通常,齒條是固定不動的，當齒輪傳動時, 齒輪軸連同拖板沿齒條方向做直線運動, 這樣, 齒輪的旋轉運動就轉換成為拖板的直線運動普通絲杠驅(qū)動是由一個旋轉的精密絲杠驅(qū)動一個螺母沿絲杠軸向移動。 由于普通絲杠的摩擦力較大, 效率低, 慣性大, 在低速時容易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象, 而且精度低, 回差大, 因此在機器人上很少采用。 滾珠絲杠在機器人上經(jīng)常采用滾珠絲杠, 這是因為滾珠絲杠的摩擦力很小且運動響應速度快。工業(yè)機器人由于滾珠絲杠在絲杠螺母的螺旋槽里放置了許多滾珠,傳動過程中所受的摩擦力是滾動摩擦, 可極大地減小摩擦力,因此傳動效率高,消除了低速運動時的爬行現(xiàn)象。在裝配時施加一定的預緊力,可消除回差。

工業(yè)機器人齒輪鏈是由兩個或兩個以上的齒輪組成的傳動機構。它不但可以傳遞運動角位移和角速度, 而且可以傳遞力和力矩。 現(xiàn)以具有兩個齒輪的齒輪鏈為例, 說明其傳動轉換關系。其中一個齒輪裝在輸入軸上, 另一個齒輪裝在輸出軸上, 如圖3所示。使用齒輪鏈機構應注意兩個問題：一是齒輪鏈的引入會改變系統(tǒng)的等效轉動慣量, 從而使驅(qū)動電機的響應時間減小, 這樣伺服系統(tǒng)就更加容易控制。輸出軸轉動慣量轉換到驅(qū)動電機上, 等效轉動慣量的下降與輸入輸出齒輪齒數(shù)的平方成正比。 二是在引入齒輪鏈的同時, 由于齒輪間隙誤差, 將會導致機器人手臂的定位誤差增加; 而且, 假如不采取一些補救措施, 齒隙誤差還會引起伺服系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。

雖然諧波齒輪已問世多年, 但直到最近人們才開始廣泛地使用它。 目前, 機器人的旋轉關節(jié)有60％～70％都使用諧波齒輪。諧波齒輪傳動機構由剛性齒輪、 諧波發(fā)生器和柔性齒輪三個主要零件組成, 如圖5所示。 工作時, 剛性齒輪固定安裝, 各齒均布于圓周, 具有外齒形的柔性齒輪沿剛性齒輪的內(nèi)齒轉動。柔性齒輪比剛性齒輪少兩個齒, 所以柔性齒輪沿剛性齒輪每轉一圈就反方向轉過兩個齒的相應轉角。 工業(yè)機器人諧波發(fā)生器具有橢圓形輪廓, 裝在諧波發(fā)生器上的滾珠用于支承柔性齒輪, 諧波發(fā)生器驅(qū)動柔性齒輪旋轉并使之發(fā)生塑性形。轉動時, 柔性齒輪的橢圓形端部只有少數(shù)齒與剛性齒輪嚙合, 只有這樣, 柔性齒輪才能相對于剛性齒輪自由地轉過一定的角度。