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摘要：我国综合实力的提升，促使工业水平在近几年不断的发展，各行各业的进步也在逐渐增加。就目前情况来看，工业机器人的需求正在不断的增加，但是在实际工作中，工业机器人的使用还存在较多的问题需要解决，尤其是我国工业机器人叉型手腕的机械结构设计应该进一步的完善和更新。
关键词：工业机器人;叉型手腕;机械结构;设计
一、工业机器人的发展和对工业的影响
科学技术近几年跳跃式的发展，促使工业机器人广泛使用在实际工作当中，加快了我国的发展速度。在实际使用当中，可以帮助生产提升工作速度和质量，并且改变了传统的岗位结构，也帮助工业解决了岗位空缺等问题。但是依旧存在角度的问题，这阻碍了工业机器人的发展和使用。其实工业机器人在上个世纪50年代就已经出现在大众的视野当中，在不断发展过后，已经完成了三代。第一代机器人主要是完成简单的所规定的动作;第二代机器人得到了较大的进步，能够利用离线计算的编程系统，让其适应力逐渐提升上去[1]。而对于第三代机器人来说，利用了许多种类型的传感器，可以取得更加及时的外部信息，已经将智能化加入其中。就目前情况来看，我国正在对第三代工业机器人增加研究的力度，机器人技术较为领先的国家是日本，而我国也有着较大的潜力，所以近几年引进了许多的新型核心技术。而对于国内的工业机器人来说，对核心技术的研究还比较缺乏，专利技术的申请也比较少，市场竞争力较差。在工业机器人的方面进行分析，很多是应用在汽车产业当中的，其次应用较多的是电器电子产业，例如，工业机器人可以完成很多工序。但是绝大多数的自主品牌都是人工完成操作的，所以价格和质量上肯定存在一定的差距。这就要求之后的工业机器人的强化中需要将其应用密度提升，确保产品的性价比可以逐渐提升，帮助我国提升工业机器人的核心竞争力。
二、工业机器人叉型手腕的机械结构设计
对于工业机器人来说，手腕结构有很多设计的形式，其中包含中空手腕结构、Lemma手腕结构、叉臂手腕结构，還有各种各样的变形手腕结构形式等，接下来介绍几种最常见的叉型结构。
（1）常用的叉型手腕结构
工业机器人的叉型手腕结构最常见的就是叉型结构传动原理，此种传动结构是众多机器人当中较为普通的一种传动方式，尤其是国产机器人厂家，在最开始设计的时候，样机都会使用此种传动结构。而在使用这个结构的时候也会变形，如四轴传动的同步带可以为齿轮传动，五六轴的同步带传动也可以是齿轮传动，而别是二级齿轮传动和三级齿轮传动，省去了五轴和六轴的减速器，可以帮助企业降低成本。
四轴减速器为中空的减速器，更加方便进行穿缆走线。如果不是中空的减速器，需要增加一个连接的器件，使用最普通的U形走线方式将五轴和六轴的电机线缆穿上。
（2）简单实用的叉型手腕结构
此种方式在实际使用当中具有简单方便，且实用性强的特点。此种结构的手腕会少一对锥齿轮，从而降低了设计的难度和制造加工时的装配难度，再加上其噪音也有所降低，所以实用性更强[2]。唯一不足的就是，手腕壳的体积会有所增加。
在实际设计当中，会具有小臂、五轴和六轴电机、轴承座、腕壳、六轴减速机、传动轴和带轮等部件，其中五轴减速机和五轴电机为直联，可以减少机器人小臂的横向宽度，但这只能使用在低负载的机器人当中，也就是6千克以下。除此之外，此种方案当中的连杆结构也可以去掉，只需要保存同步带传动即可。如果出现了末端负载超过6千克的情况，需要将五轴减速器设计到五轴的旋转中心位置，这样可以保证机器人具有更强的精度。
（3）中空叉型手腕结构
叉型手腕还包括中空的传动结构，此结构允许外部线缆和气管从手腕的中心位置穿过，这样可以减少和外围工装等部位的交涉，从而将机器人的活动范围提升。中空叉型手腕结构和前两种手腕结构对比具有一定的复杂性，将六轴中空结构增加进去，主要区别在于：简单实用的结构为六轴传动轴末端的直齿轮传动外齿合，而此种结构为内齿合。
（4）叉型手腕结构变形--单臂
实用此种机器人手腕的方式也比较多，除了国外应用较多，国内也有类似结构的手腕。除此之外，这种变形结构会将六轴电机直接放置在六轴的位置上，一般为偏置的结构。六轴电机和减速机直联，最小的负载为4千克，最大可达350千克，具有较大的跨度。并且此种手腕的五轴电机和六轴电机会布置在机器人的手腕内部或者是小臂当中。
（5）叉型手腕结构--电机后置
此种手腕结构和其他结构的区别就是五轴的旋转中心轴位置并不相同，总体来讲，传动结构更为复杂，具有四轴电机、电机端带轮和减速机;小臂壳;六轴带轮以及同步带等结构组成，使用性也比较强。
3、促使工业机器人叉型手腕结构发展的方式
（1）将扶持力度增加
在制造业当中，工业机器人的地位逐渐升高，我国也在这方便增加了投入大力度，并且得到了较为理想的成果，机器人成为了制造业发展中的重要发展内容和任务，也在相关规定中明确了之后的发展方向。为了将工业机器人在制造业的作用全面发挥出来，之后也应该颁布更多的政策来进行扶持，政策也要变得细化和可行。
（2）将自主创新能力提升
作为一种帮助我国生产的工具，工业机器人可以将我国制造业综合实力有效的反映出来。我国为制造业大国，现阶段的任务是转型，这就会增加对工业机器人的需求，所以需要重视转型工作，有效的设计叉型手腕结构机器人。但是就目前情况来看，工业机器人的自主化能力比较低，此时需要强化核心技术的开发力度，不断的将创新能力提升[3]。对于一个企业来说，还应该增强对工业机器人的研究力度，确保有自己的品牌和技术优势。
结束语
总而言之，工业机器人的叉型手腕结构具有较多的类型，在进行机械结构设计的时候需要结合现阶段的实际需求以及工作的要求，考虑机器人的使用途径以及环境，确保设计更具有合理性，也将机器人的实用性提升，设计出更为合理的机器人叉型手腕结构。
参考文献
[1]邓洲. 工业机器人发展及其对就业影响[J]. 地方财政研究， 2016， 16（6）：25-31.
[2]陈浩. 工业机器人及智能制造发展现状分析[J]. 现代经济信息， 2018， 000（025）：360.
[3]邓洲. 推动我国智能制造发展的思考[J]. 中国国情国力， 2016.
南京埃斯顿自动化股份有限公司 江苏 南京 210000
关键词：工业机器人;叉型手腕;机械结构;设计
一、工业机器人的发展和对工业的影响
科学技术近几年跳跃式的发展，促使工业机器人广泛使用在实际工作当中，加快了我国的发展速度。在实际使用当中，可以帮助生产提升工作速度和质量，并且改变了传统的岗位结构，也帮助工业解决了岗位空缺等问题。但是依旧存在角度的问题，这阻碍了工业机器人的发展和使用。其实工业机器人在上个世纪50年代就已经出现在大众的视野当中，在不断发展过后，已经完成了三代。第一代机器人主要是完成简单的所规定的动作;第二代机器人得到了较大的进步，能够利用离线计算的编程系统，让其适应力逐渐提升上去[1]。而对于第三代机器人来说，利用了许多种类型的传感器，可以取得更加及时的外部信息，已经将智能化加入其中。就目前情况来看，我国正在对第三代工业机器人增加研究的力度，机器人技术较为领先的国家是日本，而我国也有着较大的潜力，所以近几年引进了许多的新型核心技术。而对于国内的工业机器人来说，对核心技术的研究还比较缺乏，专利技术的申请也比较少，市场竞争力较差。在工业机器人的方面进行分析，很多是应用在汽车产业当中的，其次应用较多的是电器电子产业，例如，工业机器人可以完成很多工序。但是绝大多数的自主品牌都是人工完成操作的，所以价格和质量上肯定存在一定的差距。这就要求之后的工业机器人的强化中需要将其应用密度提升，确保产品的性价比可以逐渐提升，帮助我国提升工业机器人的核心竞争力。
二、工业机器人叉型手腕的机械结构设计
对于工业机器人来说，手腕结构有很多设计的形式，其中包含中空手腕结构、Lemma手腕结构、叉臂手腕结构，還有各种各样的变形手腕结构形式等，接下来介绍几种最常见的叉型结构。
（1）常用的叉型手腕结构
工业机器人的叉型手腕结构最常见的就是叉型结构传动原理，此种传动结构是众多机器人当中较为普通的一种传动方式，尤其是国产机器人厂家，在最开始设计的时候，样机都会使用此种传动结构。而在使用这个结构的时候也会变形，如四轴传动的同步带可以为齿轮传动，五六轴的同步带传动也可以是齿轮传动，而别是二级齿轮传动和三级齿轮传动，省去了五轴和六轴的减速器，可以帮助企业降低成本。
四轴减速器为中空的减速器，更加方便进行穿缆走线。如果不是中空的减速器，需要增加一个连接的器件，使用最普通的U形走线方式将五轴和六轴的电机线缆穿上。
（2）简单实用的叉型手腕结构
此种方式在实际使用当中具有简单方便，且实用性强的特点。此种结构的手腕会少一对锥齿轮，从而降低了设计的难度和制造加工时的装配难度，再加上其噪音也有所降低，所以实用性更强[2]。唯一不足的就是，手腕壳的体积会有所增加。
在实际设计当中，会具有小臂、五轴和六轴电机、轴承座、腕壳、六轴减速机、传动轴和带轮等部件，其中五轴减速机和五轴电机为直联，可以减少机器人小臂的横向宽度，但这只能使用在低负载的机器人当中，也就是6千克以下。除此之外，此种方案当中的连杆结构也可以去掉，只需要保存同步带传动即可。如果出现了末端负载超过6千克的情况，需要将五轴减速器设计到五轴的旋转中心位置，这样可以保证机器人具有更强的精度。
（3）中空叉型手腕结构
叉型手腕还包括中空的传动结构，此结构允许外部线缆和气管从手腕的中心位置穿过，这样可以减少和外围工装等部位的交涉，从而将机器人的活动范围提升。中空叉型手腕结构和前两种手腕结构对比具有一定的复杂性，将六轴中空结构增加进去，主要区别在于：简单实用的结构为六轴传动轴末端的直齿轮传动外齿合，而此种结构为内齿合。
（4）叉型手腕结构变形--单臂
实用此种机器人手腕的方式也比较多，除了国外应用较多，国内也有类似结构的手腕。除此之外，这种变形结构会将六轴电机直接放置在六轴的位置上，一般为偏置的结构。六轴电机和减速机直联，最小的负载为4千克，最大可达350千克，具有较大的跨度。并且此种手腕的五轴电机和六轴电机会布置在机器人的手腕内部或者是小臂当中。
（5）叉型手腕结构--电机后置
此种手腕结构和其他结构的区别就是五轴的旋转中心轴位置并不相同，总体来讲，传动结构更为复杂，具有四轴电机、电机端带轮和减速机;小臂壳;六轴带轮以及同步带等结构组成，使用性也比较强。
3、促使工业机器人叉型手腕结构发展的方式
（1）将扶持力度增加
在制造业当中，工业机器人的地位逐渐升高，我国也在这方便增加了投入大力度，并且得到了较为理想的成果，机器人成为了制造业发展中的重要发展内容和任务，也在相关规定中明确了之后的发展方向。为了将工业机器人在制造业的作用全面发挥出来，之后也应该颁布更多的政策来进行扶持，政策也要变得细化和可行。
（2）将自主创新能力提升
作为一种帮助我国生产的工具，工业机器人可以将我国制造业综合实力有效的反映出来。我国为制造业大国，现阶段的任务是转型，这就会增加对工业机器人的需求，所以需要重视转型工作，有效的设计叉型手腕结构机器人。但是就目前情况来看，工业机器人的自主化能力比较低，此时需要强化核心技术的开发力度，不断的将创新能力提升[3]。对于一个企业来说，还应该增强对工业机器人的研究力度，确保有自己的品牌和技术优势。
结束语
总而言之，工业机器人的叉型手腕结构具有较多的类型，在进行机械结构设计的时候需要结合现阶段的实际需求以及工作的要求，考虑机器人的使用途径以及环境，确保设计更具有合理性，也将机器人的实用性提升，设计出更为合理的机器人叉型手腕结构。
参考文献
[1]邓洲. 工业机器人发展及其对就业影响[J]. 地方财政研究， 2016， 16（6）：25-31.
[2]陈浩. 工业机器人及智能制造发展现状分析[J]. 现代经济信息， 2018， 000（025）：360.
[3]邓洲. 推动我国智能制造发展的思考[J]. 中国国情国力， 2016.
南京埃斯顿自动化股份有限公司 江苏 南京 210000