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按自由度数目来分类手腕按自由度数目来分，可分为单自由度手腕，二自由度手腕，三自由度手腕。单自由度手腕二自由度手腕二自由度手腕:BR手腕,BB手腕。不能由两个R关节组成RR手腕，因为两个R关节共轴线。所以退化了一个自由度，实际只构成了单自由度手腕。三自由度手腕可以由B关节和R关节组成许多种形式。5.5机器人手部设计人的手有两种定义：第一种定义是医学上把包括上臂、手腕在内的整体叫做手；第二种定义是把手掌和手指部分叫做手。01机器人的手部也叫做末端执行器，它是装在机器人手腕上直接抓握工件或执行作业的部件。02图5.35行星齿轮传动图5.35所示为行星齿轮传动结构简图。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。行星齿轮传动动画演示图5.36谐波传动1—刚轮；2—刚轮内齿圈；3—输入轴；4—谐波发生器；5—轴；6—柔轮；7—柔轮齿圈谐波发生器是在椭圆型凸轮的外周嵌入薄壁轴承制成的部件。轴承内圈固定在凸轮上，外圈依靠钢球发生弹性变形，一般与输入轴相连。图5.36谐波传动1—刚轮；2—刚轮内齿圈；3—输入轴；4—谐波发生器；5—轴；6—柔轮；7—柔轮齿圈图5.36谐波传动1—刚轮；2—刚轮内齿圈；3—输入轴；4—谐波发生器；5—轴；6—柔轮；7—柔轮齿圈工作原理：由于谐波发生器4的转动使柔轮6上的柔轮齿圈7与刚轮1上的刚轮内齿圈2相啮合。输入轴为3，如果刚轮1固定，则轴5为输出轴；如果轴5固定，则刚轮1的轴为输出轴。谐波传动演示三、谐波传动231如果刚轮1不转动()，谐波发生器为输入，柔轮轴为输出，速比为式中：负号表示柔轮向谐波发生器旋转方向的反向旋转。代表输入、输出轴的角速度；为刚轮(圆形花键轮)内齿圈2的齿数，为柔轮齿圈7的齿数。如果柔轮6静止不转动()，谐波发生器为输入，则刚轮(圆形花键轮)1的轴为输出，速比为三、谐波传动01谐波传动的优点是：02尺寸小，惯量低；03因为误差均布在多个啮合点上，传动精度高；04因为加预载啮合，传动侧隙非常小；05因为多齿啮合，传动具有高阻尼特性。1谐波传动的缺点是：2柔轮的疲劳问题；5谐波传动与行星传动相比具有较小的传动间隙和较轻的重量，但是刚度比行星减速器差。4以输入轴速度2、4、6倍的啮合频率产生振动；3扭转刚度低；例：有一谐波齿轮传动，钢轮齿数为200，柔轮齿数为198，刚轮固定，柔轮输出，求该谐波传动的传动比。课堂练习：有一谐波齿轮传动，钢轮齿数为200，柔轮齿数为198，柔轮固定，刚轮输出，求该谐波传动的传动比。四、丝杠螺母副及滚珠丝杠传动滑动式丝杠螺母机构是连续的面接触，传动中不会产生冲击，传动平稳，无噪声，并且能自锁。因丝杠的螺旋升角较小，所以用较小的驱动力矩可获得较大的牵引力。01丝杠螺母螺旋面之间的摩擦为滑动摩擦，故传动效率低。02滚珠丝杠传动效率高，而且传动精度和定位精度均很高，传动时灵敏度和平稳性好。由于磨损小，滚珠丝杆的使用寿命比较长，但成本较高。03图5.38为滚珠丝杠的基本组成：导向槽4连接螺母的第一圈和最后一圈，使其形成滚动体可以连续循环的导槽。滚珠丝杠演示图5.39丝杠螺母传动的手臂升降机构图5.39所示为采用丝杠螺母传动的手臂升降机构。由电动机1带动蜗杆2使蜗轮5回转，依靠蜗轮内孔的螺纹带动丝杠4作升降运动。为了防止丝杠的转动，在丝杠上端铣有花键与固定在箱体6上的花键套7组成导向装置。1—电动机；2—蜗杆；3—臂架；4—丝杠；5—蜗轮；6—箱体；7—花键套活塞缸和齿轮齿条机构齿轮齿条机构是通过齿条的往复移动，带动与手臂连接的齿轮作往复回转，即实现手臂的回转运动。logo图所示为手臂作回转运动的结构。活塞油缸两腔分别进压力油推动齿条活塞作往复移动，与齿条啮合的齿轮即作往复回转。由于齿轮与手臂固联，从而实现手臂的回转运动。图所示为气压传动的齿轮齿条式增倍机构的手臂结构。活塞杆3左移时，与活塞杆3相联接的齿轮2也左移，并使运动齿条l一起左移，由于齿轮2与固定齿条相啮合，因而齿轮2在移动的同时．又在固定齿条上滚动，并将此运动传给1，从而使1又向左移动一距离。因手臂固联于齿条1上，所以手臂的行程和速度均为活塞杆3的行程和速度的两倍。1图5.46气缸和齿轮齿条增倍手臂机构1—运动齿条；2—齿轮；3—活塞杆2图5.40同步带形状同步带传动同步带的传动面上有与带轮啮合的梯