1.连杆驱动结构

用于大型零件重载搬运、码垛的机器人，由于负载的质量和惯性大，驱动系统必须能提供足够大的输出转矩，才能驱动机器人运动，故需要配套大规格的伺服驱动电机和减速器。此外，为了保证机器人运动稳定、可靠，就需要降低重心、增强结构稳定性，并保证机械结构件有足够的体积和刚性，因此，一般不能采用直接传动结构。

图3－3所示为大型、重载搬运和码垛的机器人常用结构。大型机器人的上、下臂和手腕的摆动一般采用平行四边形连杆机构进行驱动，其上、下臂摆动的驱动机构安装在机器人的腰部；手腕弯曲的驱动机构安装在上臂的摆动部位；全部伺服电机和减速器均为外置；它可以较好地解决上述直接传动结构所存在的传动系统安装空间小、散热差，伺服电机和减速器检测、维修、保养困难等问题。

采用平行四边形连杆机构驱动，不仅可以加长上、下臂和手腕弯曲的驱动力臂、放大驱动力矩，同时，由于驱动机构安装位置下移，也可降低机器人重心、提高运动稳定性，因此，它较好地解决直接传动所存在的上臂质量大、重心高，高速运动稳定性差的问题。

图3－3　六轴大型机器人的结构示意图

1—下臂摆动电机；2—腕弯曲电机；3—上臂摆动电机；4—平行缸；5—腕回转电机；6—手回转电机；7—腰部回转电机

采用平行四边形连杆机构驱动的机器人刚性好、运动稳定、负载能力强，但是，其传动链长、传动间隙较大，定位精度较低，因此，适合于承载能力超过100 kg、定位精度要求不高的大型、重载搬运、码垛机器人。

平行四边形的连杆的运动可直接使用滚珠丝杠等直线运动部件驱动；为了提高重载稳定性，机器人的上、下臂通常需要配置液压（或气动）平衡系统。(www.daowen.com)

对于要求固定作业的大型机器人，有时也采用如图3－4所示的五轴结构，这种机器人的结构特点是，除手回转驱动机构外，其他轴的驱动机构全部布置在腰部，因此，其稳定性更好；但由于机器人的手腕不能回转，故多适合于平面搬运、码垛作业。

2.手腕后驱结构

大型机器人较好地解决了上臂质量大、整体重心高，驱动电机和减速器安装内部空间小、散热差，检测、维修、保养困难的问题，但机器人的体积大、质量大；特别是上臂和手腕的结构松散，因此，一般只用于作业空间敞开的大型、重载平面搬运、码垛机器人。

为了提高机器人的作业性能，便于在作业空间受限的情况下进行全方位作业，绝大多数机器人都要求其上臂具有紧凑的结构，并能使手腕在上臂整体回转，为此，经常采用图3－5所示的手腕伺服电机后置的结构形式。

采用手腕驱动电机后置结构的机器人，其手腕回转、腕弯曲和手回转驱动的伺服电机全部安装在上臂的后部，驱动电机通过安装在上臂内部的传动轴，将动力传递至手腕前端，这样不仅解决了如图3－2所示的直接传动结构所存在的驱动电机和减速器安装空间小、散热差，以及检测、维修、保养困难问题，而且可使上臂的结构紧凑、重心后移（下移），上臂的重力平衡性更好，运动更稳定。同时，它又解决了大型机器人上臂和手腕结构松散、手腕不能整体回转等问题，其承载能力同样可满足大型、重载机器人的要求。因此，这也是一种常用的典型结构，它被广泛用于加工、搬运、装配、包装等机器人。

图3－4　五轴大型机器人的结构示意图

1—腰部回转电机；2—下臂摆动电机；3—上臂摆动电机；4—腕弯曲电机；5—手回转电机

手腕驱动电机后置的机器人需要在上臂内部布置手腕回转、腕弯曲和手扭转驱动的传动部件，其内部结构较为复杂。