4、特种机器人驱动系统、传动机构及机械臂解析

特种机器人驱动系统、传动机构及机械臂解析

1. 常见传动机构

1.1 带传动与链传动

1.1.1 齿形带传动

齿形带传动功率计算公式为 (P = F \cdot v)，其中 (P) 为传动功率（单位：W），(F) 为紧边拉力（单位：N），(v) 为带速（单位：m/s）。齿形带传动属于低惯性传动，适用于电机与高速比减速器之间，安装在滑动座顶部，功能类似于齿轮齿条机构，适合高速运动的轻型滑动座。

1.1.2 滚子链传动

滚子链传动是较为完善的传动机构，具有噪声低、效率高的优点，应用广泛。但高速运动时滚子与链轮碰撞会产生较大噪声和振动，仅在低速时效果较好，适用于低惯性负载的关节传动。链轮齿数应大于 17 且尽量为奇数，以保证运动平稳。

1.2 旋转运动机构

1.2.1 齿轮类型

齿轮通过轮缘上均匀分布的齿直接接触传递扭矩，其角速度比和轴的相对位置通常固定。根据轴的相对位置和运动方向，齿轮主要有以下几种类型：
|齿轮类型|特点|
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|直齿轮|最常用的齿轮之一，两齿啮合处齿面间有齿隙，用于补偿制造误差和热膨胀影响。频繁正反转时，齿隙应控制在最小范围，可通过减小齿厚或增大中心距调整。无齿隙的啮合称为无隙啮合。|
|斜齿轮|具有扭曲的齿带，与直齿轮相比，强度高、重合系数大、噪声低。但传动时会产生轴向力，需使用推力轴承或成对布置。|
|锥齿轮|用于传递相交轴之间的运动，以两轴交点为顶点的两个圆锥面为啮合面。齿向与节锥直母线相同的为直齿锥齿轮，适用于节圆圆周速度低于 5 m/s 的场合；齿向在节锥切平