四自由度直角坐標機器人機械結(jié)構(gòu)改進設(shè)計及定位精度分析

四自由度直角坐標機器人機械結(jié)構(gòu)改進設(shè)計及定位精度分析,自由度,直角坐標,機器人,機械,結(jié)構(gòu),改進,改良,設(shè)計,定位,精度,分析 四自由度圓柱坐標型四自由度直角坐標機器人機械設(shè)計摘 要在現(xiàn)代制造業(yè)中，四自由度直角坐標機器人已成為不可或缺的核心自動化裝備。四自由度直角坐標機器人適應(yīng)工作環(huán)境能力強，可擔任各種類型各種強度的生產(chǎn)工作，精度高、速度快、易于控制，可顯著提高生產(chǎn)的工業(yè)自動化水平。國內(nèi)四自由度直角坐標機器人起步晚，市場占有率低，許多核心技術(shù)還沒有掌握，可靠性低，應(yīng)用范圍小，零部件互換性低?，F(xiàn)設(shè)計一種四自由度的圓柱坐標型機器人，能實現(xiàn)工件的上下搬運。該四自由度機器人由兩個旋轉(zhuǎn)自由度機構(gòu)和兩個平移自由度機構(gòu)組成，根據(jù)機器人運動參數(shù)，選擇足夠功率的伺服電機，然后，估算驅(qū)使機構(gòu)各自由度運動需要的力及扭矩，選擇傳動比合適且大小合適的減速器。通過伺服電機減速器驅(qū)動機構(gòu)的運動，實現(xiàn)機器人腰部旋轉(zhuǎn)，手臂的豎直升降，手臂的水平移動和末端操縱器的旋轉(zhuǎn)。在機器人輔助系統(tǒng)的設(shè)計部分，還考慮了伺服電機導線坦克鏈的排布，機構(gòu)零點位置的觸發(fā)開關(guān)及其導線排布的設(shè)計。關(guān)鍵詞：四自由度，圓柱坐標，四自由度直角坐標機器人，機械設(shè)計Mechanical Design of a 4-DOF Cylindrical Industrial RobotAbstractIn modern manufacturing, industrial robot has become an indispensable core automation equipment. Industrial robot has good adaptability, can adapt to all kinds of mass production, high precision, fast speed, easy to control, can significantly improve the automation level of production. Domestic industrial robots started late, has low market share, low reliability, and many core technologies have not yet mastered. The application scope is small, the interchangeability of parts is low.The design of a kind of four degree of freedom cylindrical coordinate robot, can realize the workpiece moving up and down. The four degree of freedom robot mechanism is composed of two rotational degrees of freedom and two translational degrees of freedom mechanism. According to the robot movement parameters, servo motor is selected, and then estimates the sufficient power, force and torque of each degree of freedom movement needs, choose the appropriate transmission ratio and suitable reducer. Drive mechanism motion through the servo motor reducer, and then we can realize the robot waist rotation, vertical lifting arm, arm movement and rotation of the end effector. In part of the design of robot auxiliary system, we take the arrangement of servo motor wire tank chain, design the trigger switch and wire arranging mechanism the zero position into consideration.Key Words： 4-DOF; Cylindricalcoordinates; Industrial Robot; Mechanical design目 錄摘 要Abstract第一章 引 言11.1 四自由度直角坐標機器人11.1.1 四自由度直角坐標機器人的概念及特點11.1.2 四自由度直角坐標機器人的組成11.1.3 國內(nèi)外發(fā)展狀況21.2 研究內(nèi)容21.2.1 研究方法21.2.2 研究成果21.3研究意義2第二章 機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計42.1 設(shè)計分析及方案擬定42.1.1 設(shè)計要求42.1.2 設(shè)計流程52.1.3 方案擬定52.2 主要結(jié)構(gòu)件設(shè)計62.2.1旋轉(zhuǎn)平臺結(jié)構(gòu)62.2.2滾珠絲杠結(jié)構(gòu)72.2.3中間連接器92.2.4外殼設(shè)計112.3受載變形校核11第三章 傳動機構(gòu)設(shè)計133.1腰部轉(zhuǎn)動133.1.1減速器選擇133.1.2伺服電機選擇143.1.3傳動法蘭盤設(shè)計153.2豎直平移163.2.1滾珠絲杠及螺母選擇163.2.2伺服電機選擇183.2.3聯(lián)軸器選擇193.3水平平移203.3.1滾珠螺母絲杠選擇213.3.2伺服電機選擇213.3.3聯(lián)軸器選擇223.4手臂末端操縱器旋轉(zhuǎn)233.4.1伺服電機選擇233.4.2減速器選擇24第四章 輔助機構(gòu)設(shè)計254.1 坦克鏈線路設(shè)計254.2 機構(gòu)零點設(shè)計26第五章 機械結(jié)構(gòu)改進設(shè)計及定位精度分析285.1 機械結(jié)構(gòu)改進設(shè)計285.2 定位精度分析28第六章 總結(jié)與展望285.1 總結(jié)285.2 展望28參考文獻30致謝31附錄32iii