机（jī）器人（rén）的传动和布局设（shè）计（jì）从理论上讲应该（gāi）是比较成熟的领域，如果有样机，拆（chāi）开一看就（jiù）可以知道（dào）大部分的结构。但是在结构优化设计经验、装配规范的标准化、零配（pèi）件的按需定制以及供应链优化等方面国内厂商还需要很（hěn）长时间的积累。

本文以（yǐ）KUKA为（wéi）例，分协作机器（qì）人iiwa和（hé）传统机器人KR两个大系列（liè）。

协作机器人iiwa

当前主流的协作机器人都（dōu）采用（yòng）“模块化（huà）”思想（xiǎng）的关节设计，采用直驱（qū）电机（jī）+谐波减（jiǎn）速器的方式，每个关节的内（nèi）部（bù）结构基本一致，只是大小不太一样，例（lì）如iiwa的每个轴基本都是下图这样：

每一个关节（jiē）中都包含（hán）了电机、伺服驱（qū）动（dòng）、谐（xié）波减速器（qì）、电机端编码器、关（guān）节端（duān）位置传（chuán）感（gǎn）器和力矩传感器，电（diàn）机（jī）和减速（sù）器采用直连。

整（zhěng）个关节在机器人内部的布（bù）局（jú）如下：

对于KR系列这一类的传统机器人来讲（jiǎng），末端的布（bù）局一般（bān）按照满足“三轴（zhóu）轴线交于一点”的（de）基本（běn）原则来做，主要区（qū）别在于（yú）三个电机的布置和传动方式。

KUKA之前的（de）很多机（jī）器人都采用4、5、6三轴电机布置在（zài）小（xiǎo）臂后方，通过同（tóng）心轴+伞齿轮/同步带（dài）的方式传动到（dào）手腕的方（fāng）式，以（yǐ）KR5为（wéi）例：

三个电（diàn）机的动力通过同心（xīn）轴传到手（shǒu）腕，腕部结构（gòu）如（rú）下：

放大图：

总结

近几年KUKA新推出的agilus系列机（jī）器人为了追求（qiú）纤细（xì）紧凑（còu）的外表，采用了将（jiāng）4、5、6三（sān）轴电机内置在小（xiǎo）臂内部的方式。

其实就（jiù）传统工业机器人（rén）来讲，各家主要（yào）的差别在于5轴（zhóu）和6轴的布置方式，外（wài）资（zī）品牌借助于深厚（hòu）的设计功底和强大的定（dìng）制能力，普（pǔ）遍采用齿轮或者同步（bù）带的方（fāng）式用作动（dòng）力传输，将（jiāng）电机布置的（de）比较靠后，因此机器人（rén）小臂（bì）和手腕部（bù）位做的比较紧凑。

而国产厂商受限于成品电机的尺寸、齿（chǐ）轮的精度和噪音（yīn）、装配经验不足的问题，5、6轴多采用直连或者单（dān）同步带的方式，导致腕部尺寸普遍偏大。

机械是一门博大精深的（de）学科，可惜国内总是有（yǒu）一种“机械很简单”的论调。