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第 21 卷第 5 期 机器人　ROBO T V o l. 21,N o. 5 1999 年 9 月 　Sep t. , 1999 ( ) 文章编号: 1999 新型驱动单元研制 A C RV 栾　楠　陈建平　言勇华　刘宝生 (上海交通大学机器人研究所　200030) 摘　要: 以高性能交流伺服电机与高精度、高刚度的RV 减速器构成的驱动单元是新一代工业机 器人比较流行的驱动方式. 本文主要介绍了上海市科委的新型驱动单元项目. 包括研制背景, 主要技 术要求, RV 减速器的传动原理、优越性, 交流伺服电机的主要技术指标, 以及我们设计制作的基于 ISA 总线的交流伺服驱动卡的设计思想, 技术创新和实现. 最后给出了鉴定结果和对下一步研究工作 的展望. 关键词: 交流伺服; RV 传动; 位置控制 中图分类号: 　T P24　　　　文献标识码: 　B 1　引言 新型驱动单元是由高精度、高刚度的 ( ) 减速器和高性能交流伺 A C RV RV Ro tate V ecto r 服电机构成的新一代驱动装置. 主要面向机器人及其周边装置, 也可以用于其它需要精确位置 控制的场合. 我国七五以来推出的工业机器人, 通常采用谐波减速器作驱动减速, 并采用直流伺服电机 驱动. 谐波减速器具有重量轻、减速比高、传动精度高等优点, 但由于它采用弹性变形实现运动 传动, 因此刚性较差. 在用于机器人大关节时, 在运转时容易产生共振. 直接驱动电机( 马 D D ) 达 虽然可以解决减速器问题, 但控制困难, 技术上尚不成熟, 工艺复杂, 造价高, 致使该技术至 今未大量推广. 而电机方面, 相对于交流伺服电机的发展, 直流电机的缺点是不言而喻的. 我们在本研究中采用的新一代RV 减速器, 综合了少齿差、摆线针轮、行星减速器的优点, 精度高, 刚度好, 解决了谐波减速器存在的问题. 用于机器人大关节驱动取代谐波减速器, 可以 使其传动控制得以简化, 运动特性得以改善. 驱动电机选用了松下的M INA S 交流伺服电机, 是目前市场上最先进的交流伺服电机之一. 由于驱动单元的体积与重量大大减小, 精度和刚度 ( ) 大大提高, 可以使机器人机构 尤其是手腕部 设计得以简化, 从而可使机器人机构能设计得更 为合理, 运动范围更大. 本项目已通过鉴定并应用于我研究所正在研制中的“新型六轴弧焊机 器人”项目中. 驱动单元可以较好地解决刚性、精度、重量体积、成本, 可靠性之间的矛 A C RV 盾, 不仅可以用于机器人及其周边装置, 还可用于各类机电一体化装置的驱动控制, 具有广泛 的应用前景. 2　主要原理和技术思想 RV 减速器的结构如图 1 所示. 由于采用了摆线轮和针轮啮合的形式, 两者是多个齿同时 ( ) 　基金项目: 上海市科技发展基金 941111034 收稿日期: 1999- 01- 08 第 21 卷第 5 期 栾　楠等: 　 新型驱动单元研制 A C RV