机（jī）器人的传动和布局设计从理论上讲应该是（shì）比较成熟（shú）的领域，如果（guǒ）有样机，拆开一看就（jiù）可以（yǐ）知道大部分（fèn）的结构（gòu）。但是（shì）在（zài）结构优化（huà）设计经（jīng）验、装配规（guī）范（fàn）的标准化、零配件（jiàn）的按需定制以（yǐ）及供应链优化等方面国内厂（chǎng）商还需要（yào）很长时间的积累。

本（běn）文以KUKA为例，分协作机器人iiwa和传统机器人KR两个大（dà）系列。

协作机器人（rén）iiwa

当（dāng）前（qián）主（zhǔ）流的协作机器人都采用（yòng）“模块化”思想的关节设计，采用直驱电机+谐波减速（sù）器的方式，每个关节（jiē）的内部结构基本一致，只是（shì）大小不太一样，例（lì）如iiwa的每个轴（zhóu）基本（běn）都是下图这（zhè）样：

每一个关节中都包含了电机、伺服驱（qū）动（dòng）、谐波（bō）减速器（qì）、电（diàn）机端编码器、关节端位置传感（gǎn）器和力矩（jǔ）传感（gǎn）器，电机和减速器采用直连。

整个关（guān）节在（zài）机器（qì）人内部的布局如下（xià）：

对于（yú）KR系列这一（yī）类（lèi）的传统机器人来讲，末端的（de）布局一般按照满足“三（sān）轴轴线交于一点（diǎn）”的基本原（yuán）则（zé）来做，主（zhǔ）要区别在（zài）于三个电机的布置（zhì）和（hé）传动方式（shì）。

KUKA之前的很多机器（qì）人（rén）都采用4、5、6三轴（zhóu）电（diàn）机布置在（zài）小臂后方，通过同心轴+伞齿轮/同（tóng）步带的方式传动到（dào）手腕的方式，以（yǐ）KR5为例：

三个电（diàn）机的动力通（tōng）过同心轴（zhóu）传（chuán）到手腕，腕（wàn）部（bù）结构（gòu）如下：

放（fàng）大图：

总结（jié）

近几年KUKA新（xīn）推出的agilus系列机器人为了追求（qiú）纤细紧（jǐn）凑的外表（biǎo），采（cǎi）用了将4、5、6三轴电机内置在小臂内（nèi）部的（de）方式。

其实就传统工业机器人来讲，各家（jiā）主要（yào）的差别（bié）在于5轴和6轴（zhóu）的布置方（fāng）式，外资品牌借助于深厚的设计（jì）功底（dǐ）和（hé）强大的定制能（néng）力（lì），普遍采用齿（chǐ）轮或者同步带的（de）方式（shì）用作动（dòng）力传（chuán）输，将电机布置的比较靠后，因（yīn）此机器（qì）人小臂和手腕（wàn）部（bù）位做的比（bǐ）较紧凑。

而国产（chǎn）厂商受限于成品电机（jī）的尺寸、齿轮的精度和噪音、装配经验不足（zú）的问题，5、6轴多采用（yòng）直连或者单同步带（dài）的方式（shì），导（dǎo）致（zhì）腕部尺寸普遍（biàn）偏大。

机械是一门博（bó）大精深的（de）学（xué）科，可惜国内总是有一种“机械很简单”的论（lùn）调（diào）。