机（jī）器（qì）人的传动和布局设计从理论上（shàng）讲（jiǎng）应该是比较（jiào）成熟的领域（yù），如果有样机，拆开一（yī）看就（jiù）可（kě）以知道大部分的结构。但是在（zài）结（jié）构优化设计（jì）经验、装配规范的标准化、零配（pèi）件（jiàn）的按需（xū）定制以及（jí）供应链优化等方面国内厂（chǎng）商还需要很长时（shí）间的积累。

本文以KUKA为（wéi）例，分协（xié）作机（jī）器（qì）人iiwa和传统机器人（rén）KR两个（gè）大（dà）系（xì）列。

协作机器人iiwa

当前主流的协作机器人都采用“模（mó）块化”思想（xiǎng）的关（guān）节设计，采（cǎi）用直驱电（diàn）机（jī）+谐波减（jiǎn）速器的方式，每个关节的内部结构基本一致，只是大小（xiǎo）不太一样，例（lì）如iiwa的（de）每个轴基本都是下图这样（yàng）：

每一（yī）个关节中（zhōng）都包含了电机（jī）、伺（sì）服（fú）驱动、谐波减速器、电机端编码（mǎ）器（qì）、关节端位置传感器和力矩传感器，电机和减速（sù）器采用直连。

整个关节在机器（qì）人内部（bù）的布局（jú）如下：

对于（yú）KR系列这（zhè）一类的传统机（jī）器人来讲，末端的布局一（yī）般按（àn）照满足“三轴（zhóu）轴线交（jiāo）于（yú）一点”的基本原则（zé）来做，主要区别在于三个电机（jī）的（de）布置和传动方（fāng）式。

KUKA之前的很多机器人都采用4、5、6三轴电机布置在小臂后方，通过同心轴+伞齿轮/同步（bù）带的方式传动到手（shǒu）腕的方式，以KR5为例：

三个电机（jī）的动力通（tōng）过同心轴传到手腕，腕部结构如下：

放（fàng）大图：

总结

近（jìn）几（jǐ）年KUKA新（xīn）推出的（de）agilus系列机器人为了追求纤细紧凑（còu）的外表（biǎo），采（cǎi）用了（le）将4、5、6三轴电机（jī）内（nèi）置在小臂内部（bù）的方式（shì）。

其实就传统（tǒng）工业机器人来（lái）讲，各家主（zhǔ）要的差别在于5轴和（hé）6轴的布置方（fāng）式，外资（zī）品牌借助于深（shēn）厚的设（shè）计功底和（hé）强大（dà）的定制能力（lì），普遍（biàn）采用齿轮或者同步带的方式用作动力传输，将电机布置的比较靠后（hòu），因此（cǐ）机（jī）器人小臂和手腕部位做的比较紧凑。

而国产厂商受限于成品电机的尺寸、齿（chǐ）轮的精度和噪（zào）音、装（zhuāng）配经验不足的问题，5、6轴（zhóu）多（duō）采用直连或者单（dān）同步带的方（fāng）式，导致腕部尺寸（cùn）普遍偏大。

机（jī）械是一门博大精深的学科（kē），可惜国内总是有一种“机（jī）械很（hěn）简单”的论（lùn）调。