直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

《直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（47頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，不但使傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)生了根本性的變化，而且也對(duì)人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)產(chǎn)生了重大的影響。機(jī)器人作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的一種工具，不僅大大的提高了生產(chǎn)力，而且把人從各種生產(chǎn)環(huán)境中解放出來(lái)。目前，許多國(guó)家的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)得到很好的發(fā)展，我國(guó)也在進(jìn)行深入的研究和開(kāi)發(fā)。本文主要是設(shè)計(jì)一個(gè)搬運(yùn)工件的直角坐標(biāo)機(jī)器人，它可以應(yīng)用在自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上與人工相比具有速度快、定位精度準(zhǔn)確的特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性能。作為直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本文用了第二、三、四章詳細(xì)闡述了設(shè)計(jì)過(guò)程，第五章簡(jiǎn)要介紹了機(jī)器人的控制部分，第六對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了效果分析，并

2、總結(jié)了直角坐標(biāo)機(jī)器人的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)不拘泥于常規(guī)，使產(chǎn)品具有更廣闊的發(fā)展空間，必將成為機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：直線(xiàn)、直角坐標(biāo)機(jī)器人、結(jié)構(gòu)優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！Cartesian Robot DesignAbstractWith the continuous development of modern industry,not only the production of traditional industries has undergone a fundamental change, but also the production of hum

3、an society has had a major impact. Robot as a tool of modern industrial production, not only greatly increase the productivity and the production environment from a variety of liberation. Currently, many countries have very good industrial robot technology development, China is also in-depth researc

4、h and development. Porters of this paper is to design a piece of the Cartesian coordinate robot, which can be used in automated production lines and artificial compared to fast, accurate positioning accuracy characteristics,with strong practical performance.As the design of the right-angle coordinat

5、e robot,the text uses the second the third and the forth chapters to say the process of the design.The five chapter briefly describes some of the robots control. The sixth chapters carried out effectiveness analysis and summarizes the characteristics of a Cartesian coordinate robot.The design makes

6、the products have much more development,which must be the current of robots development.Key words: Straight line Cartesian coordinate Structure優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！目 錄摘要摘要.IABSTRACT.II一一 緒緒 論論.11.1 選題背景.11.2 直角坐標(biāo)機(jī)器人的應(yīng)用及分類(lèi).31.3 當(dāng)前機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展.31.3.1機(jī)器人發(fā)展的概況.31.3.2直角坐標(biāo)機(jī)器人的發(fā)展情況.61.4 選題的意義和目的及設(shè)計(jì)基本步驟.61.5 本文研究的

7、主要內(nèi)容.7二二 直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作原理直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作原理.82.1 實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的基本原理.82.2 末端執(zhí)行器抓取工件的基本原理.82.2.1概述.82.2.2手指式手部的工作原理.9三三 直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).113.1 直角坐標(biāo)機(jī)器人外形方案的確定.113.2 直角坐標(biāo)機(jī)器人傳動(dòng)及驅(qū)動(dòng)方式的選擇.113.2.1直角坐標(biāo)機(jī)器人傳動(dòng)方式的選擇.113.2.2直角坐標(biāo)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式的選擇.123.3 直角坐標(biāo)機(jī)器人外形尺寸的確定.123.4 傳動(dòng)部件、驅(qū)動(dòng)部件類(lèi)型及主要參數(shù)的選擇.133.4.1傳動(dòng)部件參數(shù)的選擇.133.4.2驅(qū)動(dòng)部件的選擇.203.5

8、 其它輔助部件的設(shè)計(jì).23優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！3.5.1直線(xiàn)導(dǎo)軌的選擇.233.5.2滾動(dòng)軸承的選擇.243.5.3機(jī)器人拖鏈的選擇.253.5.4其它部件的設(shè)計(jì).253.6 機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).253.6.1機(jī)械手的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).253.6.2機(jī)械手的手部尺寸及抓取范圍.263.6.3機(jī)械手傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì).263.6.4機(jī)械手驅(qū)動(dòng)裝置的選擇.283.6.5機(jī)械手其它部件的選擇.28四四 機(jī)器人的校核及結(jié)構(gòu)的可靠性分析機(jī)器人的校核及結(jié)構(gòu)的可靠性分析.294.1 軸承的校核.294.2 各主要功能部件的可靠性分析.294.3 各自由度間連接件的可靠性分析.304.4 軸的校核計(jì)算.31五

9、五 機(jī)器人的控制機(jī)器人的控制.335.1 步進(jìn)電機(jī)的概況.335.2 步進(jìn)電機(jī)的工作原理.335.3 步進(jìn)電機(jī)的控制.34六六 直角坐標(biāo)機(jī)器人的效果分析及技術(shù)評(píng)價(jià)直角坐標(biāo)機(jī)器人的效果分析及技術(shù)評(píng)價(jià).356.1 直角坐標(biāo)機(jī)器人的效果分析.356.1.1直角坐標(biāo)機(jī)器人與人工操作的比較.356.1.2采用機(jī)器人工作帶來(lái)的問(wèn)題.356.2 直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的技術(shù)評(píng)價(jià).356.2.1整體結(jié)構(gòu)技術(shù)評(píng)價(jià).356.2.2零件的技術(shù)分析.36優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ).37致謝致謝.38參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).39優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！一 緒 論1.1 選題背景直角坐標(biāo)機(jī)器人概念

10、：工業(yè)應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、運(yùn)動(dòng)自由度建成空間直角關(guān)系、多用途的操作機(jī)。他能夠搬運(yùn)物體、操作工具，以完成各種作業(yè)。關(guān)于機(jī)器人的定義隨著科技的不斷發(fā)展，在不斷的完善，直角坐標(biāo)機(jī)器人作為機(jī)器人的一種，其含義也在不斷的完善中。典型直角坐標(biāo)機(jī)器人圖一直角坐標(biāo)機(jī)器人的特點(diǎn)：1、自由度運(yùn)動(dòng)，每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度之間的空間夾角為直角；2、自動(dòng)控制的，可重復(fù)編程，所有的運(yùn)動(dòng)均按程序運(yùn)行；3、一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、操作工具等組成。4、靈活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。5、高可靠性、高速度、高精度。6、可用于惡劣的環(huán)境，可長(zhǎng)期工作，便于操作維修。直角坐標(biāo)機(jī)

11、器人的應(yīng)用：因末端操作工具的不同，直角坐標(biāo)機(jī)器人可以非常方便的用作各種自動(dòng)化設(shè)備，完成如焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測(cè)、探傷、分類(lèi)、裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼、 （軟仿型）噴涂、目標(biāo)跟隨、排爆等一系列工作。特別適用于多品種、便批量的柔性化作業(yè)，對(duì)于穩(wěn)定提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。直角坐標(biāo)機(jī)器人的應(yīng)用圖二隨著直角坐標(biāo)機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，直角坐標(biāo)機(jī)器人的設(shè)計(jì)工作日益顯得重要。成功的設(shè)計(jì)一臺(tái)直角坐標(biāo)機(jī)器人涉及到很多方面的工作，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、伺服控制等等。沈陽(yáng)力拓自動(dòng)化控制技術(shù)有限公司有著多年直角坐標(biāo)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用、數(shù)控技術(shù)和

12、產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，我們依托德國(guó) BAHR 公司直線(xiàn)定位系統(tǒng)性及機(jī)械手臂優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！開(kāi)發(fā)出了價(jià)比優(yōu)良的系列數(shù)控直角坐標(biāo)機(jī)器人，被廣泛地應(yīng)用在汽車(chē)、電子、電器、檢測(cè)、醫(yī)療、航天、食品等各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)線(xiàn)上。下面我們就對(duì)直角坐標(biāo)機(jī)器人的設(shè)計(jì)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)要的闡述。一、機(jī)器人設(shè)計(jì)特點(diǎn)：1、機(jī)器人的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的工作，工作量很大，涉及的知識(shí)面很多，往往需要多人完成。2、機(jī)器人設(shè)計(jì)是面向客戶(hù)的設(shè)計(jì)，不是閉門(mén)造車(chē)。設(shè)計(jì)者需要經(jīng)常和用戶(hù)在一起，不停分析用戶(hù)要求，尋求解決方案。3、機(jī)器人設(shè)計(jì)是面向加工的設(shè)計(jì)，再好的設(shè)計(jì)，如果工廠(chǎng)不能加工出產(chǎn)品，設(shè)計(jì)也是失敗的，設(shè)計(jì)者需要掌握大量的加工工藝及加工手

13、段。4、機(jī)器人設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷完善的過(guò)程。二、機(jī)器人設(shè)計(jì)流程：1、使用要求的分析：每一個(gè)機(jī)器人都是根據(jù)特定的要求的產(chǎn)生而設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)的第一步就是要將使用要求分析清楚，確定設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的參數(shù)，包括：機(jī)器人的定位精度，重復(fù)定位精度；機(jī)器人的負(fù)載大小，負(fù)載特性；機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的自由度數(shù)量，每自由度的運(yùn)動(dòng)行程；機(jī)器人的工作周期或運(yùn)動(dòng)速度，加減速特性；機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，動(dòng)作的關(guān)聯(lián)；機(jī)器人的工作環(huán)境、安裝方式；機(jī)器人的運(yùn)行工作制、運(yùn)行壽命；其他特殊要求；工業(yè)自動(dòng)化的歷史是以技術(shù)手段的快速更新為特征的。這種自動(dòng)化技術(shù)的更新不論是看作世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的誘因還是結(jié)果，都和世界經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)。工業(yè)機(jī)器人在 20 世紀(jì) 60

14、 年代毫無(wú)疑問(wèn)是一種獨(dú)特的設(shè)備，將其和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)結(jié)合在一起應(yīng)用，這是現(xiàn)代制造業(yè)自動(dòng)化的最新發(fā)展趨勢(shì)。這些技術(shù)起碼在引導(dǎo)工業(yè)自動(dòng)化向一個(gè)新的領(lǐng)域過(guò)渡1。機(jī)器人的使用量增長(zhǎng)的主要原因是價(jià)格不斷降低。在 20 世紀(jì) 90 年代的十年間，機(jī)器人價(jià)格降低而勞動(dòng)力成本增加。機(jī)器人不僅越來(lái)越便宜，而且它們?cè)诠I(yè)領(lǐng)域變優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！得更加有效速度更快、操作更準(zhǔn)確、更富有柔性。如果在成本統(tǒng)計(jì)中將質(zhì)量因素考慮在內(nèi)，應(yīng)用機(jī)器人的成本將比它的實(shí)際下降快得多。由于機(jī)器人作業(yè)變得愈加有效，而勞動(dòng)力成本不斷升高，因此工業(yè)中越來(lái)越多的作業(yè)更適合于應(yīng)用機(jī)器人

15、自動(dòng)化。這是工業(yè)推動(dòng)機(jī)器人發(fā)展的主要因素。其次是非經(jīng)濟(jì)因素造成的，隨著機(jī)器人作業(yè)能力的增強(qiáng)，它們可以完成更加危險(xiǎn)或不可能完成的工作。機(jī)器人的使用不僅提高生產(chǎn)了生產(chǎn)效率而且增強(qiáng)了工作范圍。在許多領(lǐng)域中用到機(jī)器人搬運(yùn)，如在汽車(chē)制造、食品包裝、化學(xué)醫(yī)藥、電子器件等。而直角坐標(biāo)機(jī)器人在碼垛機(jī)和搬運(yùn)機(jī)使用越來(lái)越多，其特點(diǎn)是負(fù)載范圍大，小到幾公斤，大到幾屯；運(yùn)行速度快，且速度可調(diào)整；動(dòng)作靈活，可完成復(fù)雜的任務(wù)；可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單。1.2 直角坐標(biāo)機(jī)器人的應(yīng)用及分類(lèi)因末端操作工具的不同，直角坐標(biāo)機(jī)器人可以非常方便的用作各種自動(dòng)化設(shè)備，完成如焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測(cè)、探傷、分類(lèi)、裝配、貼標(biāo)、

16、噴碼、打碼、 （軟仿型）噴涂、目標(biāo)跟隨、排爆等一系列工作。特別適用于多品種，便批量的柔性化作業(yè)，對(duì)于穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代期著十分重要的作用。1、按用途分為：焊接機(jī)器人、碼垛機(jī)器人、涂膠（點(diǎn)膠）機(jī)器人、檢測(cè)（監(jiān)測(cè)）機(jī)器人、分揀機(jī)器人、裝配機(jī)器人、排爆機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、特種機(jī)器人等。2、按結(jié)構(gòu)形式分為：壁掛（懸臂）機(jī)器人、龍門(mén)機(jī)器人、倒掛機(jī)器人等3、按自由度分為：兩坐標(biāo)機(jī)器人、三坐標(biāo)機(jī)器人、四坐標(biāo)機(jī)器人、五坐標(biāo)機(jī)器人、六坐標(biāo)機(jī)器人。21.3當(dāng)前機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展1.3.1 機(jī)器人發(fā)展的概況個(gè)人機(jī)器人PR(Personal Robot)現(xiàn)在還是一個(gè)夢(mèng)想

17、。機(jī)器人研究涉及的學(xué)科涵蓋機(jī)械、電子、傳感器、驅(qū)動(dòng)與控制等多個(gè)領(lǐng)域，過(guò)去，對(duì)機(jī)器人行業(yè)有過(guò)重大貢獻(xiàn)的人數(shù)不勝數(shù)。不 過(guò)，從簡(jiǎn)單的時(shí)間線(xiàn)已經(jīng)能夠看出，從第一代工業(yè)機(jī)器人、第二優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！代帶有“感覺(jué)”的機(jī)器人到第三代智能機(jī)器人，機(jī)器人的體積越來(lái)越小，與 PC 結(jié)合得越來(lái)越緊密。 說(shuō)不定，PR 就快成為現(xiàn)實(shí)了。 以下為1920年至今機(jī)器人發(fā)展簡(jiǎn)史： 1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾恰佩克在他的科幻小說(shuō)羅薩姆的機(jī)器人萬(wàn)能公司中，根據(jù) Robota(捷克文，原意為“勞役、苦工”)和 Robotnik(波蘭文，原意為“工人”)，創(chuàng)造出“機(jī)器人”這個(gè)詞。 1939年 美國(guó)紐約世博

18、會(huì)上展出了西屋電氣公司制造的家用機(jī)器人 Elektro。它由電纜控制，可以行走，會(huì)說(shuō)77個(gè)字，甚至可以抽煙，不過(guò)離真正干家務(wù)活還差得遠(yuǎn)。但它讓人們對(duì)家用機(jī)器人的變得更加具體。 1942年 美國(guó)科幻巨憧憬匠阿西莫夫提出“機(jī)器人三定律” 。雖然這只是科幻小說(shuō)里的創(chuàng)造，但后來(lái)成為學(xué)術(shù)界默認(rèn)的研發(fā)原則。 1948年 諾伯特維納出版控制論 ，闡述了機(jī)器中的通信和控制機(jī)能與人的神經(jīng)、感覺(jué)機(jī)能的共同規(guī)律，率先提出以計(jì)算機(jī)為核心的自動(dòng)化工廠(chǎng)。 1954年 美國(guó)人喬治德沃爾制造出世界上第一臺(tái)可編程的機(jī)器人，并注冊(cè)了專(zhuān)利。這種機(jī)械手能按照不同的程序從事不同的工作，因此具有通用性和靈活性。 1956年 在達(dá)特茅斯會(huì)

19、議上，馬文明斯基提出了他對(duì)智能機(jī)器的看法：智能機(jī)器“能夠創(chuàng)建周?chē)h(huán)境的抽象模型，如果遇到問(wèn)題，能夠從抽象模型中尋找解決方法” 。這個(gè)定義影響到以后30年智能機(jī)器人的研究方向。 1959年 德沃爾與美國(guó)發(fā)明家約瑟夫英格伯格聯(lián)手制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。隨后，成立了世界上第一家機(jī)器人制造工廠(chǎng)Unimation 公司。由于英格伯格對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和宣傳，他也被稱(chēng)為“工業(yè)機(jī)器人之父” 。 1962年 美國(guó) AMF 公司生產(chǎn)出“VERSTRAN”(意思是萬(wàn)能搬運(yùn)),與 Unimation公司生產(chǎn)的 Unimate 一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機(jī)器人，并出口到世界各國(guó)，掀起了全世界對(duì)機(jī)器人和機(jī)器人研究的熱潮。

20、優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！ 1962年-1963年 傳感器的應(yīng)用提高了機(jī)器人的可操作性。人們?cè)囍跈C(jī)器人上安裝各種各樣的傳感器，包括1961年恩斯特采用的觸覺(jué)傳感器，托莫維奇和博尼1962年在世界 上最早的“靈巧手”上用到了壓力傳感器，而麥卡錫1963年則開(kāi)始在機(jī)器人中加入視覺(jué)傳感系統(tǒng)，并在1965年，幫助 MIT 推出了世界上第一個(gè)帶有視覺(jué)傳 感器，能識(shí)別并定位積木的機(jī)器人系統(tǒng)。 1965年 約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研制出 Beast 機(jī)器人。Beast 已經(jīng)能通過(guò)聲納系統(tǒng)、光電管等裝置，根據(jù)環(huán)境校正自己的位置。20世紀(jì)60年代中期 開(kāi)始，美國(guó)麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、英國(guó)愛(ài)

21、丁堡大學(xué)等陸續(xù)成立了機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。美國(guó)興起研究第二代帶傳感器、 “有感覺(jué)”的機(jī)器人，并向人工智能進(jìn)發(fā)。 1968年 美國(guó)斯坦福研究所公布他們研發(fā)成功的機(jī)器人 Shakey。它帶有視覺(jué)傳感器，能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木,不過(guò)控制它的計(jì)算機(jī)有一個(gè)房間那么大。Shakey 可以算是世界第一臺(tái)智能機(jī)器人，拉開(kāi)了第三代機(jī)器人研發(fā)的序幕。 1969年 日本早稻田大學(xué)加藤一郎實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出第一臺(tái)以雙腳走路的機(jī)器人。加藤一郎長(zhǎng)期致力于研究仿人機(jī)器人，被譽(yù)為“仿人機(jī)器人之父” 。日本專(zhuān)家一向以研發(fā)仿人機(jī)器人和娛樂(lè)機(jī)器人的技術(shù)見(jiàn)長(zhǎng)，后來(lái)更進(jìn)一步，催生出本田公司的 ASIMO 和索尼公司的 QRIO。 1973年

22、世界上第一次機(jī)器人和小型計(jì)算機(jī)攜手合作，就誕生了美國(guó)Cincinnati Milacron 公司的機(jī)器人 T3。 1978年 美國(guó) Unimation 公司推出通用工業(yè)機(jī)器人 PUMA，這標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)完全成熟。PUMA 至今仍然工作在工廠(chǎng)第一線(xiàn)。 1984年 英格伯格再推機(jī)器人 Helpmate，這種機(jī)器人能在醫(yī)院里為病人送飯、送藥、送郵件。同年，他還預(yù)言：“我要讓機(jī)器人擦地板，做飯，出去幫我洗車(chē)，檢查安全” 。 1998年 丹麥樂(lè)高公司推出機(jī)器人(Mind-storms)套件，讓機(jī)器人制造變得跟搭積木一樣，相對(duì)簡(jiǎn)單又能任意拼裝，使機(jī)器人開(kāi)始走入個(gè)人世界。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎

23、下載借鑒！ 1999年 日本索尼公司推出犬型機(jī)器人愛(ài)寶(AIBO)，當(dāng)即銷(xiāo)售一空，從此娛樂(lè)機(jī)器人成為目前機(jī)器人邁進(jìn)普通家庭的途徑之一。 2002年 丹麥 iRobot 公司推出了吸塵器機(jī)器人 Roomba，它能避開(kāi)障礙，自動(dòng)設(shè)計(jì)行進(jìn)路線(xiàn)，還能在電量不足時(shí)，自動(dòng)駛向充電座。Roomba 是目前世界上銷(xiāo)量最大、最商業(yè)化的家用機(jī)器人。 2006年 6月，微軟公司推出 Microsoft Robotics Studio，機(jī)器人模塊化、平臺(tái)統(tǒng)一化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，比爾蓋茨預(yù)言，家用機(jī)器人很快將席卷全球。1.3.2 直角坐標(biāo)機(jī)器人的發(fā)展情況隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，直角坐標(biāo)機(jī)器人技術(shù)在碼垛機(jī)碼垛機(jī)上 的使用越

24、來(lái)越多。直角坐標(biāo)機(jī)器人作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具用控制方便，執(zhí)行動(dòng)作靈活，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的空間軌跡控制。沈陽(yáng)力拓自動(dòng)化控制技術(shù)有限公司在多年機(jī)器人技 術(shù)應(yīng)用、數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)基礎(chǔ)上，依托德國(guó) BAHR 公司直線(xiàn)定位系統(tǒng)性及機(jī)械手臂開(kāi)發(fā)出了價(jià)比優(yōu)良的系列數(shù)控搬運(yùn)、碼垛、裝配機(jī)器人，廣泛應(yīng)用在金屬冶 金、汽車(chē)制造、食品加工、電子等行業(yè)上，是航空、汽車(chē)等行業(yè)重要的裝備。 在金屬澆注領(lǐng)域，碼垛機(jī)碼垛機(jī)有著廣泛的應(yīng)用和需求。下面就是依據(jù)客戶(hù)要求開(kāi)發(fā)的一臺(tái)在鋁錠澆注生產(chǎn)線(xiàn)上工作的直角坐標(biāo)機(jī)器人，其特點(diǎn)是負(fù)載范圍大，小到幾公斤，大到幾噸；運(yùn)行速度快，且速度可調(diào)整；動(dòng)作靈活，可以完成復(fù)雜的碼垛任務(wù)；可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單

25、直角坐標(biāo)機(jī)器人是工業(yè)機(jī)器人的一種，它已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)中，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)直觀性強(qiáng)，坐標(biāo)方向位置精度容易控制，漂浮物精度較高；制造安裝高速方便，容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。缺點(diǎn)是占據(jù)空間大而相應(yīng)的工作范圍較小。適用上下裝卸工件和傳送物料，易于成行排列布置與傳送帶配合使用。1.4 選題的意義和目的及設(shè)計(jì)基本步驟作為一名機(jī)械電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，機(jī)器人是機(jī)械和電子結(jié)合得最緊密的產(chǎn)品，能夠優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！有機(jī)會(huì)認(rèn)識(shí)和了解機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，我感到很榮幸。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年以來(lái)所學(xué)的知識(shí)的一個(gè)總結(jié)，也是發(fā)揮自己的理論與實(shí)踐相結(jié)合的一個(gè)很好的機(jī)會(huì)，為以后的工作打下了一個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是在為今

26、后的就業(yè)做一次很好的準(zhǔn)備，因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)有十分重要的意義。在設(shè)計(jì)直角坐標(biāo)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)主要有以下幾個(gè)步驟（1）了解機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)由于目前機(jī)器人的數(shù)量還比較少并且應(yīng)用不十分廣泛，所以對(duì)機(jī)器人了解只是理論上的一些了解，并不十分系統(tǒng)。再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，了解機(jī)器人的基本組成形式，各機(jī)器人都有什么樣的特點(diǎn)，并且在工業(yè)生產(chǎn)中的具體工作形式。（2）了解直角坐標(biāo)機(jī)器人的主要用途機(jī)械設(shè)計(jì)的目的就是為了滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要，因此了解設(shè)計(jì)對(duì)象的主要用途是進(jìn)行設(shè)計(jì)的必要準(zhǔn)備。（3）根據(jù)用途運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于在畢業(yè)實(shí)習(xí)的時(shí)候沒(méi)有看到過(guò)直角坐標(biāo)機(jī)器人的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì) CA6140 機(jī)床刀架的觀察和分析，根據(jù)其運(yùn)

27、動(dòng)原理進(jìn)行直角坐標(biāo)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。按照三個(gè)自由度進(jìn)行設(shè)計(jì)，如空間一個(gè)物體在直角坐標(biāo)系中運(yùn)動(dòng)，分為 x、y、z 三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。（4）融入我的設(shè)計(jì)思想使設(shè)計(jì)更具有特色由于直角坐標(biāo)機(jī)器人相對(duì)其它各類(lèi)的機(jī)器人應(yīng)用較為廣泛，并已是成型的產(chǎn)品，為了培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力，在設(shè)計(jì)時(shí)提出了自己的設(shè)計(jì)思想使結(jié)構(gòu)更加的合理。1.5 本文研究的主要內(nèi)容本文以一種門(mén)式直角坐標(biāo)機(jī)器人設(shè)計(jì)為主線(xiàn)，來(lái)研究直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作原理、結(jié)構(gòu)形式。其三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)基本原理很相似，在設(shè)計(jì)時(shí)為了使設(shè)計(jì)更加的多樣化，采用不同的傳動(dòng)方式，第一、二自由度采用同步帶傳動(dòng)，而第三自由自由度采用絲杠傳動(dòng)。第一、二自由度結(jié)構(gòu)相似利于制造加工。隨著

28、科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展工業(yè)機(jī)器人得到了更為廣泛的應(yīng)用，特別是直角坐標(biāo)機(jī)器人在數(shù)控加工中心中應(yīng)用十分廣泛，它已經(jīng)成為自動(dòng)化生產(chǎn)的重要組成總部分。本文的第二、三、四章重點(diǎn)介紹設(shè)計(jì)過(guò)程。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！二 直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作原理2.1實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的基本原理直角坐標(biāo)機(jī)器人的主要功能就是能夠使得末端執(zhí)行器到達(dá)空間指定位置。待實(shí)現(xiàn)的工作空間大都為矩形空間。由笛卡爾坐標(biāo)系的知識(shí)可知空間中的任意一點(diǎn)可以分別由 X、Y、Z 方向三個(gè)點(diǎn)的集合來(lái)表示。因此為了研究問(wèn)題方便，可以把空間任意兩點(diǎn)的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為分別在三個(gè)自由度方向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。能夠?qū)崿F(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的

29、原理有很多，在機(jī)械產(chǎn)品中得到應(yīng)用的有以下幾種，下表為它們之間傳動(dòng)性能的比較：表 2-1 傳動(dòng)性能對(duì)比表方案優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)滾珠 絲 杠 傳動(dòng)精度高，且速度平穩(wěn)。摩擦陰力小，軸向沖擊，鋼性較好，可以傳遞較大扭力，位置準(zhǔn)確 傳動(dòng)速度較慢，且機(jī)構(gòu)不能自鎖，長(zhǎng)度較大時(shí)承受徑向載荷能力差齒輪齒 條 傳遞的功率大、速度范圍廣、效率高、工作可靠、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)緊湊、能保證恒定傳動(dòng)比 制造及安裝精度要求高，成本高，不適于兩軸中心距過(guò)大的傳動(dòng)同步帶傳動(dòng) 傳動(dòng)準(zhǔn)確，平穩(wěn)，噪音小，可獲得恒定速比，且速比范圍大，允許線(xiàn)速度高，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊 對(duì)中心及其尺寸穩(wěn)定性要求較高液壓傳 動(dòng) 可產(chǎn)生較大軸向力，傳動(dòng)速度快 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)

30、困難，整個(gè)裝車(chē)質(zhì)量大。工作介質(zhì)對(duì)周?chē)鷹l件反映敏感，直接影響定位精度氣壓傳 動(dòng) 瞬間產(chǎn)生很大軸向力，傳動(dòng)速度快 對(duì)傳動(dòng)時(shí)間要求不易過(guò)長(zhǎng)，密封困難通過(guò)以上的分析，在本次設(shè)計(jì)中采用選擇滾珠絲桿傳動(dòng)與同步帶傳動(dòng)方式。2.2 末端執(zhí)行器抓取工件的基本原理2.2.1 概述如今，查閱有關(guān)機(jī)械手的書(shū)籍，會(huì)發(fā)現(xiàn)的各類(lèi)很多。按其抓取方式主要分為以下兩種：3優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒?。?）吸附式空氣負(fù)壓吸盤(pán)磁力吸盤(pán)（2）手指式平移式回轉(zhuǎn)式針對(duì)眾多的結(jié)構(gòu)形式，選擇的方法其實(shí)很簡(jiǎn)單。大部分是根據(jù)特定工作的要求專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。例如，當(dāng)確定手部大小、形狀，手指?jìng)€(gè)數(shù)以及動(dòng)作自由度時(shí)，必須考慮被抓取物件的大小、形狀、重量

31、、材質(zhì)、外力的物理?xiàng)l件以及旋轉(zhuǎn)環(huán)境等。而這些又決定手部的抓取機(jī)能，即約束性、操作性和感覺(jué)性。1約束性是指手爪對(duì)工件的約束和握緊程度。例如，廣泛使用的二指手爪，在抓取水平旋轉(zhuǎn)的圓棒工件時(shí)，手指只對(duì)圓棒半徑方向進(jìn)行約束，而軸向約束是借助手指與圓棒工件之間的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果施加一個(gè)較大的軸向外力，工件就可能從手指中滑落出去。同樣，圓棒工件圓周方向的回轉(zhuǎn)也是靠摩擦力來(lái)限制的。操作性是指手爪能夠抓取的物件的幾何特性，包括極限尺寸形狀以及在抓取不同形式圓棒時(shí)能否保持同一中心線(xiàn)的同心特性。感覺(jué)性是指手指對(duì)工件的控制能力定位精度等。例如，是否使用傳感器，有無(wú)力學(xué)反饋等。最簡(jiǎn)單的一各形式利用微型開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)判

32、斷是否抓住工件。在某種場(chǎng)合，一臺(tái)機(jī)器人可以備有多種形狀、用途和機(jī)能不同的數(shù)種可換手爪。由于本次設(shè)計(jì)的工件是 13kg 的小工件所以綜合各各方面考慮，選擇手指式手部。2.2.2 手指式手部的工作原理手指式手部是由手指?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置三部分組成，它對(duì)抓取工件的形狀具有較大的適用性，可以抓取軸盤(pán)套類(lèi)零件，一般情況下多采用二指，少數(shù)為三指或多指。驅(qū)動(dòng)裝置是為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力的，驅(qū)動(dòng)源有液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)等常見(jiàn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)往往通過(guò)滑槽、斜面、齒輪齒條、連桿等推動(dòng)杠桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)加緊或松開(kāi)。（1）手指式手部的分類(lèi)按運(yùn)動(dòng)形式可分為平穩(wěn)型和回轉(zhuǎn)型兩種。平移型手指的張開(kāi)閉合靠手指的平行優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借

33、鑒！移動(dòng)，適用于夾持平板、方料。在夾持不同的圓棒工件時(shí)，不會(huì)引起中心位置的偏移。但這種手指的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，體積大，要求加工精度高?；剞D(zhuǎn)型指部的張開(kāi)和閉合靠指根部的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。驅(qū)軸支點(diǎn)為一個(gè)的，稱(chēng)為單支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型，為兩個(gè)的，稱(chēng)雙支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型。這種手指結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀小巧，但夾持不同工件會(huì)產(chǎn)生定位誤差。按手指關(guān)節(jié)可分為無(wú)關(guān)節(jié)型、固定關(guān)節(jié)型和自由關(guān)節(jié)型。無(wú)關(guān)節(jié)指是一個(gè)平指構(gòu)件，固定關(guān)節(jié)是指本件是一個(gè)具有固定彎曲角度的構(gòu)件，一般成折線(xiàn)狀。自由體關(guān)節(jié)本體分為指根和指尖兩部分比較復(fù)雜。按指端形狀可分為：V 型指，主要夾持圓柱形工件；平面指，夾持方形、板狀和細(xì)小棒類(lèi)工件；其它形狀如圓形、鉤型、尖型及其它與工件相

34、適應(yīng)特型指。按指面形式可分為 ：光滑型，指面平整光滑，用來(lái)夾持已加工完成表面光整的工件，避免碰傷；齒型，指面上有齒紋，增加摩擦力，確保夾緊牢靠，多用于夾持粗坯、半成品工件；柔性型，指面使用橡膠，增大摩擦力、保護(hù)工件表面作用。（2）對(duì)手指式手部的基本要求手指加緊力大小適宜，力量過(guò)大則動(dòng)力消耗多，結(jié)構(gòu)也龐大，不經(jīng)濟(jì)，甚至損壞工件；力量過(guò)小則夾持不住或產(chǎn)生松動(dòng)、脫落。應(yīng)具有足夠的開(kāi)閉角度或開(kāi)閉距離，便于抓取和退出工件。應(yīng)無(wú)可否認(rèn)工件能準(zhǔn)確定心或定位。在保證本身強(qiáng)度的前提下，盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，以利于減輕總負(fù)載。手部結(jié)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)工作環(huán)境提出的特殊要求。如耐高溫、耐腐蝕、能承受鍛捶沖擊力等。通過(guò)以

35、上的分析，同時(shí)考慮本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇回轉(zhuǎn)式手臂和直型指的結(jié)構(gòu)。至于具體尺寸以及其它的設(shè)計(jì)計(jì)算問(wèn)題將在下第三章中詳細(xì)說(shuō)明。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！三 直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本章主要系統(tǒng)的介紹直角坐標(biāo)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程。其中包括各零部件形狀以及主要設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇。為了使讀者更好的了解直角坐標(biāo)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，依據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程為主線(xiàn)來(lái)安排本章的結(jié)構(gòu)。3.1 直角坐標(biāo)機(jī)器人外形方案的確定目前直角坐標(biāo)機(jī)器人主要有兩種結(jié)構(gòu)形式。一種是門(mén)式直角坐標(biāo)機(jī)器人，另一種是臂式直角坐標(biāo)機(jī)器人。哪下表所示它們各自有特點(diǎn)： 表 3-1 兩種機(jī)器人性能對(duì)比表類(lèi)型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 門(mén)式直角坐標(biāo)機(jī)器人 可承受較大

36、載荷，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 占據(jù)空間大 懸臂式破解坐標(biāo)機(jī)器人 使用靈活方便，占據(jù)空間小 具有懸臂梁結(jié)構(gòu)除第一根軸安裝在基礎(chǔ)上外其余各軸行程不易過(guò)長(zhǎng)鑒于此，選擇了其中一種即門(mén)式直角坐標(biāo)機(jī)器人進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在這里需要指出的是，兩種結(jié)構(gòu)還存在一個(gè)共同的缺點(diǎn)就是一臺(tái)機(jī)器人只能對(duì)應(yīng)唯一的工作空間。3.2 直角坐標(biāo)機(jī)器人傳動(dòng)及驅(qū)動(dòng)方式的選擇3.2.1 直角坐標(biāo)機(jī)器人傳動(dòng)方式的選擇直角坐標(biāo)機(jī)器人的母體（即三個(gè)自由度部件）的傳動(dòng)方式大體有四種，分別是滾珠絲杠傳動(dòng)方式、齒輪齒條傳動(dòng)方式、同步帶傳動(dòng)方式、以及液壓傳動(dòng)方式。在設(shè)計(jì)中選擇了滾珠絲杠傳動(dòng)方式與同步帶傳動(dòng)方式主要是因?yàn)闈L珠絲杠具有精度高、摩擦阻力小、定位精度高，而同

37、步帶具有傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性能好的特點(diǎn)。至于其它方式在第二章中以做了詳細(xì)的介紹，在這里就不重述了。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！3.2.2 直角坐標(biāo)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式的選擇直角坐標(biāo)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是直接驅(qū)動(dòng)使各運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)作的機(jī)構(gòu)，對(duì)于機(jī)器人的性能的功能影響很大。如果沒(méi)有有效的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，無(wú)論機(jī)器人具有多高的智能和優(yōu)越的傳感器，也是無(wú)濟(jì)于事的。直角坐標(biāo)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式有三種：液壓、電動(dòng)和氣壓。這三種方式的比較如表3-2 給出 表 3-2 三種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)比較表項(xiàng)目 液壓 氣動(dòng)電動(dòng)輸出力 油液壓力大，抓取重 量可達(dá)100800kg 壓力較小，抓取重量一般小于 30kg 可得到中小程度輸

38、出力抓取重量為1200kg傳動(dòng)性能 傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)沖擊，反應(yīng)靈敏，最高速度可達(dá) 2m/s 可達(dá)較高的速度，但高速時(shí)沖擊較大 動(dòng)作速度低。最高1m/s控制性能 可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，達(dá)到較高定位精度 低速時(shí)不易控制，定位精度 步進(jìn)、伺服電機(jī)的定位也較高使用維護(hù)性能 溫度對(duì)介質(zhì)影響大，間接影響工作性能，會(huì)有不同程度漏油 適合在惡劣條件下工作，排氣噪聲大 使用維護(hù)方便體積重量 在同樣輸出力的條件下體積小 壓力小，體積大，輸出力小 電機(jī)本身體積小減速裝置體積大壽命 潤(rùn)滑性能好，壽命長(zhǎng) 空氣無(wú)潤(rùn)滑性，壽命短 壽命較長(zhǎng)應(yīng)用 適于抓取重量較大的機(jī)械手，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制 抓取質(zhì)量不易太大，但要求速度快 可適用于程序

39、復(fù)雜運(yùn)動(dòng)要求嚴(yán)格的機(jī)器人通過(guò)以上的比較可以看出，液壓驅(qū)動(dòng)方式具有輸出力大、速度快、易控制、定位精度高的優(yōu)點(diǎn)，但是液壓系統(tǒng)較為復(fù)雜，同時(shí)對(duì)環(huán)境要求高。隨著步進(jìn)、伺服電機(jī)的發(fā)展，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)逐漸體現(xiàn)出它的優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)力源簡(jiǎn)單、維護(hù)使用方便又便于與計(jì)算機(jī)對(duì)接，能實(shí)現(xiàn)精確控制。鑒于以上的原因，選擇了電伺服驅(qū)動(dòng)的方式。對(duì)于門(mén)式直角坐標(biāo)機(jī)器人，采用單邊驅(qū)動(dòng)的方式。3.3 直角坐標(biāo)機(jī)器人外形尺寸的確定在設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)的參數(shù)為 0.8mx0.6mx0.3m。搬運(yùn)工作質(zhì)量為 12kg.根據(jù)以上優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！的設(shè)計(jì)要求初步估算各自由度部件的尺寸，如圖 3-1 所示：這里需要指出的是，第一自由度用戶(hù)需

40、要的行程 800mm 而設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度近 1.3 米如果第一處、自由度的跨度較大，則需要第二自由度的跨度相應(yīng)增大，以減小阻力矩的影響。所以第一自由度的跨度為 600mm,第二自由度的跨度為 300mm。經(jīng)驗(yàn)表明，如果采用單邊驅(qū)動(dòng)方式，則相鄰自由度跨度之比小于 31。 圖 3-1 結(jié)構(gòu)尺寸3.4 傳動(dòng)部件、驅(qū)動(dòng)部件類(lèi)型及主要參數(shù)的選擇3.4.1 傳動(dòng)部件參數(shù)的選擇由于選擇了選擇了滾珠絲杠和同步帶傳動(dòng)方式，應(yīng)設(shè)計(jì)滾珠絲杠和同步帶的主要參數(shù)。在計(jì)算之前，先將各自由度的負(fù)載估算臺(tái)下：第一自由度負(fù)載 80kg；第二自由優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！度負(fù)載 50kg；第三自由度負(fù)載 20kg。（1）第一

41、自由度傳動(dòng)部件的選擇：第一自由度帶所受到的力主要上摩擦力，由第一自由度的負(fù)載估算為 80kg，在這里估算所受力為 60N，要求帶傳動(dòng)的最高速度為 0.5m/s，傳送的功率估計(jì)為 500W，帶輪轉(zhuǎn)速 100r/min。1）設(shè)計(jì)功率dP 由表4，14.1-55查得 5 . 1AKKWKWPKPAd75. 05 . 05 . 12）選定帶型和節(jié)距 根據(jù)，由圖4,14.1-14確定為 H 型，節(jié)距min/10075. 01rnKWPd和mmPb7 .123）確定小帶輪齒數(shù)1z 根據(jù)帶型 H 和小帶輪轉(zhuǎn)速由表4，14.1-56查得小帶輪的最小齒數(shù)在這里1n14minz取18minz4）小帶輪節(jié)圓直徑1d

42、 mmmmpzdb77.727 .121811由表4，14.1-60查得其外徑mmmmdda39.71372. 177.72211）（5）在這里大帶輪和小帶輪相同，傳動(dòng)比為 1 因此大帶輪的外徑與小帶輪相同所以有 mmd77.722mmda39.7126）帶速 v smndv/38. 010006010077.72100060117）初定軸間距0a 取mma120008）確定帶長(zhǎng)及齒數(shù)優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！ mmmmaddddaL61.2628)77.7277.72(2120024)(2202212100）（由表4，14.1-51查得帶長(zhǎng)代號(hào)為 1100 的 H 型同步帶，其節(jié)線(xiàn)

43、長(zhǎng)，節(jié)線(xiàn)mmLP2794長(zhǎng)上的齒數(shù)。112z9）實(shí)際軸間距 a mmmmLaap128322628279412002L0010）小帶輪嚙合齒數(shù)mz 9218)(2221211entzzazpzentzbm11）基本額定功率0P 由表4，14.1-58查得，1000)(20vmvTPaNTa85.2100mkgm/448. 0KWP798. 0100038. 0)38. 0448. 085.2100(2012）計(jì)算帶寬sb 由表4，14.1-57查得 H 型帶14. 100PKPbbzdss1K92 .760zmszb， 由表4，14.1-52查得，應(yīng)選帶寬代號(hào)為 300 的 Hmmmmbs1

44、.721798. 075. 02 .7614. 1型帶，其mmbs2.7613）帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸 傳動(dòng)選用的同步帶為 1100H300； 1821 zzmmdd77.7221mmddaa39.7121（2）第二自由度傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的步驟，第二自由度的負(fù)載小于第一自由度的負(fù)載，在這里估算所受力為 60N，要求帶傳動(dòng)的最高速度為 0.4m/s，傳送的功率為 400W，帶輪轉(zhuǎn)速優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！100r/min。1）設(shè)計(jì)功率dP 由表4，14.1-55查得 5 . 1AKKWKWPKPAd6 . 04 . 05 . 12）選定帶型和節(jié)距 根據(jù)，由圖4,14.1-14確定為

45、 H 型，節(jié)距min/1006 . 01rnKWPd和mmPb7 .123）確定小帶輪齒數(shù)3z 根據(jù)帶型 H 和小帶輪轉(zhuǎn)速由表4，14.1-56查得小帶輪的最小齒數(shù)在這里1n14minz取16minz4）小帶輪節(jié)圓直徑3d mmmmpzdb68.647 .121613由表4，14.1-60查得其外徑mmmmdda31.63372. 168.64233）（5）在這里大帶輪和小帶輪相同，傳動(dòng)比為 1 因此大帶輪的外徑與小帶輪相同所以有 mmd68.644mmda31.6346）帶速 v smndv/34. 010006010068.64100060337）初定軸間距0a 取mma120008）確定

46、帶長(zhǎng)及齒數(shù) mmmmaddddaL28.2006)68.6468.64(2100024)(2202434300）（由表4，14.1-51查得帶長(zhǎng)代號(hào)為 840 的 H 型同步帶，其節(jié)線(xiàn)長(zhǎng)，節(jié)線(xiàn)mmLP6 .2133長(zhǎng)上的齒數(shù)。96z9）實(shí)際軸間距a優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！ mmmmLaap66.1063228.20066 .213310002L0010）小帶輪嚙合齒數(shù)mz 8216)(2243233entzzazpzentzbm11）基本額定功率0P 由表4，14.1-58查得，1000)(20vmvTPaNTa85.2100mkgm/448. 0KWP71. 0100034. 0

47、)34. 0448. 085.2100(2012）計(jì)算帶寬sb 由表4，14.1-57查得 H 型帶14. 100PKPbbzdss1K92 .760zmszb， 由表4，14.1-52查得，應(yīng)選帶寬代號(hào)為 300 的 Hmmmmbs74.65171. 06 . 02 .7614. 1型帶，其mmbs2.7613）帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸 傳動(dòng)選用的同步帶為 840H300； 1643 zzmmdd68.6443mmddaa31.6343（3）第三自由度傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)由于第三自由度為豎直方向，通過(guò)對(duì)傳動(dòng)部件的分析，不適合采用帶傳動(dòng)，因此，采用絲杠傳動(dòng)，絲杠的軸向力為第三自由度負(fù)載的全部作用力，于是，絲杠的

48、軸向載荷為 200N。必要的條件為：絲杠載荷；電機(jī)最大轉(zhuǎn)速 n=3000r/min；絲杠導(dǎo)NFa200程=10mm；當(dāng)量轉(zhuǎn)速（考慮在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，軸向載荷較小，電機(jī)轉(zhuǎn)hPmin/1500rnm速較高，這里簡(jiǎn)化取當(dāng)量轉(zhuǎn)速為 1500r/min） ；當(dāng)量負(fù)載（根據(jù)運(yùn)動(dòng)中NFFam200負(fù)載不變和原則） 。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！1）計(jì)算動(dòng)負(fù)載5由公式 mnhajFfKKC其中：壽命系數(shù)，hK31)500(hhLK 轉(zhuǎn)速系數(shù)，nK31)3 .33(nKn 要求壽命，=300161048000hhLhL 綜合系數(shù)，fwkahtffffff其中：查表 3-3 得；查表 3-4 得；查表 3-5

49、 得；查表 3-6 得1tf1hf7 . 0af；查表 3-7 得2 . 1wf1kf表 3-3 溫度系數(shù)tf工作溫度小于 100 125 150 175 200 225 2501tf 1 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70表 3-4 硬度系數(shù)hf 硬 度 58 55 52.5 50 47.5 45 40hf 1.0 1.11 1.35 1.56 1.92 2.4 3.85表 3-5 精度系數(shù)af表 3-6 負(fù)載性質(zhì)系數(shù) wf 精度等級(jí)1、2、3 4、5 7 10 af 1.0 0.9 0.8 0.7負(fù)荷性質(zhì)無(wú)沖擊平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)一般運(yùn)動(dòng)有沖擊和振動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn) wf 1-1.2 1.

50、2-1.5 1.5-2.5優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！ 表 3-7 可靠性系數(shù) kf 經(jīng)計(jì)算，得58. 0f因此得到NCaj2100選用 RNBS 標(biāo)準(zhǔn)型螺帽精度轉(zhuǎn)造滾珠絲杠副，其型號(hào)為 RNBS2510A，其額定動(dòng)載荷為 3.24KN2.1KN，符合要求根據(jù)豎直方向的工作行程為 300mm，選用標(biāo)準(zhǔn)螺桿長(zhǎng)度 500mm 的滾珠絲杠副。2）不發(fā)生共振臨界轉(zhuǎn)速校核：）（min/L302222rKAEJfncc式中 E材料的拉、壓彈性模量，鋼的；211/101 . 2mNE J絲杠軸最小截面慣性矩（） ；4m4264dJ A絲杠軸最小截面面積；）（2224mdA 臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度（m） ；

51、cL 材料密度鋼的；）（33/107.8mkg 安全系數(shù)，取=0.8；2K2K將 E、J、A、的值代入得2K）（min/L302222rKAEJfncc）（min/L99102222rdfncc其中：查表 3-8 得：=3.927，2f 由滾珠絲杠副參數(shù)知：絲杠螺紋底徑mm05.202d 臨界轉(zhuǎn)速長(zhǎng)度：mm600cL經(jīng)計(jì)算得， 符合要求5107cnmaxnnc 表 3-8 支撐方式系數(shù) 可靠度 90 95 96 97 98 99 kf 1.00 0.62 0.53 0.44 0.33 0.21優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！3）臨界壓縮載荷校核：不發(fā)生失穩(wěn)的最大壓縮載荷，以表示，按歐拉公式

52、計(jì)算cF ）（NKLEJfFc12021式中 E、J、含義同上；2d 最大受壓長(zhǎng)度（m） ；0L 絲杠支承方式系數(shù)；1f 安全系數(shù)，取=；1K1K31 將 E、J、 的值代入上式可簡(jiǎn)化得1K ）（NLdfFc2042110104 . 3其中：查表 3-8 得：=2.00，2f 由滾珠絲杠副參數(shù)知：絲杠螺紋底徑mm05.202d 臨界轉(zhuǎn)速長(zhǎng)度：mm8500L經(jīng)計(jì)算得15.2KN， 符合要求。cFcaFF 3.4.2 驅(qū)動(dòng)部件的選擇（1）控制電機(jī)的概述隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算裝置的，在普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生出多種具有特殊性能的小功率電機(jī)，它們?cè)谧詣?dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算裝置中分別作為執(zhí)行元件、檢測(cè)元件和解

53、算元件，這種電機(jī)統(tǒng)稱(chēng)為控制電機(jī)?？刂齐姍C(jī)與普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本工件原理沒(méi)支撐方式一端固定一端自由一端固定一端游動(dòng) 兩端固定 1f 0.25 2.00 4.00 2f 1.875 3.927 4.730適應(yīng)范圍低速短軸垂直安裝中速、較高精度高速、高精度、高剛度優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！有本質(zhì)上的區(qū)別，但普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)著重于對(duì)起動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài)力能指標(biāo)的要求，而控制電機(jī)則著重于特性的高精度和快速響應(yīng)?？刂齐姍C(jī)的輸出功率一般較小，通常從數(shù)百毫瓦到數(shù)百瓦，系列產(chǎn)品的機(jī)殼外徑一般由 12.5mm 到 130mm，重量從數(shù)十克到數(shù)千克，這類(lèi)電機(jī)也稱(chēng)微電機(jī)或微控電機(jī)。在大功率的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，有些控制電機(jī)

54、的輸出功率也可達(dá)數(shù)十千瓦，機(jī)殼外徑達(dá)數(shù)百毫米。5控制電機(jī)已成為現(xiàn)代機(jī)電一體化的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)以及軍事裝備中必不可少的重要元件。它與一些典型環(huán)節(jié)進(jìn)行適當(dāng)組合，就可以構(gòu)成不同用途的伺服系統(tǒng)和解算元件?？刂齐姍C(jī)的用途與分類(lèi)如下表表示 表 3-9 電機(jī)的分類(lèi)與用途由上述可知，第一、二自由度的電機(jī)選用步進(jìn)電機(jī)，第三自由度選用伺服電機(jī)。由第一自由度的受力及帶輪的尺寸可知，所需轉(zhuǎn)矩為 T=2.18Nm,在考慮振動(dòng)、波動(dòng)、過(guò)載等因素等，取電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 1.5T，選擇永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)其型號(hào)為110BYG450A,5，1.2-22步進(jìn)角 1.8 度，最大轉(zhuǎn)矩 10.3Nm。由于第二自由度的負(fù)載小于第一自由度

55、負(fù)載，為了使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，第二自由度采用同樣型號(hào)的電機(jī)。第三自由度采用絲杠傳動(dòng)，所以軸向力即為負(fù)載的重力。驅(qū)動(dòng)力就主要由三部分組成，即個(gè)載荷產(chǎn)生的摩擦力矩、絲杠副預(yù)緊力摩擦力矩、慣性力矩。FT0TGT（1）外載荷產(chǎn)生的摩擦力矩FT 電機(jī)名稱(chēng) 用 途交、直流伺服電動(dòng)機(jī) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與信號(hào)電壓成正比，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的增加而均勻下降。在系統(tǒng)中，通過(guò)齒輪帶動(dòng)負(fù)載，作為執(zhí)行元件 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 定子上有多相繞組，由專(zhuān)門(mén)電源供給電脈沖。角位移與接受的電脈沖數(shù)楊正比，轉(zhuǎn)速與每秒電脈沖數(shù)成正比。一般須開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中作執(zhí)行元件 力矩電動(dòng)機(jī) 能長(zhǎng)期在堵轉(zhuǎn)矩狀態(tài)下工作，低速運(yùn)行時(shí)，能產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩。在系統(tǒng)中作用直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載的執(zhí)行元件

56、 電機(jī)擴(kuò)大機(jī) 用輸入端較小的功率變化來(lái)控制輸出端較大的功率變化。在系統(tǒng)中作用功率放大元件 低速電動(dòng)機(jī) 不需齒輪減速，每分鐘公僅可轉(zhuǎn)數(shù)十轉(zhuǎn)。其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，起動(dòng)、停止快。通入交流電可低速旋轉(zhuǎn)，通過(guò)脈沖可步進(jìn)運(yùn)轉(zhuǎn)。在系統(tǒng)中可作為直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載的執(zhí)行元件優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！ 02 haFPFT其中：軸向載荷；aT 預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率。對(duì) 1、2、3 級(jí)精度絲杠副，取 0.9；4 級(jí)以下精度取00.85；（2）絲杠副預(yù)緊力摩擦力摩擦力矩0T 0200012haPFT其中：基本導(dǎo)程；hP 預(yù)加載荷；0aF（3）慣性力矩GT aMmGtJnT30其中：折合到電動(dòng)機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；MJ 電動(dòng)機(jī)

57、當(dāng)量轉(zhuǎn)速；mn 加速時(shí)間；at折合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量按下式計(jì)算：22）（）（mjimiimMVmJJJ其中：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；mJ 各轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；iJ 各轉(zhuǎn)動(dòng)件角速度；i 各直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量；im 各直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)件的速度；jV由上式可得到，外載荷產(chǎn)生的摩擦力矩=0.37Nm；絲杠副預(yù)緊力摩擦力摩擦力矩FT優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！=0.04Nm；其中；第三自由度總負(fù)載估算 20kg；的確定需要作軌跡0T68310aaFFat規(guī)劃。直角坐標(biāo)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃：由于直線(xiàn)導(dǎo)軌的運(yùn)行距離較長(zhǎng)，做拋物線(xiàn)直線(xiàn)拋物線(xiàn)形式的軌跡規(guī)劃。6 圖 3-2 軌跡規(guī)劃圖如上圖可知加速度是不變的，則加加速時(shí)間為最快速度與加速

58、度之比。取加速度為 0.2g，則上長(zhǎng)時(shí)間為 0.255s.于是得慣性轉(zhuǎn)矩NmTG08. 0于是驅(qū)動(dòng)力矩NmTTTTFGM49. 008. 004. 037. 00在綜合考慮其它因素的影響，取電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩 1.5選交流伺電機(jī) 60CB 系列，其型MT號(hào)為：60CB020C 功率 200W 轉(zhuǎn)矩 0.64Nm。同時(shí)加 PLS80 精密行星減速器減速比。3i3.5 其它輔助部件的設(shè)計(jì)3.5.1 直線(xiàn)導(dǎo)軌的選擇1）導(dǎo)軌類(lèi)型的選擇原則精度互不干涉原則：導(dǎo)軌的各項(xiàng)精度制造和使用時(shí)互不影響才易得到較高的精度。如矩形導(dǎo)軌的直線(xiàn)性與側(cè)面導(dǎo)軌的直線(xiàn)性在制造進(jìn)互不影射；又如平V 導(dǎo)軌的組合，上導(dǎo)軌（工作臺(tái)）的橫向

59、尺寸的變化不影射導(dǎo)軌的工作精度。靜、動(dòng)摩擦系數(shù)相接近的原則：例如選用滾動(dòng)導(dǎo)軌或塑料導(dǎo)軌，由于摩擦系數(shù)小且靜、動(dòng)摩擦系數(shù)相近，所以可獲得低的運(yùn)動(dòng)速度和很高的重復(fù)定位精度。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！導(dǎo)軌能自動(dòng)貼合的原則；要使導(dǎo)軌精度高，必須使相互結(jié)合的導(dǎo)軌有自動(dòng)貼合的性能。對(duì)水平位置工作的導(dǎo)軌，可以靠工作臺(tái)的自重來(lái)貼合；其他導(dǎo)軌靠附加的彈簧力或者滾輪的壓力使其貼合。移動(dòng)導(dǎo)軌（例如工作臺(tái)）在移動(dòng)過(guò)程中，始終全部接觸的原則：也就是固定的導(dǎo)軌長(zhǎng)，移動(dòng)的導(dǎo)軌短。對(duì)水平安置的導(dǎo)軌，以下導(dǎo)軌為基準(zhǔn)，上導(dǎo)軌為彈性體的原則：以長(zhǎng)的固定不動(dòng)的下導(dǎo)軌為剛性較強(qiáng)的剛體為基準(zhǔn)，移動(dòng)部件的上導(dǎo)軌為能具有一定變形的

60、彈性體。能補(bǔ)償因受力變形和受熱變形的原則：例如龍門(mén)式機(jī)床的橫梁導(dǎo)軌，將中間部位制成凸形，以補(bǔ)償主軸箱（或刀架）移動(dòng)到中間位置進(jìn)的彎曲變形。7第一、二自由度的受力主要由徑向的壓力引起的摩擦力，因此，選擇凹形對(duì)稱(chēng) V形導(dǎo)軌，其有導(dǎo)向精度高，磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償，易保存潤(rùn)滑油，高低速均可采用的特點(diǎn)。V 形導(dǎo)軌的尺寸為 B=20，b=2，=90。第一、二自由度分別采用四根導(dǎo)軌。第三自由度采用兩根微型直線(xiàn)導(dǎo)軌。3.5.2 滾動(dòng)軸承的選擇在選擇軸承時(shí)，首先要選擇軸承類(lèi)型，可以根據(jù)常用標(biāo)準(zhǔn)軸承的基本特點(diǎn)進(jìn)行選擇，同時(shí)在選擇軸承時(shí)還要考慮以下主要因素。軸承的載荷根據(jù)載荷的大小選擇軸承類(lèi)型時(shí)，由于滾子軸承中主要元件

61、間是線(xiàn)接觸，宜用于承受較大的載荷，承載后變形也較小。而球軸承中則主要為點(diǎn)接觸，宜用于承受較輕的或中等的載荷，在載荷較小時(shí)，可優(yōu)先選用球軸承。根據(jù)載荷的方向選擇軸承類(lèi)型時(shí)，對(duì)于純軸向載荷，一般選用推力軸承。較小的純軸向載荷時(shí)，可選用推力軸承；較大的純軸向載荷可選用推力滾子軸承，對(duì)于純徑向載荷，一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。當(dāng)承受徑向載荷的同時(shí)，還有不大的軸向載荷時(shí)，可行用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；當(dāng)軸向載荷較大時(shí)可選用接觸角較大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，或者選用向心軸承和推行為軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)，分別承擔(dān)徑向載荷和軸向載荷。軸承的轉(zhuǎn)速優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)

62、資料，歡迎下載借鑒！在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速的高低對(duì)類(lèi)型的選擇不發(fā)生什么影響，只有在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，才會(huì)有比較顯著的影響。軸承的調(diào)心性能當(dāng)軸的中心線(xiàn)與軸承座中心線(xiàn)不重合而有角度誤差時(shí)，或因軸受罰而彎曲或傾斜時(shí)，會(huì)造成軸承的內(nèi)外圈軸線(xiàn)發(fā)生偏斜。這時(shí)采用有一定調(diào)心性能調(diào)心軸承或帶座外球面球軸承。軸承的安裝和拆卸便于裝拆，也是在選擇軸承類(lèi)型時(shí)應(yīng)考慮的一個(gè)因素，在軸承座沒(méi)有部分面而必須沿軸向安裝和拆卸軸承部件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇內(nèi)外圈可分離的軸承（如N0000、NA0000、30000 等） 。8根據(jù)以上的要求可知，由于在本傳動(dòng)中，第一、二自由度分別用帶傳動(dòng)，其承受的軸向力較小，主要承受徑向力為主，因此，對(duì)于第一、二

63、自由度選用深溝球軸承，為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化采用相同的型號(hào)；而第三自由度主要心承受軸向載荷為主，所以采用現(xiàn)個(gè)角接觸球軸承對(duì)背安裝。由以上的分析，選用的軸承為 6205，7202AC。93.5.3 機(jī)器人拖鏈的選擇機(jī)器人采用 PFP 系列拖鏈。其主要參數(shù)如下：內(nèi)腔尺寸：1530 外腔尺寸 2030彎曲半徑 28。拖鏈的長(zhǎng)度 L=1000mm。3.5.4 其它部件的設(shè)計(jì)其它部件都已經(jīng)給出圖紙，可按照?qǐng)D紙加工，其中技術(shù)要求在圖中已注明。3.6 機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.6.1 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：（1）手部的工作范圍較大。（2）該機(jī)構(gòu)為省力機(jī)構(gòu)。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒?。?）結(jié)構(gòu)

64、簡(jiǎn)單，抓取方形物體。 圖圖 3-3 機(jī)械手抓取范圍簡(jiǎn)圖機(jī)械手抓取范圍簡(jiǎn)圖3.6.2 機(jī)械手的手部尺寸及抓取范圍根據(jù)負(fù)載大小，估計(jì)工件的結(jié)構(gòu)尺寸。由于采用直指結(jié)構(gòu)，只能夾取矩形工件。設(shè)工件為鋼質(zhì)，根據(jù)密度可計(jì)算出夾取工件的體積為。機(jī)械手手部抓取范34108 . 3m圍如上圖所示。3.6.3 機(jī)械手傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)由于機(jī)械手傳動(dòng)裝置的移動(dòng)距離比較短，所以傳動(dòng)選擇滑動(dòng)絲桿的傳動(dòng)裝置。這里取最大的驅(qū)動(dòng)力為 300N。（1）材料的選擇 螺桿 45 號(hào)鋼，；選擇梯形螺紋MPas35515（2）由耐磨性計(jì)算 2d 取 =2，對(duì)于梯形螺紋10 2PFd其中：F驅(qū)動(dòng)力（N）優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！ 許

65、用壓強(qiáng)（MPa）由表10，22.4-7得P=8MPaP 絲桿中徑（mm）2d 梯形螺紋時(shí) =0.8經(jīng)過(guò)計(jì)算得3.46mm2d根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的梯形螺紋，查書(shū)10，21.1-14選擇螺紋的公稱(chēng)直徑 d=20mm,螺距P=2mm，小徑=17.5mm，中徑=19mm1d2d（3）自鎖性驗(yàn)算由公式可知當(dāng)量摩擦角2cosarctanf其中：當(dāng)量摩擦角 f摩擦系數(shù)，查表10，22.4-6，得 f=0.15 牙形角，這里 =30則計(jì)算得當(dāng)量摩擦角=824 螺紋升角2arctandS其中：S導(dǎo)程（mm）,這時(shí)取單線(xiàn)，則 S=P=2mm經(jīng)計(jì)算可得螺紋升角 =155這里 824，能滿(mǎn)足要求。（4）螺桿強(qiáng)度計(jì)算 23122

66、1)2 . 0(3)4(dTdF其中：T傳遞轉(zhuǎn)矩（Nm） ，=0.51Nm)tan(22FdT 當(dāng)量應(yīng)力（MPa） ，將各參數(shù)代入上式可得 =1.33MPa，查表10，22.4-8得計(jì)算得53s優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！=118-71（MPa）,48000h，計(jì)算壽命滿(mǎn)足預(yù)期的壽命，因此軸承可以滿(mǎn)足要求。hL4.2 各主要功能部件的可靠性分析直角坐標(biāo)機(jī)器人各個(gè)主要功能部件的選擇與計(jì)算在上一章已經(jīng)做了詳細(xì)的介紹，其間為了確定零部件的型號(hào)曾經(jīng)做了下面的假設(shè)，匯總在表 4-1 中。在設(shè)計(jì)完成后，經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到了部件的重量匯總在表 4-2 中。通過(guò)對(duì)兩個(gè)表的對(duì)比可以看出，按假設(shè)選定的各個(gè)部件都可以滿(mǎn)足使用的要求。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，歡迎下載借鑒！ 表表 4-1 部件估算質(zhì)量表部件估算質(zhì)量表 表表 4-2 部件實(shí)際質(zhì)量表部件實(shí)際質(zhì)量表 4.3 各自由度間連接件的可靠性分析由于各個(gè)自由度之間都使用螺栓連接，現(xiàn)就連接螺栓進(jìn)行強(qiáng)度校核。各個(gè)自由度的連接都采用受橫向載荷的螺栓組連接，可按下式進(jìn)行校核 fzmRKQfp其中：f結(jié)合面間摩擦系數(shù)，取 f=0.15 m為結(jié)合面對(duì)數(shù) 可靠性系數(shù)，取=