【正文】 法律后果由本人承擔(dān)。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。本次畢業(yè)設(shè)計大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計。再次對周巍老師表示衷心的感謝。四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。學(xué)友情深，情同兄妹。是他們在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵，給了我很多解決問題的思路，在此表示衷心的感激。32。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育?；厥姿哪?，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回憶。郭謙功老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進步。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日致 謝時間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。通過這次設(shè)計，我提高了的動手能力、設(shè)計能力，學(xué)生收獲頗多，這與王老師的悉心指導(dǎo)是分不開的。3)腰部轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的設(shè)計和計算。結(jié) 論我所做的課題是小漿果采摘機械手設(shè)計，選用的是關(guān)節(jié)型機器人。為便于手指的順利合攏，可以在兩個手指之間設(shè)置一個彈簧，這樣還可以提供適當(dāng)?shù)膴A緊力。本文采用回轉(zhuǎn)型傳動機構(gòu)。手指是直接與工件接觸的部件。諧波減速器選擇：諧波減速器選擇型號為XB40，輸出轉(zhuǎn)矩T，輸出轉(zhuǎn)速。折算到電機軸上的腕部負(fù)載靜轉(zhuǎn)矩：折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量：其它傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量相對于腕部負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量很小，所以忽略不計?？偟膫鲃颖龋渲?。計算彎曲應(yīng)力＜計算結(jié)果表明該設(shè)計滿足強度要求。確定許用應(yīng)力：齒面硬度:主動齒輪按，從動齒輪按。所用的時間為，則角加速度 ()負(fù)載加速轉(zhuǎn)矩 ()總的負(fù)載轉(zhuǎn)矩+＜諧波減速器的輸出轉(zhuǎn)矩。假設(shè)電機從加速到所用的時間為，則角加速度 () 折算到電機軸上的腕部負(fù)載加速轉(zhuǎn)矩 ()所以這算到電機軸上的總的腕部負(fù)載轉(zhuǎn)矩+＜電機額定轉(zhuǎn)矩。折算到電機軸上的負(fù)載靜轉(zhuǎn)矩： () 折算到電機軸上的負(fù)載加速轉(zhuǎn)矩： () () 為電機的轉(zhuǎn)動慣量： 假設(shè)電機從加速到所用的時間為，則角加速度 ）折算到電機軸上的總的轉(zhuǎn)矩+＜電機額定轉(zhuǎn)矩電機的選擇符合要求。由于進電機不具有瞬時過載能力，故取安全系數(shù)為 2（下同），則步進電機輸出的啟動轉(zhuǎn)矩: （） 所以，選擇如下二相混合式步進電機，型號：57BYG306；最大靜轉(zhuǎn)矩：；步距角：176。設(shè)機器人腕部俯仰角速度從 176。腰部的傳動是由電動機通過諧波減速器的減速后，再帶動薄壁密封交叉滾子軸承轉(zhuǎn)動從而使腰座回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)機械手的轉(zhuǎn)動。環(huán)形軸承精度高、剛度大、復(fù)合力大、裝配簡單方便，可以承受徑向力、軸向力及傾覆力矩，許多機器人都采用這種軸承作為腰部支承元件。腰部的支承結(jié)構(gòu)：　　1）采用普通軸承的機器人腰部支承結(jié)構(gòu)?？偟膫鲃颖?。本文設(shè)計的機械手臂殼體采用鋁合金材料加工而成機械手手臂剛性好、抗扭能力強、重量輕，所有傳動機構(gòu)和驅(qū)動裝置都置于機械手臂內(nèi)部，外形簡潔；機械手表面還裝有緩沖墊，當(dāng)驅(qū)動裝置出現(xiàn)故障或供電電池耗盡時，可以起到緩沖作用，避免手臂沖擊造成損壞。 在這里還必須討論一下機械手手指數(shù)量的問題，不同的手指數(shù)量可以完成的動作、動作復(fù)雜程度都不同，可以根據(jù)機械手必須完成的動作確定機械手所需的最少手指數(shù)。在確定握力時，除考慮抓取物體重量外，還應(yīng)考慮傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證夾持安全可靠。傳動方式選擇圓錐齒輪傳動，電機置于機械臂內(nèi)與腕部傳動軸垂直。 手腕部件設(shè)置于手部和臂部之間，它的作用主要是在臂部運動的基礎(chǔ)上進一步改變或調(diào)整手部在空間的位置，以擴大機械手的動作范圍，并使機械手變得更靈巧，適應(yīng)性更強。3)手臂動作應(yīng)靈活。為減少轉(zhuǎn)動慣量，應(yīng)采取以下措施:(1)減少手臂運動件的重量，采用鋁合金等輕質(zhì)高強度材料。很明顯，在截面積和單位重量基本相同的情況下，鋼管、工字鋼和槽鋼的慣性矩要比圓鋼大得多。如果改變手部的姿態(tài)(方位)，則用腕部的自由度加以實現(xiàn)。本機械手采用的環(huán)形軸承的支承結(jié)構(gòu)。6)腰部結(jié)構(gòu)要便于安裝、調(diào)整。4)為了保證機器人的外部電纜不隨機器人的運動而擺動，所以，機器人的外部電纜（機器人與控制器的聯(lián)接電纜），都是安裝在不運動的機器人基座上，并通過機器人腰部傳到機器人的各運動關(guān)節(jié)。機器人的運動部分全部安裝在腰座上，它承受了機器人的全部重量。第3章 機械手零部件選擇及計算作為一種果實采摘機器人，為完成采摘任務(wù)，操作機械手必須有足夠的自由度，能夠靈活的移動到指定的目標(biāo)位置來抓取目標(biāo)物，為此自由度數(shù)至少在5以上，該機器人的機械手部分具有6個自由度。另外，由于各方面限制，不方便在原有機構(gòu)上添加機械制動器，所以只能通過軟件來實現(xiàn)肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的電氣制動。電氣制動器: 電動機是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，反之，他也具有將旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電功能。 在機器人的驅(qū)動系統(tǒng)中常使用伺服電動機，伺服電機本身的特性決定了電磁制動器是不可缺少的部件。在機器人機構(gòu)中，學(xué)要使用制動器的情況如下：1)特殊情況下的瞬間停止和需要采取安全措施。6)由于柔輪承受較大的交變載荷，因而對柔輪材料的抗疲勞強度、加工和熱處理要求較高，工藝復(fù)雜。2)傳動比大 單級諧波齒輪傳動的傳動比，可達(dá) i=70～500。當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪后，迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形，其長軸兩端附近的齒與剛輪的齒完全嚙合，而短軸兩端附近的齒則與剛輪完全脫開。、。齒輪帶的傳動比計算公式為 ()齒輪帶的平均速度為 () 諧波齒輪輪傳動：諧波傳動包括三個基本構(gòu)件：柔輪、剛輪和波發(fā)生器。本文所選用的電機都采用了電機和齒輪輪系一體化的設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，具有很強的帶負(fù)載能力，但是不能通過電機直接驅(qū)動各個連桿的運動。蝸桿傳動：蝸桿傳動是一種空間齒輪傳動，能實現(xiàn)交錯角為90度的兩軸間動力和運動傳遞。鏈傳動主要用在要求工作可靠，且兩軸相距較遠(yuǎn)，以及其他不宜采用齒輪傳動的場合。鏈輪上制造有特殊齒型的齒，依靠鏈輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。當(dāng)主動輪回轉(zhuǎn)時，依帶與帶輪接觸面間的摩擦力拖動從動輪一起回轉(zhuǎn)，從而傳遞一定的運動和動力。傳動通常分為兩類:第一類是機械能不發(fā)生改變的傳動—機械傳動；另一類是機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑螂娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的傳動—電傳動。功率/質(zhì)量比大，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，密封問題較小伺服電動機易于標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)構(gòu)性能好，噪聲低，電動機一般需配置減速裝置，除DD電動機外，難以直接驅(qū)動，結(jié)構(gòu)緊湊，無密封問題安全性防爆性能較好，用液壓油作傳動介質(zhì)，在一定條件下有火災(zāi)危險防爆性能好，高于1000kPa(10個大氣壓)時應(yīng)注意設(shè)備的抗壓性設(shè)備自身無爆炸和火災(zāi)危險，直流有刷電動機換向時有火花，對環(huán)境的防爆性能較差對環(huán)境的影響液壓系統(tǒng)易漏油，對環(huán)境有污染排氣時有噪聲無在工業(yè)機器人中應(yīng)用范圍適用于重載、低速驅(qū)動，電液伺服系統(tǒng)適用于噴涂機器人、點焊機器人和托運機器人適用于中小負(fù)載驅(qū)動、精度要求較低的有限點位程序控制機器人，如沖壓機器人本體的氣動平衡及裝配機器人氣動夾具適用于中小負(fù)載、要求具有較高的位置控制精度和軌跡控制精度、速度較高的機器人，如AC伺服噴涂機器人、點焊機器人、弧焊機器人、裝配機器人等成本液壓元件成本較高成本低成本高維修及使用方便，但油液對環(huán)境溫度有一定要求方便較復(fù)雜機器人驅(qū)動系統(tǒng)各有其優(yōu)缺點，通常對機器人的驅(qū)動系統(tǒng)的要求有：1)驅(qū)動系統(tǒng)的質(zhì)量盡可能要輕，單位質(zhì)量的輸出功率要高，效率也要高；2)反應(yīng)速度要快，即要求力矩質(zhì)量比和力矩轉(zhuǎn)動慣量比要大，能夠進行頻繁地起、制動，正、反轉(zhuǎn)切換；3)驅(qū)動盡可能靈活，位移偏差和速度偏差要??；4)安全可靠；5)操作和維護方便；6)對環(huán)境無污染，噪聲要??；7)經(jīng)濟上合理，尤其要盡量減少占地面積。 較大控制性能利用液體的不可壓縮性，控制精度較高，輸