擦玻璃幕墻機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考模板

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聲 明本 人 鄭 重 聲 明 ： 所 呈 交 的 論 文 是 本 人 在 指 導(dǎo) 教 師 的 指 導(dǎo) 下 進(jìn)行 的 研 究 工 作 及 取 得 研 究 結(jié) 果 。 論 文 在 引 用 他 人 已 經(jīng) 發(fā) 表 或 撰 寫的 研 究 成 果 時(shí) ， 已 經(jīng) 作 了 明 確 的 標(biāo) 識(shí) ； 除 此 之 外 ， 論 文 中 不 包 括其 他 人 已 經(jīng) 發(fā) 表 或 撰 寫 的 研 究 成 果 ， 均 為 獨(dú) 立 完 成 。 其 它 同 志 對本 文 所 做 的 任 何 貢 獻(xiàn) 均 已 在 論 文 中 做 了 明 確 的 說 明 并 表 達(dá) 了 謝 意 。學(xué) 生 簽 名 ： _ 年 月 日導(dǎo) 師 簽 名 ： _ 年 月 日這里的日期為正式論文提交的日期，應(yīng)在規(guī)定的提交日期之前。不用此信息時(shí)，刪除此框。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書_一、學(xué)生姓名： 二、題目:擦玻璃幕墻機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、題目來源：真實(shí) Error! Reference source not found.、 自擬Error! Reference source not found.四、結(jié)業(yè)方式：設(shè)計(jì) Error! Reference source not found.、 論文Error! Reference source not found.五、主要內(nèi)容：1. 國內(nèi)外機(jī)器人的發(fā)展概況及發(fā)展前景； 2. 擦玻璃幕墻機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案的確定與設(shè)計(jì)計(jì)算； 3. 擦玻璃幕墻機(jī)器人的三維模型與工程圖繪制； 4. 主要零件的強(qiáng)度剛度分析。 六、主要（技術(shù)）要求：1、 工作速度 0.10.5m/s，工作最高高度 0.3m，工作重量 30kg； 2、 設(shè)備裝置有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。 3、 結(jié)構(gòu)簡單，維修方便； 4、 工作量按學(xué)校統(tǒng)一要求。 七、日程安排：第 1-2 周：資料準(zhǔn)備、實(shí)習(xí)、實(shí)習(xí)報(bào)告、外文資料翻譯、開題報(bào)告； 第 3-4 周：方案比較、確定； 第 5-7 周：主要零件設(shè)計(jì)計(jì)算； 第 8-11 周：繪制三維模型零部件； 第 12-14 周：工程圖繪制； 第 15-16 周：撰寫論文；答辯。 八、主要參考文獻(xiàn)和書目：1劉極峰, 丁繼斌. 機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 北京:高等教育出版社,2012 2李金泉, 楊向東, 付鐵.碼垛機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .北京:北京理工大學(xué)出版社,2011 3日本機(jī)器人學(xué)會(huì)編 ,宗光華, 程君實(shí)等譯. 新版機(jī)器人技術(shù)手冊.北京:科學(xué)出版社,2007 4. 宋偉剛.機(jī)器人學(xué):運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)與控制.北京:科學(xué)出版社,2007 5. 趙長明, 劉萬菊. 數(shù)控加工工藝及設(shè)備.北京:高等教育出版社,2008 6. 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.化學(xué)工業(yè)出版社 .2010 7.Houxiang Zhang, Jianwei Zhang, Guanghua Zong. Realization of a Service Climbing Robot for Glass-wall Cleaning. Proceedings of the 2004 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics August 22 - 26, 2004, Shenyang, China, 0-7803-8641-8/04/ 2004 IEEE 8. Mohammad A. Jaradat, Mohammad Tauseef, Yousuf Altaf, Roba Saab, Hussam Adel, Nadeem Yousuf, and Yousef H. Zurigat. A FULLY PORTABLE ROBOT SYSTEM FOR CLEANING SOLAR PANELS . 978-1-4673-7797-3/15/ 2015 IEEE 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 學(xué) 生 簽 字： 年 月 日 系（所）負(fù)責(zé)人章： 年 月 日 - I -摘 要隨著小型機(jī)械和控制技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人逐步走進(jìn)了人們的生活。一些高危工作、重復(fù)性工作、工作環(huán)境惡劣的工作都將由機(jī)器人來代替人類執(zhí)行，如高空作業(yè)、粉塵含量高的工作環(huán)境等。機(jī)器人作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)是在機(jī)器人不出故障的前提下可以連續(xù)作業(yè)、工作質(zhì)量均勻等。因此本文對涉及高空作業(yè)、重復(fù)性工作和大量灰塵的玻璃幕墻清潔工作提出了一種機(jī)器人作業(yè)方案。本設(shè)計(jì)通過 AUTO INVENTOR 和 AUTO CAD 等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用機(jī)械、氣動(dòng)、電氣等復(fù)合設(shè)計(jì)，從而達(dá)到高效、高可靠性的要求。本文通過對機(jī)器人常用吸附方式、載體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方式等的比較，確定了本文所研究的擦玻璃幕墻機(jī)器人的總體方案。本設(shè)計(jì)中的擦玻璃幕墻機(jī)器人是工作范圍較大的大型機(jī)器人，其中，機(jī)器人本體采用 6061 鋁合金型材組合機(jī)架，整個(gè)機(jī)體通過真空吸盤吸附在玻璃幕墻上。通過 300mm 的大行程氣缸推動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)，通過 50mm 的小行程氣缸對機(jī)器人進(jìn)行壓下，從而調(diào)節(jié)毛刷的壓下力。通過 86 系列步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)裝有三個(gè)圓盤刷的運(yùn)動(dòng)梁在機(jī)架上滑動(dòng)進(jìn)行掃刷，通過 42 系列直流電機(jī)帶動(dòng)圓盤刷轉(zhuǎn)動(dòng)，其中直流電機(jī)采用速比為 27 的行星減速器進(jìn)行減速增矩。該機(jī)器人的特點(diǎn)是效率高，清潔效率約為 ；越障性能好，采210m/h用框架結(jié)構(gòu)可以有效避免窗框?qū)C(jī)器人的阻礙；工作半徑大，機(jī)器人靜止時(shí)的工作范圍是 。0.75m.關(guān)鍵詞： 玻璃幕墻，清潔，機(jī)器人，真空吸附，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)- III -Construction Design of a Glass Cleaning RobotAbstractWith the development of small machinery and control technology, the robot has gradually come into peoples life. Some works which are high-risk, repetitive and operating environment hostile will be performed by the robot, which replaces human implementation. such as high-altitude operations, high dust content of the work environment, etc The advantages of the robot is that the robot can work continuously and the quality of the work is even and so on. So this paper puts forward a kind of robot work plan for the cleaning work of the glass wall which involves aerial work, repetitive work and a lot of dust.This robot is designed by AUTO INVENTOR and AUTO CAD which is used for structural design. And it uses mechanical, pneumatic, electrical and other complex design, so as to meet the requirements of high efficiency and high reliability.Based on the comparison of the commonly used methods of adsorption, the structure and the driving mode of the robot, this paper determined the overall scheme of the glass wall robot. The design of clean glass wall robot is the scope of work of large robot. The robot uses frame combined by 6061 aluminum alloy profile, and the whole body adsorbs on the glass wall by vacuum sucker. Besides, the robot is propelled forward by the 300mm large stroke cylinder. The robot reduces the height by 50 small stroke cylinder, so as to adjust the brush pressure force. By 86 series of step motor drive with three disc brushes moving beam on the frame sliding brush, it uses 42 series DC motor which uses ratio 27 planetary reducer to decelerate and increase the moment to drive the circular disc brush, Key Words： Glass wall， Cleaning， Robot，Vac-sorb ， Pneumatic actuator- V -目 錄摘 要 IAbstract III附表清單 VII插圖清單 .VIII注釋說明清單 IX1 引 言 12 設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案 22.1 吸附方式的比較 22.2 載體結(jié)構(gòu)的比較 22.3 驅(qū)動(dòng)方式比較 32.4 總體方案簡圖 32.5 傳感器選擇（氣動(dòng)擦窗機(jī)器人的控制和環(huán)境檢測） 43 選擇動(dòng)力裝置 53.1 真空吸盤選型(真空吸盤的設(shè)計(jì)及應(yīng)用) .53.1.1 真空吸盤吸附原理 53.1.2 真空吸盤的吸附能力 53.1.3 吸盤安全性驗(yàn)算 83.2 真空發(fā)生器選型(http:/www.s-ns.com) 83.2.1 真空發(fā)生裝置選擇 83.2.2 真空發(fā)生器原理 83.3 氣泵選型 93.4 電動(dòng)機(jī)選型 103.4.1 毛刷設(shè)計(jì) 103.4.2 運(yùn)動(dòng)梁步進(jìn)電機(jī)選型 103.4.3 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 113.4.4 毛刷旋轉(zhuǎn)普通電機(jī)選型 143.5 減速器選型 163.5.1 真空吸盤的切換頻率 163.6 結(jié)構(gòu)件選型 174 選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu) 184.1 推進(jìn)氣缸選型 184.2 壓下氣缸選型 21- VI -5 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 255.1 圓盤驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì) 255.1.1 按轉(zhuǎn)矩估算軸徑 255.2 圓盤驅(qū)動(dòng)軸承選型 255.2.1 初選軸承型號(hào) 265.2.2 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 265.2.3 求壽命 265.3 帶輪驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì) 265.3.1 按轉(zhuǎn)矩估算軸徑 265.4 圓盤驅(qū)動(dòng)軸承選型 275.4.1 初選軸承型號(hào) 275.4.2 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 275.4.3 求壽命 276 受力分析 286.1 框架簡支梁受力分析 286.1.1 強(qiáng)度計(jì)算 286.1.2 剛度計(jì)算 297 重量校合 318 結(jié) 論 32參考文獻(xiàn) 33附錄 A 外文文獻(xiàn)原文 35附錄 B 外文文獻(xiàn)譯文 37附錄 C單擊鍵入論文“附錄標(biāo)題” 樣式：b 附錄標(biāo)題 .39在學(xué)取得成果 40致 謝 41- VII -附表清單表 1.1 壁面移動(dòng)機(jī)器人幾種吸附方式的比較 .2表 1.2 壁面移動(dòng)機(jī)器人幾種載體結(jié)構(gòu)的比較 .2表 2.1 機(jī)器人三種驅(qū)動(dòng)方式比較 .3表 3.1 真空發(fā)生器技術(shù)參數(shù) 18表 3.2 真空發(fā)生器技術(shù)參數(shù) 29表 3.4 便攜式車載氣泵技術(shù)參數(shù) 10表 3.5 氣缸技術(shù)參數(shù) .11- VIII -插圖清單圖 2.1 總體驅(qū)動(dòng)方案 .3圖 2.2 清洗驅(qū)動(dòng)方案 .4圖 2.3 吸盤吸附原理 .5圖 2.4 吸盤剖視圖 .7圖 2.5 吸盤配管 .8圖 2.7 氣缸實(shí)物圖 .11圖 2.8 鋁型材截面圖及工藝參數(shù) .13圖 3.1 真空發(fā)生器符號(hào)圖 .8圖 3.2 真空發(fā)生器實(shí)物圖 .8圖 3.3 便攜式車載氣泵實(shí)物圖 10圖 4.1 機(jī)器人每次向前 推進(jìn)爬行時(shí)的受力分析 12- IX -注釋說明清單單擊鍵入論文“注釋說明清單”的正文樣式：b 正文提示信息：此頁并非必要。符號(hào)、標(biāo)志、縮略詞、首字母縮寫、計(jì)量單位等的注釋說明，如需匯集，可集中置于此頁。根據(jù)所列內(nèi)容，將本頁標(biāo)題分別更改為“符號(hào)清單”、“標(biāo)志清單”、“縮寫清單”、“計(jì)量單位清單”等。不用此信息時(shí)，刪除此框。此頁并非必要，不用此頁時(shí)，請刪除此頁。（鼠標(biāo)移到此框四邊，鼠標(biāo)變?yōu)槭旨^ ，點(diǎn)擊邊框選中此框，然后按 Del 刪除）- 1 -1 引 言2015 年 3 月 5 日，十二屆全國人大三次會(huì)議在人民大會(huì)堂舉行開幕會(huì)，國務(wù)院總理李克強(qiáng)作政府工作報(bào)告上提出“中國制造 2025”，這不僅是對我國工業(yè)下一階段發(fā)展的重要指導(dǎo)，也是向世界先進(jìn)水平看齊的重要策略。因此機(jī)器人的發(fā)展必將成為歷史舞臺(tái)的主角，特別是特種機(jī)器人的發(fā)展，將會(huì)更受關(guān)注。特種機(jī)器人包含一個(gè)重要的領(lǐng)域生活服務(wù)類機(jī)器人。這也將成為極其重要的一個(gè)研究領(lǐng)域，從某種程度上講，生活服務(wù)類機(jī)器人不僅是一個(gè)國家科技水平的體現(xiàn)，也是人民生活水平的重要決定因素。隨著建筑水平的提高，玻璃幕墻建筑在我們的現(xiàn)實(shí)生活中越來越多，因?yàn)樗泄怩r亮麗的特點(diǎn)，所以被人們所青睞。但是，玻璃幕墻由于風(fēng)吹日曬雨淋的緣故極容易結(jié)灰塵，因此擦玻璃幕墻機(jī)器人成了很多學(xué)者和企業(yè)研究的對象。前人在擦玻璃幕墻機(jī)器人方面也做了一些研究，但是大多都受到工作效率低、不能連續(xù)工作，安全性差、容易傷人的限制。因此本文在前人的研究基礎(chǔ)上對擦玻璃幕墻機(jī)器人進(jìn)行了較大的改進(jìn)?；诎踩缘目紤]，該機(jī)器人采用安全繩懸掛，防止因機(jī)器人意外墜落砸到玻璃幕墻下方的人?；跈C(jī)器人本體重量的考慮，該機(jī)器人采用外部供水的方式對玻璃進(jìn)行清洗。基于機(jī)器人工作的連續(xù)性，該機(jī)器人采用外部供電的方式進(jìn)行作業(yè)。因此該機(jī)器人可以在墻面上安全連續(xù)地工作而不需要考慮加水、充電等問題。本文中設(shè)計(jì)的機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，易于加工、裝配和維修，而且成本低、效率高。其中，機(jī)器人采用鋁合金型材框架，大大減輕了工作重量。框架的推進(jìn)采用 4 個(gè)大行程氣缸同時(shí)推動(dòng)，不僅行進(jìn)速度快而且清潔環(huán)保。同時(shí)框架的壓下也使用氣缸壓下，使得毛刷的壓下力更易于控制。毛刷裝在動(dòng)梁上，與框架和墻壁垂直，動(dòng)梁可以在框架上來回移動(dòng)，使得玻璃清潔的更干凈。- 2 -2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案機(jī)器人的總體機(jī)械結(jié)構(gòu)方案多種多樣，有連桿式、框架式、箱體式等；執(zhí)行機(jī)構(gòu)也是多種多樣，有電動(dòng)馬達(dá)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓馬達(dá)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，甚至有現(xiàn)在流行的直線電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。本節(jié)通過對常用設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，確定本文設(shè)計(jì)的機(jī)器人的總體方案。2.1 吸附方式的比較表 2. 1 壁面移動(dòng)機(jī)器人幾種吸附方式的比較 1 吸附方式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)單吸盤易實(shí)現(xiàn)小型化，輕量化，結(jié)構(gòu)簡單，易于控制。要求壁面有一定的平滑度，越障能力低，對于復(fù)雜壁面不適應(yīng)，遇到縫隙或凹凸面，負(fù)壓難以維持。真空吸附多吸盤吸盤尺寸小，密封性較好，吸盤吸附穩(wěn)定可靠，越障能力和帶負(fù)載能力均較強(qiáng)。吸盤增多會(huì)使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，控制難度增加。永磁體能產(chǎn)生較大的吸附力，不受壁面凹凸或縫隙的限制，不消耗電能，不受斷電的影響。只能在導(dǎo)磁壁面上爬行，步行時(shí)磁體與壁面難脫離。磁吸附 電磁體能產(chǎn)生較大的吸附力，不受壁面凹凸或縫隙的限制，控制較方便。只能在導(dǎo)磁壁面上爬行，維持吸附力需要耗能，電磁體本身很重。推力吸附 對壁面形狀材料適應(yīng)能力強(qiáng)。 負(fù)載小，難控制，噪聲大，體積大， 效率低。綜合以上，選擇多吸盤真空吸附式機(jī)器人。2.2 載體結(jié)構(gòu)的比較表 2. 2 壁面移動(dòng)機(jī)器人幾種載體結(jié)構(gòu)的比較 1載體類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)車輪式 移動(dòng)速度快，行走控制簡單 著地面積小，維持吸附力比較困難履帶式 對壁面適應(yīng)能力強(qiáng)，著地面積大 體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，轉(zhuǎn)彎較為困難， 重量較大腳步式 對壁而適應(yīng)能力強(qiáng)，越障能力和帶負(fù) 載能力均較強(qiáng) 移動(dòng)速度慢，動(dòng)作有間歇性，結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，控制難度大框架式 結(jié)構(gòu)簡單，剛性較好，控制方便，越 移動(dòng)速度慢，有間歇性- 3 -障能力和帶載能力均較強(qiáng)綜合以上，選擇框架式結(jié)構(gòu)。2.3 驅(qū)動(dòng)方式比較表 2. 3 機(jī)器人三種驅(qū)動(dòng)方式比較特點(diǎn) 液壓傳動(dòng) 氣壓傳動(dòng) 電機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)重量 輕 重 一般控制距離 中短 短 不限信號(hào)轉(zhuǎn)換 容易 較難 很容易技術(shù)成熟性 好 好 好構(gòu)造難度 方便 一般 一般負(fù)載能力 一般 較大 較大可靠性 好 好 好可控性 一般 好 好綜合以上，選擇氣壓傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。2.4 總體方案簡圖綜合以上方案比較，機(jī)器人的總體驅(qū)動(dòng)方案簡圖如下：圖 2.1 總體驅(qū)動(dòng)方案1234567- 4 -1清洗機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)梁 2同步帶輪 3壓下機(jī)構(gòu) 4滑塊 5吸盤固定板 6吸盤 7步進(jìn)電機(jī)圖 2.2 清洗驅(qū)動(dòng)方案1電機(jī) 2諧波減速器 3聯(lián)軸器 4清洗圓盤刷1234- 5 -3 選擇動(dòng)力裝置單擊鍵入論文“正文” 樣式：b 正文3.1 真空吸盤選型 (真空吸盤的設(shè) 計(jì)及應(yīng)用)3.1.1 真空吸盤吸附原理真空吸附裝置是依靠真空源產(chǎn)生的真空吸力來對物體進(jìn)行起吊、搬運(yùn)及夾持的一種省力機(jī)械。和機(jī)械、電磁起吊裝置相比，具有以下特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡單、成本低；(2)安裝方便、操作容易，(3) 維修費(fèi)用少；(4) 不損傷工件；(5) 吸附、放開工件迅速，(6) 工件材料的種類不限，(7) 最大吸附力有限，(8)難以得到準(zhǔn)確的位置精度。真空吸盤是真空吸附裝置的執(zhí)行元件，它將真空能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。真空吸盤設(shè)計(jì)的合理程度直接影響著真空吸附裝置的工作性能。根據(jù)不同的應(yīng)用場合，有效地選擇、設(shè)計(jì)真空吸盤是成功地應(yīng)用真空吸附技術(shù)的關(guān)鍵之一。圖 2.3 吸盤吸附原理3.1.2 真空吸盤的吸附能力根據(jù)實(shí)際情況，真空吸盤最大真空度取-0.08Mpa，由于工作表面是玻璃，工作過程中取摩擦系數(shù)為【8 真空吸附式壁面清洗機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究_田靜眉】(3- 1)0.5真空吸附技術(shù)是以大氣壓為作用力。在吸盤與工件形成的密閉容積內(nèi)(圖 1 所示)，通過真空源抽出一定量的氣體分于來使壓力降低，使吸盤的內(nèi)外形成壓力差。在這個(gè)壓力差的作用下把吸盤壓向工件，從而把工件吸起。吸盤所產(chǎn)生的吸附力為：(3- 2)PAWS- 6 -式中： 吸附力， ；WN吸盤內(nèi)真空度(相對壓力)， ；P吸盤的有效吸附面積， ；A2m安全系數(shù)。S通常取吸盤的有效吸附面積為吸盤面積的 80%左右，真空度取最大值的 90%左右。安全系數(shù)隨使用條件而異，水平吸附時(shí)取 ，垂直吸附時(shí)取 。4S8S安全系數(shù)除上述條件外，還應(yīng)考慮以下因素：(1)工件吸附表面的粗糙度；(2)工件表面是否有油份附著；(3) 工件移動(dòng)的加速度，(4) 工件重心與吸附力作用線是否重合；(6) 工件的材料。要根據(jù)實(shí)際情況再增加 1-2 倍。由于該機(jī)器人要求的最大工作質(zhì)量是 ，機(jī)器人本體的質(zhì)量預(yù)估是1M30kg，故則該機(jī)器人工作時(shí)的總質(zhì)量為 ，總重力是2M5kg 85，依據(jù)圖 2.1，爬行時(shí)，最少只有 4 條腿（20 個(gè)吸盤）處于G89.N3工作狀態(tài)，記單個(gè)吸盤與墻壁的摩擦力為 ，故fF(3- 3)f0Ff8341.652摩擦力 (3- 4)fWfF.N83.05真空度 (3- 5)PKa9%720Pa由式(3- 6) 吸盤有效面積 2eWS83.A.956m吸盤面積 20.956m0.1吸盤直徑 .D2.37因此，選取 SMC 公司的丁睛橡膠吸盤 ZPT125HNA16，其剖視圖和配管分別是圖 2.5 和圖 2.6。- 7 -圖 4.4 吸盤剖視圖- 8 -圖 4.5 吸盤配管3.1.3 吸盤安全性驗(yàn)算由第五章 玻璃的力學(xué)性能得玻璃強(qiáng)度 ，取玻璃強(qiáng)度78150Pa:為 ，吸盤面積為 ，玻璃可以承受的最大吸盤力7810Pa2A0.68m，故此時(shí)玻璃足夠安全。mFA.68N54 3.2 真空發(fā)生器選型(http:/www.s-ns.com)3.2.1 真空發(fā)生裝置選擇真空發(fā)生裝置一般有兩種：真空泵和真空發(fā)生器。真空發(fā)生器和真空泵有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安裝維修方便、真空產(chǎn)生解除快的優(yōu)點(diǎn)，但消耗功率大，要不間斷的供應(yīng)壓縮空氣。由于本機(jī)器人是全氣動(dòng)的，必須有一個(gè)連續(xù)供氣的氣源，從各個(gè)方面綜合考慮選擇真空發(fā)生器作為真空發(fā)生裝置。3.2.2 真空發(fā)生器原理真空發(fā)生器是利用文丘利原理工作的，它利用空氣射流的卷吸現(xiàn)象，在噴管兩端壓差高于定值后，噴射管射出高速射流，將擴(kuò)散腔的氣體抽走，使該腔形成很低的真空度。在吸附口裝上吸盤就可以形成一定的吸力而工作。圖 3.1 所示為真空發(fā)生器符號(hào)圖，P 為進(jìn)氣口，右側(cè)為出氣口，V 為真空口。高速氣流從 P 口入右側(cè)口出，將擴(kuò)散腔 V 中的氣體抽走，使 V 中形成一定的真空度。圖 3.1 真空發(fā)生器符號(hào)圖根據(jù)技術(shù)參數(shù)見表 3.1，真空發(fā)生器選擇 SMC 公司的 ZH 系列盒式標(biāo)準(zhǔn)型真空發(fā)生器 ZH07BS-06-06，其中供氣口和真空口的直徑均為 ，節(jié)流口的直徑為60.7mm，真空度為-88kPa，質(zhì)量 28g。其實(shí)物圖見圖 3.2。- 9 -圖 3.2 真空發(fā)生器實(shí)物圖表 3.1 真空發(fā)生器技術(shù)參數(shù) 13.3 氣泵選型 （https:/detail.tmall.com/item.htm?id=19528816429dP kW工作機(jī)需要的輸入功率， ;w電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率。*由于工作機(jī)采用 2 級(jí)同步帶傳動(dòng)，同步帶傳動(dòng)效率 【同步帶傳動(dòng)_百0.98度百科】 ，故 *220.98.64wfvPkW1工作機(jī)阻力， ;fN工作機(jī)線速度， ;vm/s工作機(jī)的效率。w取 ，w0.96wfv1845PkWk1.75W10.wd*.762093.4.3 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)代號(hào) 公式及數(shù)據(jù)單位 說明- 12 -目設(shè)計(jì)功率dP0K1.6420W1.860.13kW取 0K1.6帶型由于 ，選擇帶輪轉(zhuǎn)速mv.5/s，故選擇 L 型帶。1n80rin節(jié)距 bP9.525 m帶速 vv0.5m/s/s帶輪節(jié)徑1d ，160.3.052n8取 1d54.7m傳動(dòng)比為 1， ，2dZ帶輪齒數(shù)1Z，取1b3.0217.498P951Z節(jié)線長pL122101dd2acos80754.7m5.，取 pL6初定中心距（0a） ，取m07m121dsinaa2b212PZM83.m67.5m，bZ612PM89.52083.mZb1121PZZent ent9a2取括號(hào)內(nèi)的ent整數(shù)部分- 13 -0P2a02Tmv14.695012kW故一條帶即可滿足設(shè)計(jì)要求。查表得基準(zhǔn)寬度同步帶的許用工作拉力，aT24.6N單位長度的重量 m0.95kg/pL故電機(jī)的阻力矩 。1d54.7Tf8.9N3.272210根據(jù)圖 3-4，選擇中國米思米公司 86 系列 HSTM86 型保持力矩為步進(jìn)電機(jī)，重量 1.7kg。3kgfcm.234N注： 1f0.98m圖 3.4 電機(jī)參數(shù) 1- 14 -圖 3.5 毛刷受力分析 13.4.4 毛刷旋轉(zhuǎn)普通電機(jī)選型圖 3.6 毛刷受力分析 2每個(gè)毛刷受到玻璃的摩擦阻力所產(chǎn)生的阻力矩為1R 1f 200NNR3MrdfrdR9- 15 -其中 R 為圓盤毛刷的半徑故 1f2N0.5148.70.25MNm.0799每個(gè)工作機(jī)功率 wTnPkW50工作機(jī)阻力矩， ;TNm工作機(jī)轉(zhuǎn)速， ;wnr/i工作機(jī)的效率。取 ，w0.96wn180r/minfwMTn2.57PkWkkW40.39955.96 每個(gè)電動(dòng)機(jī)功率 *wdP工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率， ;dP k工作機(jī)需要的輸入功率， ;w電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率。*由于工作機(jī)最多采用 2 級(jí)同步帶傳動(dòng)，同步帶傳動(dòng)效率 【同步帶傳0.98動(dòng)_百度百科】 ，故 *220.98.64wd*P43W05.根據(jù)圖 3-7，選擇中國米思米公司 42 系列 FBLM42 型 52.5W 無刷直流電機(jī)，重 0.45kg。圖 3.7 電機(jī)參數(shù) 2- 16 -3.5 減速器選型選擇普菲德數(shù)控公司的 SEN SUDRIVE 42 行星減速機(jī)，減速比27：1。https:/detail.tmall.com/item.htm?spm=a220o.1000855.1998025129.1.KtoNZ7&id=40878818063&pvid=0e473e96-c5a6-4f67-aef4-0e0f24478098&abbucket=_AB-M32_B15&acm=03054.1003.1.587829&aldid=fyLpw8rI&abtest=_AB-LR32-PR32&scm=1007.12559.21524.100200300000000&pos=1https:/detail.tmall.com/item.htm?spm=a220o.1000855.0.0.sCXJRl&id=521020539909&rn=c070de9b70e07c78c01e0c0d0a6e0d9a&abbucket=14https:/detail.tmall.com/item.htm?spm=a220o.1000855.0.0.sCXJRl&id=40864331500&rn=a207f17d153b5d2105c776ada3da5ef1&abbucket=143.5.1 真空吸盤的切換頻率對于固定的吸盤容積，其內(nèi)真空達(dá)到所需值的時(shí)間 t1 和解除真空的時(shí)間 t2之和，稱為該吸盤的切換周期。切換周期的倒數(shù)稱為吸盤的切換頻率。切換頻率的大小反映了吸盤的動(dòng)作快慢程度，在實(shí)際工作中，需滿足機(jī)器的整個(gè)工作循環(huán)時(shí)間對該項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求。真空形成時(shí)間 t1 受兩個(gè)因素的影響：(1)真空源本身的抽吸能力；(2)管道對氣流的阻礙作用。對于真空發(fā)生器，則(3)11Vt()C式中，V真空系統(tǒng)的容積，(L)；C由真空度而定的常數(shù)，真空發(fā)生器的型式指數(shù)。其中 C、 是生產(chǎn)廠家給定的參數(shù)，在真空發(fā)生器的產(chǎn)品樣本或說明書中可以查到。