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机器人机电一体化关节接口 GB/T 38560-2020 工业机器人的通用驱动模块接口 国家标准解读 邵振洲 首都师范大学 轻型工业机器人与安全验证北京市重点实验室 机器人与机器人装备分技术委员会(SAC/TC159/SC2) 2021年4月7 日 汇报内容  标准提出背景  通用驱动模块设计原则  通用驱动模块化结构  一体化通用驱动模块示例 1 标准提出背景  工业机器人构型较为固定。  关节结构不统一，不具有可替换性；功能单一化，无法适应 复杂多变的环境和任务。  工业机器人模块化、轻量化和多轴化成为其发展趋势。 2 通用驱动模块标准化  建立工业机器人的通用驱动模块接口标准。  突破机器人模块化设计技术，实现快速置换和故障排除。  实现不同厂家关节的替换。  有效降低机器人产品的开发难度，并形成关键技术的积累和 沉淀，可以支撑我国工业机器人技术及产业的发展，促进机 器人技术的普及应用。 3 通用驱动模块设计原则  通用驱动模块应遵循接口统一、可靠性高和安全性高等设计 原则，并满足快速更换和互操作等要求。 4 具体设计原则 a) 驱动模块的支撑机构、电机及传动装置设计应实现一体化, 驱动模块的结构紧凑、装配方便以及可重构化。 b) 在设计多自由度（含1 自由度）机械臂时，应采用即插即用 连接机构以实现电气和机械的快速连接，并且在模块功能 出现异常时应支持快速替换。 c) 设计驱动模块时，内部应预置ID 、校正和配准等信息。 d) 驱动模块的拆装要保证其供电、通信和安全性不受损害， 避免造成模块功能失常、失效或不安全的行为。 e) 系统硬件设计在兼顾散热和可靠性的前提下应采用小型化 及集成化技术。 5 通用驱动模块化结构  每个通用驱动模块内部应包含完整的机械结构和控制电路， 并能实现机械与电气上的即插即用。  一体化通用驱动模块的设计主要包括以下几个部分：  壳体及支撑结构；  伺服电机；  位置传感器；  电子刹车或机械刹车/抱闸；  伺服驱动器；  减速机构。 6 机械接口  通用驱动模块应具有统一的机械接口，便于驱动模块之间的 连接，以及驱动模块与连接件互联。  设计原则： a) 采用合适的机械设计方法，保证通用驱动模块间的对齐和定位， 以及在静态和动态运动条件下的连接强度； b) 保证模块间的电气和电源连接不易被损坏； c) 适当采用同轴和/或圆锥体的结构设计，使得角度和径向运动误差 最小，防止连接点损坏； d) 机械接口处宜采用环形结构，并提供具有一定分布的连接点，保 证驱动模块连接的准确性。 7 机械接口(续)  根据机器人的应用场景，通用驱动模块的材料应具备特定的 性质，包括强度、韧性、质量、形状