まず、リニア伝達機構
産業用ロボットで一般的に使用されている直線伝達機構は、シリンダーまたは油圧シリンダーとピストンによって直接生成することができ、ピニオンとラック、ボールねじナットなどの伝達要素を使用して回転運動に変換することもできます。
1.角柱関節ガイド
直動関節ガイドは、動作中の位置精度とガイドを確保する役割を果たします。
直動案内には、普通すべり案内、油圧動圧すべり案内、油圧静圧すべり案内、エアフローティング案内、転がり案内の5種類があります。
現在、産業用ロボットで最も広く使用されているのは第 5 種の転がり案内です。 図 2-15 に示すように、インクルーシブ ローリング ガイドの構造はサポート シートによってサポートされており、任意のプレーンに簡単に接続できます。 このとき、スリーブは開いてラムに埋め込まれている必要があります。これにより、剛性が高まるだけでなく、他のコンポーネントとの接続も容易になります。
2. ラック＆ピニオン装置
ラックアンドピニオン装置（図2-16）では、ラックが固定されている場合、ギアが回転すると、ギアシャフトとドラグプレートがラック方向に沿って直線的に移動します. このようにして、ギアの回転運動がドラグプレートの直線運動に変換されます。 ドラグプレートはガイドロッドまたはガイドレールで支持されており、装置の戻り差が大きい。
3、ボールネジとナット
ボールねじは、低摩擦で動作応答が速いため、産業用ロボットでよく使用されます。
ボールねじナットのねじ溝に多くのボールが配置されているため、ボールねじは伝達過程で転がり摩擦を受け、摩擦が小さいため、伝達効率が高く、低クリープ現象を解消できます。スピード。 組み立て時に一定の予圧をかけることで、バックスリップをなくすことができます。
図 2-17 に示すように、ボールねじナットのボールは研削ガイド溝を循環して運動と動力を伝達し、ボールねじの伝達効率は 90% に達することがあります。
4、液体（気体）圧力シリンダー
液体（ガス）シリンダーは、油圧ポンプ（空気圧縮機）の出力圧力エネルギーを機械エネルギーに変換し、アクチュエーターの直線往復運動を行います。液体（ガス）シリンダーを使用すると、直線運動を簡単に実現できます。 液体（ガス）シリンダーは、主にシリンダー、シリンダーカバー、ピストン、ピストンロッド、シール装置などの部品で構成されています。 ピストンとシリンダーは精密な滑り協調を採用し、圧力油（圧縮空気）は液体（ガス）シリンダーの一端から入り、ピストンを液体（ガス）シリンダーの他端に押し込み、線形を実現します動き。 液体（気体）シリンダへの作動油（圧縮空気）の流れ方向と流量を調整することにより、液体（気体）シリンダの動作方向と速度を制御することができます。
二、回転伝動機構
一般に、モーターは回転運動を直接発生させることができますが、その出力トルクは必要なトルクよりも小さく、速度は必要な速度よりも高くなります。 そのため、歯車やベルト伝動装置などの運動伝達機構を用いて高速から低速に変換し、より大きなトルクを得る必要があります。 モーションの伝達と変換は、位置決め精度、繰り返し位置決め精度、信頼性など、ロボット システムの望ましい特性を損なうことなく、効率的に行う必要があります。 運動の伝達と変換は、次の伝達メカニズムによって実現できます。
1.ギアペア
ギアペアは、角変位と角速度を伝達するだけでなく、力とトルクも伝達できます。 一方の歯車は入力軸に取り付けられ、もう一方の歯車は出力軸に取り付けられます。 歯車の歯数は速度に反比例し [式 (2-1)]、入力トルクに対する出力トルクの比率は入力歯に対する出力歯の比率に等しいことがわかります [式 (2-2)]。
2. 歯付きベルト伝動装置
産業用ロボットでは、同期ベルト伝動は主に平行軸間でモーションを伝達するために使用されます。 同期コンベヤ ベルトとプーリの接触面は、対応する歯の形状で構成されており、かみ合いによって動力が伝達されます。 歯のピッチは、プーリを包むときの円ピッチ t で表されます。
ここで: n1 主輪速度 (r/min); n2 はパッシブ ホイール速度 (r/min) です。 z1 主輪の歯数。 z2 はパッシブ ホイールの歯の数です。
同期ベルト伝動の利点：滑り伝動がない、正確な伝動比、安定した伝動。 幅広い速度比; 初張力が小さい。 シャフトとベアリングは過負荷になりにくいです。 ただし、この伝達機構の製造および設置要件は厳しく、ベルトの材料要件も高くなるため、コストが高くなります。 モーターと高減速比減速機間の伝動には、歯付きベルト伝動が適しています。
3.ハーモニックギア
現在、産業用ロボットの回転関節の 60 ～ 70% がハーモニック ギアによって駆動されています。
ハーモニック ギア ドライブは、リジッド ギア、ハーモニック ジェネレーター、フレキシブル ギアの 3 つの主要部分で構成されています。
動作中、剛性ギア6が固定され、すべての歯が円周上に配置され、外側ギアリング2を備えた柔軟なギア5が剛性ギアの内側ギアリング3に沿って回転します。 フレキシブル ギアはリジッド ギアより 2 つ少ない歯を持っているため、フレキシブル ギアはリジッド ギアの各回転に沿って反対方向に 2 つの歯の対応する角度を回転させます。
ハーモニックジェネレーター4は楕円形のプロファイルを持ち、それに取り付けられたボールはフレキシブルギアを支持するために使用され、ハーモニックジェネレーターはフレキシブルギアを回転させて塑性変形を引き起こします。 回転するとき、柔軟な歯車の楕円形の端の数個の歯だけが剛性の歯車と噛み合い、この方法でのみ柔軟な歯車は剛性の歯車に対して特定の角度で自由に回転できます。 通常、リジッド ギアは固定され、ハーモニック ジェネレーターは入力として使用され、フレキシブル ギアは出力軸に接続されます。
ここで、z1 はフレキシブル ギアの歯数です。 z2 は剛体歯車の歯数です。 剛性歯車が100歯、弾性歯車がそれより2歯少ないとすると、ハーモニックジェネレーターが50回転するとフレキシブル歯車が1回転するので、1:50の減速比は巻き取るだけで得られます。小さなスペース。 通常、ハーモニックジェネレーターは入力軸に、フレキシブルギアは出力軸に取り付けられ、大きなギア減速比が得られます。
4、サイクロイド ピン ホイール ドライブ減速機
サイクロイド風車トランスミッションは、針振り子トランスミッションに基づいて開発された新しいタイプのトランスミッション モードです。 1980 年代、日本はロボット関節用のサイクロイド風車減速機を開発しました。 図2-21は、サイクロイド風車伝達の簡略図を示しています。
インボリュート円筒歯車遊星減速機構とサイクロイド風車遊星減速機構で構成されています。 インボリュート遊星車６は、サイクロイド風車伝動部への入力としてクランクシャフト５に連結されている。
インボリュート中心歯車７が時計回りに回転すると、インボリュート遊星歯車が同時に反時計回りに回転し、クランクシャフトを介してサイクロイドホイールを平面運動で駆動する。 このとき、サイクロイド車は噛み合っている針車に拘束されており、その軸は針車の軸を中心に回転しながら反対方向、つまり時計回りに回転します。 同時に、クランクシャフトを介して遊星フレーム出力機構を時計回りに押します。