机器人的传动和布局设计从理（lǐ）论上讲应该是比较成（chéng）熟（shú）的领域，如果（guǒ）有样机，拆（chāi）开一看就可以（yǐ）知道大部分的结构。但是在（zài）结构（gòu）优化设计经验、装配规（guī）范的标准化、零配件的按需定制以及（jí）供应（yīng）链优化等方面国内厂商还需要很（hěn）长时间的积累。

本（běn）文以KUKA为例，分协作（zuò）机器人iiwa和传统机器（qì）人KR两个大系列。

协作机器人iiwa

当（dāng）前主流的协作机（jī）器人都（dōu）采用“模块化”思想的（de）关（guān）节设（shè）计，采用直驱电机+谐波减速器的方式，每个关节的内部结构（gòu）基（jī）本一致，只是（shì）大（dà）小不太（tài）一样，例如iiwa的每（měi）个（gè）轴基本都是下图这样（yàng）：

每一个（gè）关节中都包含了（le）电（diàn）机、伺服驱（qū）动、谐波减（jiǎn）速器、电机端编码器、关节端位置传（chuán）感器和力矩传感器（qì），电机和减速（sù）器采用（yòng）直连。

整个关（guān）节在机（jī）器人内部的布（bù）局如下：

对于（yú）KR系列（liè）这一类的传（chuán）统机器人来讲，末（mò）端的布局一般按照满足“三（sān）轴轴线交于一点”的基（jī）本原则来做，主要区别在于三个电（diàn）机的布置和（hé）传动方式。

KUKA之前的很多机（jī）器人都采用4、5、6三轴电机布（bù）置（zhì）在小臂后方，通过同心轴+伞齿（chǐ）轮（lún）/同步带（dài）的（de）方式传动到手腕的方式，以KR5为例：

三个电机的动（dòng）力（lì）通过同（tóng）心（xīn）轴传到手腕，腕部（bù）结构（gòu）如（rú）下：

放（fàng）大图：

总结

近几年（nián）KUKA新推（tuī）出（chū）的agilus系列机器人（rén）为了（le）追求纤（xiān）细紧（jǐn）凑的外表，采（cǎi）用了将4、5、6三轴电机内置在小臂内部的方（fāng）式。

其实（shí）就传统工业机器人来讲，各家主要（yào）的（de）差别在于5轴和6轴的布（bù）置方式（shì），外资品牌借助于深厚（hòu）的设计（jì）功底和强（qiáng）大的定（dìng）制能力，普遍（biàn）采用齿轮或者同步带的方（fāng）式用作动力传输（shū），将电机布置的比（bǐ）较靠后（hòu），因此（cǐ）机器人小（xiǎo）臂和手腕部位做的比（bǐ）较紧凑（còu）。

而（ér）国产厂商受限于成品电机的尺寸、齿轮（lún）的精度和噪音、装配经验（yàn）不足的（de）问题，5、6轴多采用直连或者（zhě）单同步带的方（fāng）式，导致腕部尺寸（cùn）普遍偏大。

机械是一门（mén）博大精深的学科，可惜国（guó）内总是有一种“机械很简单”的论调。