四自由度抓取平移機(jī)器人_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-全文預(yù)覽
【正文】 毫米。 我們應(yīng)該十分注意提 高機(jī)械手的可靠性，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，降低成本。 機(jī)械 手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。 隨著科技的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的性能更完善、價(jià)格會(huì)更低，其應(yīng)用將越普遍，神秘感消失。搬運(yùn)機(jī)器人可安裝不同的末端執(zhí)行器以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運(yùn)工作，大大減輕了人類(lèi)繁重的體力勞動(dòng)。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng)；圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作；球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；關(guān)節(jié)型的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。 技術(shù)分析 工業(yè) 搬運(yùn) 機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和 控制系統(tǒng) 三個(gè)基本部分組成。一是研究共同的評(píng)價(jià)理論和方法；二是結(jié)合不同技術(shù)研究不同的評(píng)價(jià)理論和方法。則機(jī)座的三維圖如下： 圖 38 底座立體圖 由上述可得到整個(gè)模型的三維圖如下： 17 圖 39 總裝配三維圖 則二 維 圖的裝配如下圖： 18 圖 310 總裝配二維圖 1 底座 2墊片 3M4螺栓 4固定架 5墊片 6M5螺母 7M5螺栓 8支柱 9角接觸球軸承 10M4螺釘 11套筒 12升降軸 13端蓋 14墊片 15M3螺栓 16密 封圈 17升降臺(tái) 18步進(jìn)電機(jī) 19M10墊片 20M10螺母 21旋轉(zhuǎn)支柱 22角接觸球軸承 23墊片 24M8螺母 25M8螺栓 26下支板 27墊片 28M5螺栓 29上支板 30M4螺釘 31端蓋 32密封圈 33套筒 34深溝球軸承 35手臂伸長(zhǎng)軸 36手臂 37步進(jìn)電機(jī) 38M3螺栓 39墊片 40M3螺母 41固定架 42M2螺釘 43M2螺栓 44墊片 45端蓋 46密封圈 47角接觸球軸承 48M5螺栓 49墊片 50M5螺母 51螺桿軸 52螺母 53圓錐銷(xiāo) 54手指 55手指固定架 56手臂擋條 57M16 螺母 58墊片 59端蓋 60密封圈 61旋轉(zhuǎn)軸 62M4螺釘 模型原理簡(jiǎn)單說(shuō)明：?jiǎn)?dòng)底座下的步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)螺桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)使升降臺(tái)沿底座導(dǎo)柱做上下直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，從而使得整個(gè)機(jī)身實(shí)現(xiàn)升降，升到一定距離，由控制部分停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)升降臺(tái)上的電機(jī)運(yùn)動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)整個(gè)機(jī)身旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到一定角度，由控制部分控制停止該電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)：再驅(qū)動(dòng)上支板 上的電機(jī)運(yùn)動(dòng)，使手臂螺桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得手臂做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)伸縮運(yùn)動(dòng)，當(dāng)伸縮一定程度由控制部分控制停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；再驅(qū)動(dòng)手指上的電機(jī)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)手指螺桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得說(shuō)只螺母做上下直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)手指開(kāi)合抓取和放下工件。機(jī)身既可以是固定式，也可以是行走式的，即在它的下部裝有能行走的機(jī)構(gòu)，可沿地面過(guò)架 空軌道運(yùn)動(dòng)。 所 以 15 mNdFTT vq ??????? ? ) a n (*)2/10*(**25)t a n (*)2/(* 321 ???? 則選用 86BH2A80408 型步進(jìn)電機(jī)滿(mǎn)足要求。則根據(jù)要求選擇型號(hào)為 86BH2A80408 型步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)的最小驅(qū)動(dòng)力矩： mNTTT * ??? .則選用型號(hào)為 86BH2A80408 步進(jìn)電機(jī)。 所 以mNdFTT vq *)t a n (*)2/(* 21 ???? ?? 由以上計(jì)算可得查步進(jìn)電機(jī)手冊(cè)選用 42BH2A33054 型電機(jī)可滿(mǎn)足要求。其中 ? V型手指半角，由結(jié)構(gòu)可得 ?652/ ???? 。本模型的手臂結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖 31 手指示意圖 手部驅(qū) 力的計(jì)算和電機(jī)的選擇 驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 手指工作時(shí)的受力如下圖所示： 9 圖 32 手指受力圖 則由初始 條件知道， G=5N,則手指握力 N= GK*1 。該結(jié)構(gòu)可通過(guò)各杠桿之間的角度或桿長(zhǎng)，改變握力的大小及指間的開(kāi)閉角。 8 第 3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 手部抓取部分設(shè)計(jì)計(jì)算 手部結(jié)構(gòu)及手指形狀的確定 由于在本模型中，抓取重物 5N，手指開(kāi)合 5 到 10 度。 外形尺寸和 運(yùn)動(dòng)范圍的確定 ，可將外形尺寸及各部分的運(yùn)動(dòng)范圍確定如下： 1） 外形尺寸： 600 500 700范圍內(nèi) 2） 臂部回轉(zhuǎn) ： 0～ 360176。 6 考慮 模型演示 的基本要求，覺(jué)得采用模塊式結(jié)構(gòu)，各部位自成體系，組裝方便， 采用一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制一個(gè)運(yùn)動(dòng) 。 5） 、選擇個(gè)部件的具體 結(jié)構(gòu) ，進(jìn)行機(jī)器人總裝圖的設(shè) 計(jì)。如機(jī)器人的自由度、動(dòng)作精度的要求、所能抓取的重量、容許的運(yùn)動(dòng)范圍、以及對(duì)溫度、震動(dòng)等環(huán)境的適應(yīng)性。 5. 各部分結(jié)構(gòu)最好方便拆卸，以便維修保養(yǎng)。但教學(xué) 課程上，只是紙上談兵，沒(méi)有一點(diǎn)直觀(guān)的印象，關(guān)鍵是設(shè)備問(wèn)題，研制一個(gè)價(jià)格低廉、性能優(yōu)越、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能給學(xué)生以深刻印象的實(shí)驗(yàn)用的演示系統(tǒng)，在這前提和背景下，提出本課題，它能達(dá)到以下目標(biāo)： 1. 成本低，必要時(shí)可以降低精度要求，因?yàn)槭?模型 實(shí)驗(yàn)演示裝置。 對(duì)機(jī)器人，人們的頭一個(gè)問(wèn)題就是：機(jī)器人是否會(huì)造成失業(yè)？應(yīng)該說(shuō)大量采用機(jī)器人會(huì)使一部分人喪失工作，然而這一新的產(chǎn)業(yè)所創(chuàng)造的新的就業(yè)機(jī)會(huì)比其消滅的職 4 業(yè)更多，新的職業(yè)需要新的技能，就再需要教育和培訓(xùn)，再次證明，機(jī)器人對(duì)社會(huì)的沖擊就是再培訓(xùn)的課題。 7．機(jī)器人化機(jī)械開(kāi)始興起。 4．機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速 度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺(jué)、力覺(jué)等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺(jué)、聲覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等多傳感器的融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。 國(guó)外機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個(gè)趨勢(shì)： 1．工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作 和維修），而單機(jī)價(jià)格不斷下降，平均單機(jī)價(jià)格從 91 年的 10． 3萬(wàn)美元降至 97 年的 6． 5 萬(wàn)美元。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、?；O(shè)計(jì)，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。 2 2020 年出現(xiàn)了仿人機(jī)器人及其他仿生機(jī)
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