四自由度抓取平移機(jī)器人_畢業(yè)設(shè)計論文-wenkub
2022-09-08 20:40:36 本頁面
【正文】 1 13 M8螺栓、螺母、墊片 14套筒 15角接觸球軸承 16螺桿軸 17手臂 原理說明：電機(jī)正轉(zhuǎn)時螺桿轉(zhuǎn)動，使手臂向右 做直線 運(yùn)動伸長，當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時，驅(qū)動螺桿轉(zhuǎn)動 ，使手臂向左做直線運(yùn)動縮短。 抓取部分的結(jié)構(gòu)及工作原理說明 如下圖： 圖 33 抓取裝配圖 1 手指部件 2圓錐銷 3手指固定板 6M5螺栓、螺母、墊片 7手臂板 9M2螺栓 、 M2 墊片 1 12M3 螺栓、螺母、墊片 13步進(jìn)電機(jī) 14保持架 15M2 螺 11 釘 16螺桿 17軸承端蓋 18角接觸球 軸承 19螺母 工作原理分析： 步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)動螺桿運(yùn)動，從而帶動螺母向上運(yùn)動，使得手指閉合抓取工件，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，使得螺桿軸反轉(zhuǎn)，螺母向下運(yùn)動，手指松開，放開工件。 f 手 指 與 工 件 的 摩 擦 系 數(shù) ， 取 ， 所 以NGKN **1 ??? .由上圖的受力分析可得 F1=F2， F=2*F1*cos? ,由力矩平衡可得到： F1*OO1=N*b,OO1= ?cos/a ,所以 aNbF /*c os*2 2 ?? ，其中 a手指的回轉(zhuǎn)支點到對稱中心距離； ? 工件被夾持時，手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點線 間 的 夾 角 ， a=20mm,b=25mm, ? = ?50 , 則*50c os*44*2/*c os*2 22 ??? ?aNbF ? 。其中 1`K 方位系數(shù)，與手指和工件的形狀、夾持的方位有關(guān)。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，動作靈活，夾持范圍大，結(jié)構(gòu)簡單，工作原理清晰。根據(jù)要求選擇滑槽杠桿式鉗爪。 3） 臂部伸縮： 70mm 4） 腰部 部升降： 70 mm 5） 手指開合：177。采用如下方案能夠清晰了解工作原理，適合機(jī)器人模型演示。 6） 、繪制機(jī)器人的零件圖，并確定尺寸。 技術(shù)設(shè)計階段 1） 、根據(jù)系統(tǒng)的要求的自由度和允許的空間空做范圍，選擇機(jī)器人的坐標(biāo)形式 2） 、擬訂機(jī)器人的運(yùn)動路線和空間作業(yè)圖。 5 第 2章 總體結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計思路 設(shè)計機(jī)器人大體上可分為兩個階段： 系統(tǒng)分析 階段 1） 、根據(jù)系統(tǒng)的目標(biāo)，明確所采用機(jī)器人的目的和任務(wù)。 2. 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，便于掌握機(jī)器人結(jié)構(gòu)上的特點。 大量采用機(jī)器人不回帶來失業(yè)，在機(jī)器人的研究、制造和應(yīng)用上有七種職業(yè)，即研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、應(yīng)用、市場、服務(wù)、維修和教育，而潛在的部門是機(jī)器人制造部門，教育機(jī)構(gòu)和機(jī)器人相關(guān)部門。從 94 年美國開發(fā)出 “ 虛擬軸機(jī)床 ” 以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應(yīng)用的領(lǐng)域。 5．虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)器人。 3 2．機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。 我國的智能機(jī)器人和特種機(jī)器人在 “863” 計劃的支持下，也取得了不少成果。 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 我國的工業(yè)機(jī)器人從 80 年代 “ 七五 ” 科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下 ，通過“ 七五 ” 、 “ 八五 ” 科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)、運(yùn)動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人；其中有 130 多臺套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近 30條自動噴漆生產(chǎn)線（站）上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。近兩年隨著世界經(jīng)濟(jì) 的復(fù)蘇，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)又出現(xiàn)了一片生機(jī)。 為滿足人們個性化的要求，工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)趨于小批量、多品種。 70 年代隨著計算機(jī)和人工智能的發(fā)展，機(jī)器人進(jìn)入實 用化時代。這也是人類社會首次使用 “ 機(jī)器人 ” 這一概念。劇情是這樣的 ：羅薩姆公司把機(jī)器人作為人類生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品推向市場，讓它去充當(dāng)勞動力，以呆板的方 式從事繁重的勞動。后來，羅薩姆公司使機(jī)器人具有了感情，在工廠和家務(wù)勞動中，機(jī)器人成了必不可少的成員 。 自動化技術(shù)的發(fā)展 ，特別是計算機(jī)的誕生，推動了現(xiàn)代機(jī)器人的發(fā)展 50 年代是機(jī)器人的萌芽期，其概念是 “ 一個空間機(jī)構(gòu)組成的機(jī)械臂，一個可重復(fù)編程 動作的機(jī)器 ” 。日本雖起步較晚，但結(jié)合國 情，面向中小企業(yè)，采取了一系列鼓勵使用機(jī)器人的措施，其機(jī)器人擁有量很快超過了美國 ，一舉成為 “ 機(jī)器人王國 ” 。 90 年代初期，工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)與需求進(jìn)入了高潮期： 1990 年世界上新裝備機(jī)器人 81 000 臺， 1991 年新裝備 76 000 臺。 90 年代還出現(xiàn)了具有感知、決策、動作能力的智能機(jī)器人，產(chǎn)生了智能機(jī)器或機(jī)器人化機(jī) 器。但總的來看，我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，如：可靠性低于國外產(chǎn)品；機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距；在應(yīng)用規(guī)模上，我國已 安裝的國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約 200 臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。其中最為突出的是水下機(jī)器人， 6000 米水下無纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還 開發(fā)出直接遙控機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、管道機(jī)器人等機(jī)種；在機(jī)器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)；國外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問市。 6．當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實驗室進(jìn)入實用化階段。 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對教育、培訓(xùn)的要求及本方案的提出 采用機(jī)器人會給我們帶來很大的方便，機(jī)器人和其他自動化裝置最主要的區(qū)別在于機(jī)器人的功能和任務(wù)很容易修改或改變，僅需要改變軟件就可以了，同時機(jī)器人比一般自動化裝備更復(fù)雜，需要更多的軟件和硬件知識，故一旦大量采用機(jī)器人就需要專門的培訓(xùn)使用機(jī)器人的具有較高水平和技術(shù)人員 ，這無疑對教育和培訓(xùn)提出新的要求，大多數(shù)機(jī)器人專家都反復(fù)的強(qiáng)調(diào)需要制定培訓(xùn)計劃以為新的工作崗位準(zhǔn)備合格的勞動力?，F(xiàn)在國外機(jī)器人制造廠家不僅自己開設(shè)機(jī)器人課程也向?qū)W校提供資助 ，為學(xué)校提供機(jī)器人教學(xué)系統(tǒng)，據(jù)資料顯示，美國有很多大學(xué)開設(shè)了機(jī)器人課程。 3. 整體尺寸不宜過大，以擺放實驗臺為準(zhǔn)。 2） 、分析機(jī)器人所在系統(tǒng)的工作環(huán)境。 3） 、確定驅(qū)動系統(tǒng)的類型。 下面結(jié)合本演示系統(tǒng)的基本要求和設(shè)計的基本原則確定本系統(tǒng)的方案 確定總體方案 選取機(jī)器人的坐標(biāo)形式 由 要求可知這是一個 模型 演示的系統(tǒng)
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