1.结构特点

SCARA（Selective Compliance Assembly Robot Arm，平面关节型机器人）是日本山梨大学在1978年发明的一种机器人结构形式，又称水平串联（Horizontal Articulated）结构机器人。SCARA机器人最初为3C行业的电子元器件安装、焊接等作业研制，它具有结构简单、控制容易、垂直方向的定位精度高、运动速度快等优点，但其作业局限性较大，故多用于3C行业的电子元器件安装、小型机械部件装配等轻载、高速平面装配和搬运作业。

在机械结构上，SCARA机器人相当于垂直串联型机器人的水平放置，它除手腕的升降通过滚珠丝杠驱动的垂直轴实现外，其他的运动轴都沿水平方向串联延伸布置，摆臂的各关节轴线相互平行，每一摆臂都可绕垂直轴线回转；因此，其摆臂的机械传动系统结构与前述的垂直串联型机器人有所区别。

SCARA机器人一般属于轻量机器人，要求手臂的结构尽可能紧凑，因此，通常以使用薄型、超薄型谐波减速器为主。

SCARA机器人的水平回转臂同样有驱动电机前置（前驱）和驱动电机后置（后驱）两种常见的结构形式。前驱SCARA机器人的外观如图3－49所示，各段摆臂的驱动电机均安装在相应的关节部位。

前驱SCARA机器人的机械传动系统结构较简单，但是，由于悬伸的摆臂需要承担驱动电机的质量，对手臂的机械部件刚性有一定的要求，其体积、质量均较大，机器人的整体结构较松散，一般适合于上部作业空间不受限制的平面装配、搬运和焊接等作业。

2.典型结构

驱动电机安装于关节部位的双摆臂的前驱SCARA机器人的典型传动系统结构如图3－50所示。对于有C3轴的4轴、3摆臂SCARA机器人，只需要在C2轴摆臂的前端继续安装与C2轴类似的C3轴传动系统。在如图3－50所示的前驱SCARA机器人上，C1轴的驱动电机4利用过渡板3，直立安装在减速器安装板29的下方；C2轴的伺服电机18利用过渡板16，倒置安装在C1轴摆臂7前端上方关节处。(www.daowen.com)

图3－49　前驱SCARA机器人的外观

图3－50　前驱SCARA机器人的典型传动系统结构

1—机身；2，5，6，13，15，17，19，20，21，27，30—螺钉；3，16—过渡板；4，18—伺服电机；7—C1轴摆臂；8—C2轴摆臂；9，23—刚轮；10，25—柔轮；11，26—谐波发生器；12，24——CRB；14，22—固定环；28—固定板；29—减速器安装板

C1轴减速器采用的是刚轮固定、柔轮输出的薄型谐波减速器，其谐波发生器26的输入轴，通过键及端面固定板28和驱动电机4的输出轴连接；减速器的刚轮23、CRB 24的内圈均固定在减速器安装板29的上方。减速器的柔轮25和CRB 24的外圈、固定环22间通过螺钉6连接后，再通过螺钉30固定C1轴摆臂7。因此，当伺服电机4旋转时，谐波减速器的柔轮25将驱动C1轴摆臂7摆动。

C2轴的传动系统结构和C1轴类似。伺服电机18利用过渡板16，倒置安装在C1轴摆臂7的上方。C2轴减速器采用的同样是刚轮固定、柔轮输出的谐波减速器，其谐波发生器11的输入轴和驱动电机18的输出轴间直接使用键连接；减速器的刚轮9、CRB 12的内圈均固定在C1轴摆臂7上。减速器的柔轮10和CRB 12的外圈、固定环14间，通过螺钉21连接后，再通过螺钉13安装C2轴摆臂8。因此，当伺服电机18旋转时，谐波减速器的柔轮10，将驱动C2轴摆臂8摆动。