编码器、测量速度以控制 其运动的测速计。 外部传感器：用于检测机器人所处的环境和对 象状况，如视觉传感器，可为更高层次的机器人控 制提供大得多的适应能力，也是给工业机器人增加 了自动检测能力。外部传感器可进一步分为末端执 行器传感器和环境传感器。
机器人底座旋转结构的设计
机器人底座旋转结构的设计机器人底座旋转结构是机器人系统中非常重要的组成部分之一。
它能够提供机器人的运动自由度，并且能够使机器人在不同方向上进行灵活的旋转。
下面将介绍机器人底座旋转结构的设计原理以及其在实际应用中的重要性。
1. 设计原理机器人底座旋转结构的设计原理主要包括两个方面：驱动方式和结构设计。
驱动方式是指机器人底座旋转的动力来源，常见的驱动方式有电机驱动和液压驱动。
电机驱动是使用电动机作为动力源，通过机械传动装置将电动机的旋转运动转换为机器人底座的旋转运动。
液压驱动则是利用液压系统产生的液压力来驱动机器人底座旋转。
两种驱动方式各有优劣，选择何种驱动方式要根据实际应用需求来确定。
结构设计是指机器人底座旋转结构的组成和形式。
常见的结构设计包括单轴旋转和多轴旋转。
单轴旋转是指机器人底座只能在一个平面内进行旋转，多轴旋转则是指机器人底座可以在多个平面内进行旋转。
根据具体应用场景的需求，可以选择不同的结构设计来实现机器人底座的旋转。
2. 实际应用机器人底座旋转结构在实际应用中具有重要的作用。
首先，它能够提供机器人在工作空间内的灵活性和机动性。
例如，在工业生产中，机器人底座的旋转结构可以使机器人能够在不同的位置进行工作，提高生产效率。
其次，机器人底座旋转结构还可以实现机器人的定位和导航功能。
通过底座的旋转，机器人能够根据环境中的标志物进行定位，并且可以根据预先设定的路径进行导航。
此外，机器人底座旋转结构还可以为机器人的感知和决策提供更多的信息。
例如，在安防领域，机器人底座的旋转可以使机器人能够全方位地监控周围环境，提高安全性。
3. 设计考虑因素在设计机器人底座旋转结构时，需要考虑以下因素：（1）稳定性：机器人底座旋转结构需要具备足够的稳定性，能够承受机器人的重量和外部环境的干扰。
（2）精度：机器人底座旋转结构的精度对于机器人的定位和导航非常重要。
因此，在设计过程中需要考虑如何提高结构的精度。
（3）功耗：机器人底座旋转结构的驱动方式需要考虑其功耗问题，尽量选择高效的驱动方式。
主轴分类和特点
主轴根据驱动方式、结构形式和应用领域，可分为以下几类：
1.电机直驱主轴：将电机的转矩直接传递给主轴，无需通过其他传动装置，如齿轮、皮带等。
具有结构简单、传动效率高、响应速度快、精度高等特点，广泛应用于高速数控机床、加工中心等领域。
2.电机间接驱动主轴：需要通过一定的传动装置将电机的转矩传递给主轴。
这类主轴的传动效率相对较低，但结构较为稳定，适用于重载、低速加工等应用场景。
3.液压驱动主轴：利用液压油作为介质，将液压泵产生的压力转化为主轴的旋转动力。
具有较高的输出力矩、低速性能好等特点，适用于重载、高扭矩加工场合。
4.磁悬浮主轴：采用磁力将主轴悬浮于磁轴承中，实现非接触传动。
具有高速、低摩擦、长寿命等特点，但制造难度较大，成本较高。
磁悬浮主轴在高精度、高速加工领域具有广泛的应用前景。
此外，根据结构形式和应用领域，主轴还可以分为以下几种：
1.箱式主轴：适用于高速加工和重负荷切削。
2.双向主轴：可实现同时上下加工。
3.滚珠丝杠主轴：以滚珠丝杠的方式工作，具有较高的准确性和刚性。
4.电主轴：电主轴的转速可实现高速、中速、低速和变速。
5.叉架类零件主轴：具有较高的刚性和稳定性，适用于高强度加工。
主轴采用锥度，能够使主轴和进给系统的间隙达到最小，适用于具有较小直径或较深孔的加工，且在加工精度方面表现优秀。
由于主轴的刚度高，因此不易受到振动的影响，同时，主轴的精度和稳定性也能保证机床的耐久性。
广泛应用于汽车制造、航天制造和模具制造等领域。
以上是主轴的分类和特点的详细描述，不同的主轴具有不同的特性和应用场景，选择合适的主轴可以提高加工效率和精度。
轮子是怎么驱动的原理
轮子是怎么驱动的原理
轮子的驱动原理有多种方式，具体取决于所使用的交通工具和驱动系统。
以下是一些常见的轮子驱动原理：
1. 内燃机驱动：内燃机通过燃烧燃料产生的能量转化为机械能，经过传动装置（如变速器、离合器等）传递给轮子。
这是最常见的汽车和摩托车的驱动方式。
2. 电动机驱动：电动机将电能转化为机械能，通过电池、电动控制器和传动装置将动力传递给轮子。
电动车辆和一些特殊的机械设备通常采用这种驱动方式。
3. 液压驱动：液压系统利用压缩液体（通常是油）的性质传递动力，经过液压泵、液压阀等装置，将动力传递给液压马达或液压驱动器，最终驱动轮子。
4. 齿轮传动：通过齿轮的啮合将动力从引擎或电动机传递给轮子。
齿轮传动常用于汽车、自行车等设备中。
5. 人力驱动：通过人体的力量直接驱动轮子，如自行车、轮椅等。
人体的力量转化为机械能，通过踩踏、划桨等方式施加在轮子上。
除了上述的常见驱动原理，还有一些其他的驱动方式，如水力驱动、气动驱动等，具体应用于特定的场合和设备中。
总的来说，轮子的驱动原理是通过外部动力源
将能量传递给轮子，使得轮子能够产生转动，推动交通工具或设备运动。
导轨驱动方案
导轨驱动方案导轨驱动是一种常见的机械传动方式，广泛应用于各种机械设备中。
本文将介绍几种常见的导轨驱动方案，包括滚珠螺杆驱动、直线电机驱动和液压驱动。
这些方案在不同的应用场景中各具优势，可根据实际需求选择合适的驱动方案。
一、滚珠螺杆驱动滚珠螺杆驱动是一种常见的高精度直线运动传动方式。
其基本结构包括螺杆、滚珠和导轨，滚珠通过滚珠循环装置和导轨直接接触，实现直线运动传递。
滚珠螺杆驱动具有传动效率高、定位精度高、刚度大等优点，广泛应用于数控机床、自动化设备等领域。
滚珠螺杆驱动的工作原理是通过螺杆的旋转运动驱动滚珠在导轨上滚动，从而带动导轨上的机械设备实现直线运动。
该驱动方案适用于需要高精度、高重载和高刚度的应用场景。
在滚珠螺杆驱动中，还可以根据需要选择不同的滚珠循环装置，如内循环、外循环和偏心循环，以满足不同的传动要求。
二、直线电机驱动直线电机驱动是一种新型的直线运动传动方式，通过电磁力作用实现直线运动。
直线电机驱动具有响应快、定位精度高、无传动副、运动平稳等优点，适用于需要高速、高加速度和高精度的应用场景。
直线电机驱动的工作原理是通过电磁力作用于直线电机定子和滑块之间的永磁体，实现直线运动。
该驱动方案广泛应用于半导体设备、光学设备和精密仪器等领域，可以实现快速、平稳的直线运动，并满足高精度定位的要求。
三、液压驱动液压驱动是一种常见的大载荷直线运动传动方式。
液压驱动具有承载能力强、稳定性好、可靠性高等优点，适用于需要大载荷和稳定运动的应用场景。
液压驱动的工作原理是通过液压系统提供的压力作用于活塞，从而实现直线运动。
液压驱动在工程机械、油田设备和航空航天等领域广泛应用，可以满足大载荷和高速运动的要求。
综上所述，根据实际需求选择合适的导轨驱动方案非常重要。
滚珠螺杆驱动适用于对精度要求较高的场景，直线电机驱动适用于对速度和加速度要求较高的场景，而液压驱动适用于对载荷和稳定性要求较高的场景。
在选择导轨驱动方案时，需要考虑运动速度、精度要求、载荷情况和应用环境等因素，并充分了解各种驱动方案的特点和适用范围，以确保选择最佳的驱动方案，提升设备性能和效率。
机器人传动原理
机器人传动原理
机器人传动原理是指机器人的所有动作都是通过一些特定的驱动装置来实现的，这些
驱动装置一般是电机、气动装置或者液压装置等。
机器人传动装置的种类有很多，常用的有以下几种：
1.电机驱动
电机驱动是机器人最常用的一种传动方式，其使用电机作为驱动装置，通过变速箱、
减速器、传动链等结构直接传递力量和动能。
电机驱动方式可以分为交流电机驱动和直流
电机驱动两种。
交流电机驱动：交流电机驱动具有速度稳定、转矩大、噪音小等特点，适合于高精度、高速度的机器人应用。
2.气动驱动
气动驱动是指通过气压控制运动的一种机构，一般采用空气压缩机将气体压缩储存，
然后经过气路系统将气体引入到机器人的各个部位，控制执行器完成各种动作。
气动驱动的优点是速度快、响应速度快、重复精度高，但其噪音很大，能耗较大，需
要专门的空压站维护。
3.液压驱动
液压驱动是指通过液体流动的方式传递驱动力量，实现机器人的各种运动。
液压驱动
常用的液体是液压油，通过液压泵将液体压缩，然后通过压力管路将压缩后的液体传送到
机器人的执行机构完成运动。
液压驱动的特点是响应速度快、动力大、调整方便，但其运动惯量大，精度低，维护
困难且成本高昂。
以上几种机器人传动原理方式各有优缺点，可以根据机器人的应用需求选择其中一种
或多种传动方式。
不同的应用场景需要不同的传动方式和控制方法，才能实现机器人的高
效运动和精确控制。
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滚动螺旋传动 滚动螺旋传动是在具有螺旋槽的丝杠与螺母之间放入适当的 滚珠。使丝杠与螺母之间由滑动摩擦变为滚动摩擦的一种螺旋 传动，滚珠在工作过程中顺螺旋槽(滚道)滚动，故必须设置滚 珠的返回通道，才能循环使用。为了消除回差(空回)，螺母分 成两段，以垫片、双螺母或齿差调整两段螺母的相对轴向位置， 从而消除间隙和施加预紧力，使得在有额定抽间负荷时也能使 回差为零。其中用的最多的是双螺母式，而齿差式最为可靠。
2.2.1 驱动—传动系统的构成
在机器人机械系统中，驱动器通过联轴器带动传动装 置(一般为减速器)，再通过关节轴带动杆件运动。
机器人一般有两种运动关节——转动关节和移(直)动 关节。 为了进行位置和速度控制，驱动系统中还包括位置和 速度检测元件。检测元件类型很多，但都要求有合适的精 度、连接方式以及有利于控制的输出方式。对于伺服电机 驱动，检测元件常与电机直接相联；对于液压驱动，则常 通过联轴器或销轴与被驱动的杆件相联。
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3、结构设计
包括机器人驱动系统、传动系统的配置及结构设计， 关节及杆件的结构设计，平衡机构的设计，走线及电器接 口设计等。
4、动特性分析
估算惯性参数，建立系统动力学模型进行仿真分析， 确定其结构固有频率和响应特性。
5、施工设计
完成施工图设计，编制相关技术文件。
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2.2 工业机器人的驱动与传动系统结构
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二、谐波传动的主要特点 (1) 传动比大，单级为50—300，双级可达2x106。 (2)传动平稳，承载能力高，传递单位扭矩的体积和重量小。 在相同的工作条件下，体积可减小20一50％。 (3)齿面磨损小而均匀，传动效率高。当结构合理，润滑良好 时，对i =100的传动，效率可达0.85。 (4)传动精度高。在制造精度相同的情况下，谐波传动的精度 可比普通齿轮传动高一级。若齿面经过很好的研磨，则谐波齿 轮传动的传动精度要比普通齿轮传动高4倍。 (5)回差小。精密谐波传动的回差一般可小于 3’，甚至可以实 现无回差传动。 (6)可以通过密封壁传递运动。这是其他传动机构难实现的。 (7)谐波传动不能获得中间输出，并且杯式柔轮刚度较低。
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1—码盘； 2 —测速机； 3 —电机； 4 —联轴器； 5 —传动装置； 6 —转动关节； 7 —杆
8 —电机； 9 —联轴器； 10 —螺旋副； 11 —移动关节； 12 —电位器 (或光栅尺)
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2.2.2 驱动器的类型和特点
1．电动驱动器 电动驱动器的能源简单，速度变化范围大，效率高，速 度和位置精度都很高。但它们多与减速装置相联，直接驱 动比较困难。 电动驱动器又可分为直流 (DC)、交流(AC)伺服电机 驱动和步进电机驱动。 直流伺服电机有很多优点，但它的电刷易磨损，且易 形成火花。随着技术的进步，近年来交流伺服电机正逐渐 取代直流伺服电机而成为机器人的主要驱动器。 步进电机驱动多为开环控制，控制简单但功率不大， 多用于低精度小功率机器人系统。
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3．其它驱动器 作为特殊的驱动装置，有压电晶体、形状记忆合金、
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驱动器的选择应以作业要求、生产环境为先决条件， 以价格高低、技术水平为评价标准。一般说来，目前负 荷为100 kg以下的,可优先考虑电动驱动器；只须点位 控制且功率较小者，可采用气动驱动器；负荷较大或机 器人周围已有V摆线针轮传动 RV摆线针轮传动装置，是由一级行星轮系再串联一级摆 线针轮减速器组合而成的。 二、主要特点 与谐波传动相比， RV摆线针轮传动除了具有相同的速比 大、同轴线传动、结构紧凑、效率高等待点外，最显著的特 点是刚性好，传动刚度较谐波传动要大2—6倍，但重量却增 加了1—3倍。 该减速器特别适用于操作机上的第一级旋转关节 (腰关节)， 这时自重是坐落在底座上的，充分发挥了高刚度作用，可以 大大提高整机的固有频率，降低振动；在频繁加、减速的运 动过程中可以提高响应速度并降低能量消耗。
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2. 液压驱动器
液压驱动的优点是功率大，可省去减速 装置而直接与被驱动的杆件相连，结构紧 凑，刚度好，响应快，伺服驱动具有较高 的精度。但需要增设液压源，易产生液体 泄漏，不适合高、低温场合，故液压驱动 目前多用于特大功率的机器人系统。
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3．气动驱动器 气压驱动的结构简单，清洁，动作灵敏，具有缓冲作用。 但与液压驱动器相比，功率较小，刚度差，噪音大，速度不 易控制，所以多用于精度不高的点位控制机器人。
机器人几乎使用了目前出现的绝大多数传动机构，其中 最常用的为谐波传动、RV摆线针轮行星传动和滚动螺旋传 动。
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谐波传动工作原理 谐波传动是利用一个构件的可控制的弹性变形来实现机 械运动的传递。谐波传动通常由三个基本构件 (俗称三大 件 ) 组成，包括一个有内齿的刚轮，一个工作时可产生径 向弹性变形并带有外齿的柔轮和一个装在柔轮内部、呈椭 圆形、外圈带有滚动轴承的波发生器。柔轮的外齿数少于 刚轮的内齿数。在波发生器转动时，相应于长轴方向的柔 轮外齿正好完全啮入刚轮的内齿；在短轴方向，则外齿全 脱开内齿。当刚轮固定，波发生器转动时，柔轮的外齿将 依次啮入和啮出刚轮的内齿，柔轮齿圈上的任一点的径向 位移将呈近似于余弦波形的变化，所以这种传动称作谐波 传动。
对于驱动器来说，最重要的是要求起动力矩大，调 速范围宽，惯量小，尺寸小，同时还要有性能好的、与 之配套的数字控制系统。
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2.2.3 机器人的常用传动机构
机器人传动机构的基本要求： (1) 结构紧凑，即同比体积最小、重量最轻； (2) 传动刚度大，即承受扭矩时角度变形要小，以提高整机的 固有频率，降低整机的低频振动； (3) 回差小，即由正转到反转时空行程要小，以得到较高的位 置控制精度； (4) 寿命长、价格低。
第二章 机器人的机械结构与设计
2.1 机器人机械设计的步骤
1、作业分析
作业分析包括任务分析和环境分析，不同的作业任务 和环境对机器人操作及的方案设计有着决定性的影响。
2、方案设计
（1）确定动力源 （2）确定机型 （3）确定自由度 （4）确定动力容量和传动方式 （5）优化运动参数和结构参数 （6）确定平衡方式和平衡质量 （7）绘制机构运动简图