柔顺的手腕在插入装配中的作用

机器人手腕是连接末端操作器和手臂的部件，它的作用是调节或改变工件的方位，因而它具有独立的自由度，以使机器人末端操作器适应复杂的动作要求。

工业机器人一般需要6个自由度才能使手部达到目标位置并处于期望的姿态。为了使手部能处于空间任意方向，要求腕部能实现对空间3个坐标轴x、y，z的转动，即具有翻转、俯仰和偏转3个自由度。通常把手腕的翻转叫作Roll，用R表示；把手腕的俯仰叫作Pitch，用P表示；把手腕的偏转叫Yaw，用Y表示。

1.手腕的分类

手腕按自由度数目来分，可分为单自由度手腕、2自由度手腕和3自由度手腕。

手腕按驱动方式来分，可分为直接驱动手腕和远距离传动手腕。

2.手腕的典型结构(www.xing528.com)

设计手腕时除应满足启动和传送过程中所需的输出力矩外，还应使手腕结构简单，紧凑轻巧，避免干涉，传动灵活。多数情况下，要求将腕部结构的驱动部分安排在小臂上，使外形整齐；设法使几个电动机的运动传递到同轴旋转的心轴和多层套筒上去，运动传入腕部后再分别实现各个动作。如一个具有腕摆与手转两个自由度的手腕结构，其传动路线为：腕摆电动机通过同步齿形带传动带动腕摆谐波减速器，减速器的输出轴带动腕摆框实现腕摆运动；手转电动机通过同步齿形带传动带动手转谐波减速器，减速器的输出通过一对锥齿轮实现手转运动。需要注意的是，当腕摆框摆动而手转电动机不转时，连接末端操作器的锥齿轮在另一锥齿轮上滚动，将产生附加的手转运动，在控制上要进行修正。

3.柔顺手腕结构

在用机器人进行精密装配作业时，若被装配零件之间的配合精度要求相当高，而由于被装配零件的不一致性，工件的定位夹具、机器人手爪的定位精度无法满足装配要求时，会导致装配困难。因此，提出了装配动作的柔顺性要求。

柔顺性装配技术有两种：一种是从检测、控制的角度出发，采取各种不同的搜索方法，实现边校正边装配，有的手爪还配有检测元件，如视觉传感器、力传感器等，这就是所谓的主动柔顺装配；另一种是从结构的角度出发，在手腕部配置一个柔顺环节，以满足柔顺装配的需要，这种柔顺装配技术称为被动柔顺装配。

水平浮动机构由平面、钢球和弹簧构成，实现在两个方向上的浮动；摆动浮动机构由上、下球面和弹簧构成，实现两个方向的摆动。在装配作业中，如遇夹具定位不准或机器人手爪定位不准时，可自行校正。在插入装配中工件局部被卡住时，将会受到阻力，促使柔顺手腕起作用，使手爪有一个微小的修正量，工件便能顺利插入。