一、什么是關節(jié)機器人?

　　關節(jié)機器人(Robot joints)，也稱關節(jié)手臂機器人或關節(jié)機械手臂，是當今工業(yè)領域中常見的工業(yè)機器人的形態(tài)之一。適合用于諸多工業(yè)領域的機械自動化作業(yè)，比如，自動裝配、噴漆、搬運、焊接等工作。

　　常見的六軸關節(jié)機器人的機械結構，六個伺服電機直接通過諧波減速器、同步帶輪等驅(qū)動六個關節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)，注意觀察一、二、三、四軸的結構，關節(jié)一至關節(jié)四的驅(qū)動電機為空心結構，關節(jié)機器人的驅(qū)動電機采用空心軸結構應該不常見，空心軸結構的電機一般較大。

　　采用空心軸電機的優(yōu)點是：機器人各種控制管線可以從電機中心直接穿過，無論關節(jié)軸怎么旋轉(zhuǎn)，管線不會隨著旋轉(zhuǎn)，即使旋轉(zhuǎn)，管線由于布置在旋轉(zhuǎn)軸線上，所以具有小的旋轉(zhuǎn)半徑。此種結構較好的解決了工業(yè)機器人的管線布局問題。對于工業(yè)機器人的機械結構設計來說，管線布局是難點之一，怎樣合理的在狹小的機械臂空間中布置各種管線(六個電機的驅(qū)動線、編碼器線、剎車線、氣管、電磁閥控制線、傳感器線等)，使其不受關節(jié)軸旋轉(zhuǎn)的影響，是一個值得深入考慮的問題。

　　二、6軸關節(jié)機器人關節(jié)設計

　　六軸關節(jié)機器人的腕部關節(jié)設計較為復雜，因為在腕部同時集成了三種運動。小型的六軸關節(jié)機器人的腕部關節(jié)主要采用諧波減速器。圖4較為詳細地描述了常見的六軸關節(jié)機器人的腕部結構，其腕部關節(jié)用到了兩個諧波減速器，兩個同步齒型帶傳動輸入，中間還用到了一對錐齒輪副傳動。

　　對于復雜的整體葉輪等采用六軸聯(lián)動機器人會更方便?；旌闲土S聯(lián)動機器人的結構形式由三個直線運動軸，兩個轉(zhuǎn)動軸和一個擺動軸組成。其中三個直線運動軸是典型的懸臂型直角坐標機器人，也可以是龍門式三維直角坐標機器人。在上下運動的Z軸下端帶動一個旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸帶動一個擺動軸，擺動軸末端再帶動一個旋轉(zhuǎn)軸。末端的旋轉(zhuǎn)軸帶動手爪。由于兩個旋轉(zhuǎn)軸和一個擺動軸其實就是關節(jié)機器人的末端三個運動軸，所以六軸混合機器人就是三軸直角坐標機器人加上關節(jié)機器人的三個末端運動軸組合而成。

　　三、6軸關節(jié)機器人的優(yōu)點

　　1)結構緊湊，工作范圍大而安裝占地面積小。

　　2)具有很高的可達性。關節(jié)坐標式機器人可以使其手部進入像汽車車身這樣一個封閉的空間內(nèi)進行作業(yè)，而直角坐標式機器人不能進行此類作業(yè)。

　　3)因為沒有移動關節(jié)，所以不需要導軌。轉(zhuǎn)動關節(jié)容易密封，由于軸承件是大量生產(chǎn)的標準件，則摩擦小，慣性小，可靠性好。

　　4)所需關節(jié)驅(qū)動力矩小，能量消耗較小。

　　5)代替很多不適合人力完成、有害身體健康的復雜工作。

　　四、6軸關節(jié)機器人的缺點

　　1)肘關節(jié)和肩關節(jié)軸線是平行的，當大、小臂舒展成一直線時，雖能抵達很遠的工作點，但機器人的結構剛度比較低。

　　2)機器人手部在工作范圍邊界上工作時有運動學上的退化行為。

　　3)價格高，導致初期投資的成本高。

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