移动关节导轨有五种：普通滑动导轨、液 压动压滑动导轨、液压静压滑动导轨、气浮导 轨和滚动导轨。前两种具有结构简单、成本低 的优点，但是它必须留有间隙以便润滑，而机 器人载荷的大小和方向变化很快，间隙的存在 又将会引起坐标位置的变化和有效载荷的变化； 另外，这种导轨的摩擦系数又随着速度的变化 而变化，在低速时，容易产生爬行现象(速度时 快时慢)等缺点。第三种静压导轨结构能产生预 载荷，能完全消除间隙，具有高刚度、低摩擦、 高阻尼等优点，但是它需要单独的液压系统和 回收润滑油的机构。
传动部件设计

，传动部件是构成工业机器人的重要部件。 用户要求机器人速度高、加速度(减速度)特性好、 运动平稳、精度高、承载能力大。这在很大程度上 决定于传动部件设计的合理性和优劣，所以，关节 传动部件的设计是工业机器人设计的关键之一。本 节将介绍工业机器人传动部件的结构和设计特点， 以帮助设计者合理选用。


二、传动件的定位及消隙
(一)传动件的定位

工业机器人的重复定位精度要求较高，设计时应根据 具体要求选择适当的定位方法。目前常用的定位方法 有电气开关定位、机械挡块定位和伺服定位。 l.电气开关定位 电气开关定位是利用电气开关(有触点或无触点)作 行程检测元件，当机械手运行到定位点时，行程开关 发信号切断动力源或接通制动器，从而使机械手获得 定位。液压驱动的机械手运行至定位点时，行程开关 发出信号，电控系统使电磁换向阀关闭油路而实现定 位。电动机驱动的机械手需要定位时，行程开关发信 号，电气系统激励电磁制动器进行制动而定位。使用 电气开关定位的机械手，其结构简单、工作可靠、维 修方便，但由于受惯性力、油温波动和电控系统误差 等因素的影响，重复定位精度比较低，一般为土 (3~5)mm。


闭环伺服定位系统具有反馈环节，其抗干 扰能力强，反应速度快，容易实现任意点定位。 图是齿条齿轮反馈式电-液闭环伺服系统方框图。 齿轮齿条将位移量反馈到电位器上，达到给定 脉冲时，马达及电位器触头停止运转，机械手 获得准确定位。
(二)传动件的消隙 传动的间隙，影响了机器人的重复定位
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精度和平稳性。对机器人控制系统来说， 传动间隙导致显著的非线性变化、振动 和不稳定。但是，传动间隙是不可避免 的，其产生的主要原因有：由于制造及 装配误差所产生的间隙；为适应热膨胀 而特意留出的间隙。消除传动间隙的主 要途径有：1）提高制造和装配精度；2） 设计可调整传动间隙的机构；3）设置弹 性补偿零件。
一、移动关节导轨及转动关节轴承: (一)移动关节导轨 l. 移动关节导轨的目的是在运动过程中保证位 置精度和导向，对机器人移动导轨有如下几点 要求： (1)间隙小或能消除间隙； (2)在垂直于运动方向上的刚度高； (3)摩擦系数低并不随速度变化； (4)高阻尼； (5)移动导轨和其辅助元件尺寸小、惯量低。 (6)无低速爬行现象
2.机械挡块定位
机械挡块定位是在行程终点设置机 械挡块，当机械手减速运动到终点时， 紧靠挡块而定位，若定位前缓冲较好， 定位时驱动压力未撤除，在驱动压力下 将运动件压在机械挡块上，或驱动压力 将活塞压靠在缸盖上就能达到较高的定 位精度，最高可达士0.02mm。若定位时 关闭驱动油路、去掉驱动压力，机械手 运动件不能紧靠在机械挡块上，定位精 度就会减低，其减低的程度与定位前的 缓冲效果和机械手的结构刚性等因素有 关。
三、谐波传动 电动机是高转速、低力矩的驱动器,在机器人中 要用减速器变成低转速、高力矩的驱动器。机 器人对减速器的要求下 ： (1)运动精度高，间隙小，以实现较高的重复定 位精度； (2)回转速度稳定，无波动，运动副间摩擦小, 效率高 (3)体积小，重量轻，传动扭矩大。 在工业机器人中，比较合乎要求且常用的减 速器是行星齿轮机构和谐波传动机构。

行星齿轮传动尺寸小，惯量低；一级传动比大， 结构紧凑，载荷分布在若干个行星齿轮上，内齿 轮也具有较高的承载能力。
3.伺服定位系统 电气开关定位与机械挡块定位这两种定位 方法只适用于两点或多点定位。而在任意点定 位时，要使用伺服定位系统。伺服系统可以输 入指令控制位移的变化，从而获得良好的运动 特性。它不仅适用于点位控制，而且也适用于 连续轨迹控制。 开环伺服定位系统没有行程检测及反馈， 是一种直接用脉冲频率变化和脉冲数控制机器 人速度和位移的定位方式。这种定位方式抗干 扰能力差，定位精度较低。如果需要较高的定 位精度(如士0.2mm)，则一定要降低机器人关 节轴的平均速度。

直线导轨
滚珠丝杠

(二)转动关节轴承 球轴承是机器人和机械手结 构中最常用的轴承。它能承受径 向和轴向载荷，摩擦较小，对轴 和轴承座的刚度不敏感。图 (a) 为普通向心球轴承；图 (b)为向 心推力球轴承。这两种轴承的每 个球和滚道之间只有两点接触 (一点与内滚道，另一点与外滚 道)。为了预载，此种轴承必须 成对使用。图(c)为“四点接触” 球轴承。该轴承的滚道是尖拱式 半圆，球与每个滚道两点接触， 该轴承通过两内滚道之间适当的 过盈量实现预紧。因此，此种轴 承的优点是无间隙，能承受双向 轴向载荷，尺寸小，承载能力和 刚度比同样大小的一般球轴承高 1.5倍，缺点，是价格较高。
最近，有人在静压润滑系统中采用了高粘 度的润滑剂(如油脂)，并已用到机器人的机械 系统中。第四种气浮导轨是不需回收润滑油的， 但是它的刚度和阻尼较低，并且对制造精度和 环境的空气条件(过滤和干燥)要求较高，不过 由于其摩擦系数低(大约为0.0001)，估计将来 是会采用的（三坐标测量机）。而目前，第五 种滚动导轨在工业机器人中应用最为广泛，因 为它具有很多优点：①摩擦小，特别是不随速 度变化，②尺寸小，③刚度高，承载能力大； ④精度和精度保持性高,⑤润滑简单；⑥容易制 造成标准件，⑦滚动导轨易加预载，消除间隙、 增加刚度。 但是，滚动导轨用在机器人机械系统中也存在 着缺点：①阻尼低，②对脏物比较敏感。