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標題: 設計機械手時，使用諧波減速器，遇到彎矩較大的問題，如何解決呢？ [打印本頁]

作者: feixueliu 時間: 2009-10-15 18:24
標題: 設計機械手時，使用諧波減速器，遇到彎矩較大的問題，如何解決呢？
設計機械手時，其中一軸使用諧波減速器，通過法蘭盤直接帶負載轉動，由于負載較長（280毫米）較重（30kg），會引起較大的彎曲變形，從而使得減速器無法正常使用（因為提供廠家說他們的產品只可以承受轉矩，不承受彎矩），請問有好的解決辦法嗎？是采用更好更強的國外型號，還是采用其它辦法呢？

謝謝！

作者: 自然 時間: 2009-10-15 20:36
如果這個機械手不需要伸進狹窄空間的話，那建議你在負載外環裝一個套子，用以支撐一個軸承，軸承用來支撐你這個負載，負載軸從軸承中穿過。消除對法蘭盤的徑向力-彎矩。我也不知道行不行，瞎說的。

作者: 楊經保 時間: 2009-10-15 21:02
　　諧波減速機是不能直接承受軸向力和彎矩的。由于諧波減速機內部結構有一柔性輪，不管是行星壓輪式還是偏心式或凸輪式，都不能承受這兩種力。一般諧波減速機是垂直安裝的；在機器人的應用上，一般用在機器人腰部和肩部關節，手腕上應用這種減速機的也有，前提是手腕始終保持向下垂直。
　　若一定要用此減速機，在其外部加輔助支承，而且支承的強度一定要夠克服負載彎矩，否則效果不佳；增加支承同時要考慮摩擦給原動機增加了負載。
　　若加支承不方便，可考慮更換成ＲＶ減速機（結構：行星＋擺線針）；可以完全解決所述問題。

作者: feixueliu 時間: 2009-10-16 00:00
3# 楊經保前輩：
1.看過您發表的帖子“工業機器人的設計過程”，很受啟發。該減速器用于您所說的六軸機器人中的第四軸—小臂旋轉的傳動中，若采用RV減速器，是否會存在重量較重的問題？似乎，RV減速器一般用在第1、2居多？若在這種情況下可用，請問有哪些比較好的提供RV減速器的廠家呢？
2.我們設計的目標負載是5kg，屬于輕型，而這類機器人采用諧波減速器的很多。正如您所說，可以在在其外部加輔助支承，不是很理解，還請前輩詳細講解下：）請問，是在減速器的外殼外加輔助支承？那應該怎么加呢？謝謝

作者: xcyw2004 時間: 2009-10-16 10:44
你好：看了你的描述，覺得你的問題是無法解決彎矩的困擾。你可以選擇中空型諧波減速機，選用整機型的，就是他們已經加號支撐軸承，潤滑，密封和殼體的那種，這樣你的傳動軸可以從中間穿過，在軸上可以加軸向軸承（當然這個軸承是和你的負載在一塊的。這樣你的關節就沒有任何問題了。在莫托曼5公斤負載的弧焊機器人中，這種結果很多的（都是日本人設計的）。僅供參考。
同時，這如你所說如果用RV減速機，重量是你無法克服的。一般情況下RV的是諧波的重量的4倍以上。日本諧波的精度是很好的。就是負載小點，不過在小負載機器人身上足夠了。

作者: feixueliu 時間: 2009-10-18 01:09
3# xcyw2004 友：
您好。
1.正如您所說，確實是選用的諧波減速器無法承受彎矩的問題。我們選用的就是整機型，包括輸入軸、輸出軸以及軸上的支撐、潤滑、密封和殼體，在輸出軸上通過鍵相連一個法蘭盤，直接帶動負載（負載較重，較長），由于將產生的較大彎曲變形可能導致減速器無法正常使用（因為輸出軸較大彎曲變形會影響與柔輪的連接與變形），所以必須解決這個問題。不是很理解您所說的“中空型諧波減速機”，是指輸出輸入軸都有孔，方便走線的那種嗎？但是這種問題依舊存在，怎么解決？您所說的“傳動軸可以從中間穿過，在軸上可以加軸向軸承（當然這個軸承是和你的負載在一塊的。）”中，傳動軸是否是輸出軸呢，若是，那么其上的軸承外端需要加外蓋殼，那么軸承如何與負載在一起呢？
2.您提到的“中空型諧波減速機”，可以解決彎矩的問題，請問什么公司可以提供這種產品呢？
謝謝！

作者: 自然 時間: 2009-10-18 12:32
我覺得你可以把280毫米-30kg這個報給國外型號的國內代理商，如果他們有這樣的產品，你就可以考慮選用國內的然后進行樓上說的各種改造（成本你自己算），如果國外的沒有這種產品，你就別采用諧波減速器了；如果一定要用諧波減震器，你就要改那個負載的設計了。

作者: 楊經保 時間: 2009-10-18 14:45
如果是自已設計機器人,就不要采用諧波減速機了,可以將減速機產到后邊去.可以參考一下ABB\KUKA的設計思路.再說現在機器人上也很少人再用諧波減速機了.

作者: feixueliu 時間: 2009-10-18 21:38
8# 楊經保前輩：
我們設計的目標負載是5kg，屬于輕型，而這類機器人采用諧波減速器的有不少吧，例如三菱RV系列，以及Denso以及莫托曼的部分型號。您說，現在機器人很少采用諧波減速器，那么一般采用什么減速器呢（尤其是楊經保前輩您在“工業機器人的設計過程”一文中說到6軸機器人的后三軸一般采用什么減速器呢）？為什么諧波減速器使用的越來越少了呢？
謝謝

作者: feixueliu 時間: 2009-10-21 04:20
可以采用加大減速器的輸出軸直徑的辦法來解決該問題嗎？就是增大輸出軸的直徑，增強其抗變形的能力，是否可以呢？
謝謝

作者: liweisky 時間: 2009-10-21 10:38
加上膜片聯軸器，讓聯軸器來承擔變形

作者: 自然 時間: 2009-10-21 17:23
10# feixueliu
好像跟輸出軸直徑沒有直接關系哦，不能承受彎矩是因為那個諧波器齒輪是軟的，想象一下電動機和水泵的那個橡皮聯軸器吧，能傳遞扭矩，但是你不能把它拿來彎折。當諧波齒輪個頭比較大的時候，說明它設計的工作轉矩是較大的，相應的，它的輸出軸也許會粗一點，但是，并不是說，你通過加粗那根軸就可以增大它的彎矩承受能力了。當然，對這個我也不是肯定的，最好還是楊大俠定奪。

作者: oathkong 時間: 2009-10-21 18:06
5kg負載機器人的R軸可用諧波減速。

你可以仿制motoman負載6kg機械手R軸的結構。

柔輪和波發生器中空過線，用軸承承受負載。

諧波減速的三大件需要自己設計。

作者: rabitzh 時間: 2009-10-21 22:42
普通的諧波減速器尤其是簡單的三大件肯定不能承受彎矩，尤其是現在的2代諧波減速器對于這點更為重要。

所以，一種方法就是選用減速器套裝的那種，里面已經安裝有軸承能夠承受一定的彎矩。

還有就是直接購買三大件，而后自己設計外部結構。

不知道國內用的最多的是哪個公司的，北京的中技克美還可以，我們這指定是用這家的，其它的不用，通常也是讓他們生產三大件，其它的結構設計自己完成，不過設計圖紙需要和公司會簽就是了，他們很關心也是至這個彎矩抵消問題，在結構加強設計，如果有一定的彎矩作用到柔輪或波發生器上，減速器就運轉有問題了。

作者: zjf_szxc 時間: 2009-10-22 12:22
各位大俠好！
在談機器人啊！小弟路過打個招呼，學習了。

作者: 楊經保 時間: 2009-10-22 13:17
　　　　機器人小臂的受力狀況一般是這樣的：由于在設計機器人本體時，要考慮工作伸展范圍及動態受力狀態，如果分配不均勻的話，可能會導致運動過程中出現很大的運動慣量，給機器人帶來不必要的震蕩力；另外還有就是裝在機器人手腕上的末端執行器的長度和機械慣量。從綜合方面的考慮機器人小臂與大臂的配比關系是：小臂稍短于大臂幾十公分，以利于加裝上執行器后機器人在運動時的慣量平衡，盡量消除本體震動。
　　　　由于小臂自身有重量及長度，并且是一端與大臂鉸連。在進行力學靜力分析時，我們會將鉸鏈看成固定的，小臂看成單邊固定的懸臂梁，受力點畫在離固定點最遠端，箭頭向下；這個力的大小就是：與小臂相連的手腕的重量＋末端執行器的重量＋（小臂自身重量　Ｘ（３／４））＋引力。
　　　　當我們畫出受力圖及彎矩圖時發現：影響小臂受力彎曲大小的力是來自于手腕的重量和末端執行器的重量的和。
　　　　當我們將小臂和手腕、末端執行器看成一體，畫受力圖及彎矩圖時發現：由于懸臂梁的伸長，受力點隨著桿件的增長向固定點遠端移動，彎矩加大，并伴有剛體本身的彈性增大；這是不利于機器人在空間運動、定位控制的。
　　　　當我們將鉸鏈看成活動鉸接時，進行動態受力分析時，情況就完全不同了，有時在做靜力分析時是滿足要求的條件在這里卻成了要解決的難題。
　　　　樓主可否試著將諧波減速機與小臂、手腕、執行器加在起來畫受力圖分析一下，再將諧波減速機的柔輪看成活鉸畫受力圖與變矩圖，看看是個什么情形，然后再定減速機。
　　　　
　　　　

作者: feixueliu 時間: 2009-10-25 11:01
13#oathkong兄，謝謝您的熱心回復。有個問題，仍然想請教下：motoman負載6kg機械手R軸的結構，請問在什么地方可以查到呢？如果方便，請告知，或是提示一下也可以。謝謝

作者: feixueliu 時間: 2009-10-25 11:04
14#rabitzh 兄，謝謝您的熱心回復。有些問題，仍然想請教下：
1、我們也選用了減速器套裝，里面已經裝有軸承，但是承受不了較大的彎矩，所以準備加大輸出軸的直徑，盡可能加大軸承間距，減少變形量，請問這樣可行嗎？
2、您說你們自己設計解決，是解決類似的使用中彎矩較大的問題嗎？如果方便的話，是否可以告知，或者提示一下您們是如何解決這個問題的嗎？謝謝。
3、您是說還需要把圖紙拿到中技克美去會審？以便確認設計不影響減速器的使用？他們自己提供解決類似情況的辦法嗎？
非常感謝。

作者: oathkong 時間: 2009-10-26 12:36
R軸結構可在motoman的說明書里看到，爆炸圖顯示，很直觀的。
說明書在網上有，找找看。

作者: summitlp 時間: 2009-11-20 16:41
路過，學習一下！

作者: 雷佰順 時間: 2012-2-5 14:21

feixueliu 發表于 2009-10-18 21:38
8# 楊經保前輩：
我們設計的目標負載是5kg，屬于輕型，而這類機器人采用諧波減速器的有不少吧，例如三菱 ...

因為國產的諧波減速機質量和運動精度上都達不到機械手的使用要求，但是進口的諧波成本有太高了···ABB。FANUC.KUKA他們用的全是齒輪···

作者: 雷佰順 時間: 2012-2-8 22:29

feixueliu 發表于 2009-10-18 21:38
8# 楊經保前輩：
我們設計的目標負載是5kg，屬于輕型，而這類機器人采用諧波減速器的有不少吧，例如三菱 ...

因為用諧波減速機成本高咯···用齒輪的話成本會省不少的。
像FANUC的機器人，四五六軸都是用的直齒加準雙曲面螺旋傘齒。我親自拆過FANUC的機器人。
據說ABB的機器人1-6軸一個減速機都沒有。

作者: bob_fang 時間: 2012-4-22 23:18

各位大俠好！小弟剛開始接觸機械人，在學習和設計進行中，和各位大俠打個招呼，學習了！

作者: 雷佰順 時間: 2012-7-3 23:13

feixueliu 發表于 2009-10-25 11:01
13#oathkong兄，謝謝您的熱心回復。有個問題，仍然想請教下：motoman負載6kg機械手R軸的結構，請問在什么地 ...

在我這里可以查到····嘿嘿··

作者: yitianwuliao 時間: 2013-3-27 21:47
路過，學習了

作者: Prince-ton 時間: 2013-4-14 16:14
見幾個所謂的rv減速器都沒看出擺線針結構。。。

作者: 九霄龍吟 時間: 2013-4-17 14:58
學習了

作者: 秦654304107 時間: 2013-8-16 09:30
虛心學習

作者: Vincent_carry 時間: 2014-8-13 00:00
哎，希望大蝦仔細回答呀

作者: luyong-2004 時間: 2014-11-28 15:13
過來學習諧波減速機了.

作者: fengshinideying 時間: 2014-12-9 22:23
認真學習了幾遍

作者: Mr.臧_OY767 時間: 2017-5-18 19:47
學習學習！

作者: southn 時間: 2019-4-28 11:40

楊經保發表于 2009-10-15 21:02
　　諧波減速機是不能直接承受軸向力和彎矩的。由于諧波減速機內部結構有一柔性輪，不管是行星壓輪式還是偏 ...

技術大牛，

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