六自由度工业机器人机构原理与设计(3)
（3）电机驱动：首先电动机品种众多，可以提供多种范围内的传动力矩，为工业机器人设计提供了多种选择。用于工业机器人的电机的种类从一开始的步进电机驱动，到后来的直流伺服电机驱动。现在迅速发展广泛使用中的是交流伺服驱动单元。这些种类的电机可以直接驱动操作机构，也可以通过比如减速器等的减速装置后再驱动，并且使用电机驱动的机械结构比较紧凑、简单。
综上所述，可以看出这三类驱动方式各有各的优缺点，但通常为了使机械结构比较紧凑，对工业机器人的驱动方式的选择有这些要求：驱动单元的质量要尽可能的轻，同时输出功率要高，效率要高，且能够进行频繁地进行起动、制动，还能正、反转切换，操作和文护要方便等等。根据毕业设计任务书要求，所设计的机器人传动结构应当较为简单但是紧凑，同时体积小，拥有较大的减速比，腕部负荷能达到20kg以上，工作环境比较开放。
因此，经过综合考虑，本次毕业设计选择用交流伺服电动机驱动的方式，方便实现精密控制。其中经过各种比较，最终选择博美特BONMET系列伺服电机。这是因为此系列电机不仅输出转矩大，而且同时相对于相同输出转矩的普通电机，博美特BONMET系列伺服电机体积小，质量轻。这样的电机会使装配更加紧凑。同时减速装置选择采用谐波减速器，不仅能够实现较大的减速比，而且谐波减速器体积小，使结构更加紧凑。
选择正确恰当的工业机器人结构材料，不仅可以降低结构成本，更重要的是还能适应工业机器人的高速化、高载荷及高精度，满足其运动学、动力学及刚度的特性要求。
工业机器人材料的选择有以下的基本要求：强度高、重量轻、弹性模量大以及经济价格较便宜等等。因此综合考虑，选择适用范围最为广泛的45号钢。
机器人材料选用45号钢，查资料可知该材料的密度为 ，根据机器人各部分体积，估算机器人质量见表2.2所示：
表2.2 机器人各部分质量估算
部位 腕部 小臂 肘部 大臂 肩部 腰部
质量估算 8kg 38kg 12kg 53kg 13kg 35kg
2.1 腰部结构设计
2.1.1 机器人腰部传动机构分析
机器人腰关节 轴是该设计优尔自由度机器人关节中最大、承载最多重量的关节。 轴的转动范围为 ，转速拟定为150°/s,即 ,伺服电机额定转速暂选为 ，额定功率为1.0 ,减速比即为100。