图2。1 沈阳力拓与德国百格拉共同开发龙门式直角坐标式机器人

（2）悬臂式直角坐标机器人

典型的悬臂式直角坐标式机器人方案布置如图2。2所示

图2。2 自动化公司悬臂式机器人

悬臂式直角坐标机器人的主要优点就是所占空间较小，机器人布置比较灵活，在对工作空间有严格要求的场合比较适用。

但是悬臂式直角坐标机器人由于有外伸臂的存在，因此伸出臂弯曲变形较大，这就要求支撑外伸臂的部件有较好的扭转刚度，并且该部件上承力零件有较好的性能。它的这个缺点限制了本机器人的负载不能过大。文献综述

（3）挂臂式直角坐标机器人

典型的二自由度挂臂式直角坐标机器人结构如图2。3所示：

图2。3 百格拉挂臂式直角坐标机器人

挂臂式机器人结构比较紧凑，适用于在较狭小的空间内工作，但同时它上下运动时，也限制了上下行程的大小和上下方向的负载能力。

2。2 直线运动单元

本小节主要介绍实现直线运动的各种方式，给出运动简图，最后对常用的直线运动的承力部件—导轨进行说明。

（1）丝杠螺母副

丝杠螺母副作为一种实现直线运动的方式，被广泛地应用在机床、机器人上。一般常用的丝杠有两类一类是普通丝杠，另一类是滚珠丝杠。由于普通丝杠精度不高，摩擦阻力大，机械效率不高，不便于调整间隙，除了在某些有自锁性能要求和对精度要求不高的情况下使用外，一般实现直线运动时，比如说在精度要求较高的数控机床和机器人中广泛的使用滚珠丝杠。常用的滚珠丝杠的结构如图2。4所示。

实现直线运动的方式是通过约束螺母周向转动的自由度和丝杠除转动以外的其它所有的自由度，由驱动装置驱动丝杠转动，从而带动螺母做轴向直线运动，这样就将运动由丝杠的转动变成螺母的轴向直线运动，实现由转动副到移动副的转变。

滚珠丝杠实现直线运动的特点摩擦损失小，传动效率高，可达0。9-0。96丝杠螺母之间预紧后，可以完全消除间隙，具有较好的刚度摩擦阻力小，几乎与运动速度无关不能自锁当丝杠太长时，易产生弯曲变形和热变形，进而影响其精度。因此滚珠丝杠主要应用在不要求自锁并且跨距较短的精密直线运动中。

图2。4 精密滚珠丝杠

（2）齿轮齿条副来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

齿轮齿条作为一种实现直线运动的方式，其基本原理如图2。5所示：

图2。5 齿轮齿条副实现直线运动原理图

在齿轮齿条副实现直线运动的过程中，齿条固定，通过驱动装置带动齿轮旋转，齿轮与齿条进行啮合，进而使齿轮的中心做直线运动，这样，就实现了由齿轮的转动变成了齿轮中心的直线运动。

当采用上述方式实现直线运动时，因为齿条是固定在型材上的，所以齿条的热变形和弯曲变形受到型材的约束，比较小，因此适合用于重载、低速的场合。齿条的长度是由行程的长度确定的，当行程过长时，必定要求长的齿条，长齿条不便于加工，也很难采购到标准化的产品。

图2。6是齿轮齿条副在直角坐标式机器人中应用的一个实例：