【正文】 點、用途及使用范圍、適用的驅(qū)動器見表 。 速度傳感器多數(shù)用的是測速發(fā)電機，位置傳感器多數(shù)用光電編碼器。如果是分離式的連接方式，要盡量縮短連接管路，這樣可以減少伺服閥到液壓機構(gòu)間的管道容積，以增大液壓固有頻率。 具有點位控制和連續(xù)軌跡控制功能的工業(yè)機器人，需要采用電 液伺服驅(qū)動系統(tǒng)。機器人液壓驅(qū)動系統(tǒng)包括程序控制和伺服控制兩類。液壓動力機構(gòu)多數(shù)情況下采用直線液壓缸或擺動馬達，連續(xù)回轉(zhuǎn)的液壓馬達用得很少。 ，自然冷卻，當(dāng)熱功率不能滿足時，可采用循環(huán)油潤滑或風(fēng)扇，冷卻盤管冷卻。硬齒面減速機是按照國家標準（ Gb1900488）生產(chǎn)的，主要包括 ZDY（單級）、 ZLY（兩級）、 ZSY（三級）和 ZFY（四級）四大系列。 機械手腰部的回轉(zhuǎn)運動采用步進電機驅(qū)動，必須采用傳動機構(gòu)來減速和增大扭矩。利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置。平時，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機械加工面積，箱體底座一般不采用完整的平面。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。它是傳動零件的基座，應(yīng)具有足夠的強學(xué)士學(xué)位論文 16 度和剛度。箱座中油池的潤滑油，被旋轉(zhuǎn)的 齒輪 濺起飛濺到箱蓋的內(nèi)壁上，沿內(nèi)壁流到分箱面坡口后，通過導(dǎo)油槽流入軸承。兩軸均采用了 深溝球軸承 。 減速器 是一種相對精密的機械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。 ，動摩擦力應(yīng)是盡可能小的正斜率，若為負斜率則易產(chǎn)生爬行，精度降低，壽命減小。由于傳動部件直接影響著機器人的精度、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)能力，因此，應(yīng)設(shè)計和選擇滿足傳動間隙小，精度高，低摩擦、體積小、重量輕、運動平穩(wěn)、響應(yīng)速度快、傳遞轉(zhuǎn)矩大、諧振頻率高以及與伺服電動機等其它環(huán)節(jié)的動態(tài)性能相匹配等要求的傳動部件。手爪的具體結(jié)構(gòu)形式如圖 所示： 學(xué)士學(xué)位論文 13 圖 手爪 學(xué)士學(xué)位論文 14 設(shè)計 傳動機構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題 機械手 是由多級聯(lián)桿和關(guān)節(jié)組成的多自由度的空間運動機構(gòu)。 設(shè)計方案 結(jié)合具體的工作情況，本設(shè)計采用齒輪齒條式的手爪。 這種手爪在活塞的推力下，連桿和杠桿使手爪產(chǎn)生夾緊（放松）運動，由于杠桿的力放大作用，這種手爪有可能產(chǎn)生較大的夾緊力。因此，要求機器人末端執(zhí)行器體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。 在設(shè)計機器人末端執(zhí) 行器時，應(yīng)注意以下問題： 。腕部驅(qū)動器一般安裝在手臂上，而不采用直接驅(qū)動，并選用高強度的鋁合金制造。但是，自由度的增加，也必然會使腕部結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，機器人的控制更困難，成本也會增加。因此，在設(shè)計時另外增設(shè)了導(dǎo)桿機構(gòu)，小臂增設(shè)了兩個導(dǎo)桿，與活塞桿一起構(gòu)成等邊三角形的截面形式，盡量增加其剛度；大臂增設(shè)了四個導(dǎo)桿，成正四邊形布置，為減小質(zhì)量，各個導(dǎo)桿均采用空心結(jié)構(gòu)。綜合考慮，兩手臂的驅(qū)動均選擇液壓驅(qū)動方式，通過液壓缸的直接驅(qū)動，液壓缸既是驅(qū)動元件，又是執(zhí)行運動件，不用再設(shè)計另外的執(zhí)行件了；而且液壓缸實現(xiàn)直線運動，控制簡單，易于實現(xiàn)計算機的控制。力求學(xué)士學(xué)位論文 10 選用高強度的輕質(zhì)材料，通常選用高強度鋁合金制造機器人手臂。 ?？紤]到腰座是機器人的第一個回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，對機械手的最終精度影響大，故采用電機驅(qū)動來實現(xiàn)腰部的回轉(zhuǎn)運動。 應(yīng)的驅(qū)動裝置，它包括驅(qū)動器（電動、液壓及氣動）及減速器。它是機器人的第一個回轉(zhuǎn)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。該機械手在工作中需要 3 種運動 ,其中手臂的伸縮和立柱升降為兩個直線運動 ,另一個為手臂的回轉(zhuǎn)運動 ,綜合考慮，機械手自由度數(shù)目取為 3，坐標形式選擇圓柱坐標形式，即一個轉(zhuǎn)動自由度兩個移動自由度，其特點是 :結(jié)構(gòu)比較簡單 ,手臂運動范圍大 ,且有較高的定位準確度。此種機器人在工業(yè)中 應(yīng)用十分廣泛，如焊接、噴漆、搬運、裝配等作業(yè)，都廣泛采用這種類型的機器人。其工作空間是一個類球形的空間。其工作空間是一個圓柱狀的空間。直角坐標機器人的工作空間為一空間長方體。 直角坐標機器人的空間運動是用三個相互垂直的直線運動來實現(xiàn)的，如圖 a。還可以代替士兵去完成那些不太復(fù)雜的工程及后勤任務(wù)，從而使戰(zhàn)士從繁重的工作中解脫出來，去從事更加重要的工作。 總的來說，大體是兩個方向：其一是機器人的智能化，多傳感器、多控制器，先進的控制算法，復(fù)雜的機電控制系統(tǒng)；其二是與生產(chǎn)加工相聯(lián)系，滿足相對具體的任務(wù)的工業(yè)機器人，主要采用性價比高的模塊，在滿足工作要求的基礎(chǔ)上，追求系統(tǒng)的經(jīng)濟、簡潔、可靠，大量采用工業(yè)控制器，市場化、模塊化的元件。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、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)造機器人整機。這代機械手通常采用接觸傳感器一類的簡單傳感裝置和相應(yīng)的適應(yīng)性算法。 ［ 3］ 機械手的發(fā)展歷史 機械手自二十世紀六十年代初問世以來，經(jīng)過 40 多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為制造業(yè)生產(chǎn)自動化中重要的機電設(shè)備。為了提高生產(chǎn)加工的工作效 率 ,降低成本 ,并使生產(chǎn)線成為學(xué)士學(xué)位論文 2 柔性制造系統(tǒng) ,適應(yīng)現(xiàn)代自動化生產(chǎn) ,針對具體生產(chǎn)工藝 ,利用機器人技術(shù) ,設(shè)計用一個裝卸機械手代替人工工作 ,以提高勞動生產(chǎn)率。而目前我國的工業(yè)機器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機械手的研究和開發(fā)直接影響到我國自動化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。機械手越來越廣泛的得到了應(yīng)用，在機械行業(yè)中它可用于零部件組裝 ，加工工件的搬運、裝卸。 PLC control 學(xué)士學(xué)位論文 3 摘要 ........................................................................................1 Abstract .................................................................................2 .....................................................................................1 設(shè)計目的 .....................................................................1 機械手的發(fā)展歷史 .....................................................2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和趨勢 .............................................2 應(yīng)用領(lǐng)域 .....................................................................3 ..............................................................5 機械手坐標形式分類 .................................................5 設(shè)計方案 .....................................................................6 整體設(shè)計參數(shù) .............................................................7 ..................................................................8 機械手腰座結(jié)構(gòu)設(shè)計 .................................................8 機械手手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .............................................9 機械手腕部的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...........................................10 末端執(zhí)行器（手爪）的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ........................... 11 設(shè)計 ...........................................................14 傳動機構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題 ...................................14 學(xué)士學(xué)位論文 4 減速箱 .......................................................................14 設(shè)計方案 ...................................................................17 .....................................................18 液壓驅(qū)動系統(tǒng) ...........................................................18 電動驅(qū)動系統(tǒng) ...........................................................19 設(shè)計方案 ...................................................................22 ............................................................24 液壓執(zhí)行元件 ...........................................................24 液壓執(zhí)行元件運動控制回路 ...................................25 液壓源系統(tǒng)的設(shè)計 ...................................................25 繪制液壓系統(tǒng)圖 .......................................................26 .........................................................28 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) ...............................................28 計算和選擇液壓元件 ...............................................33 .................................................39 機械手控制要求 .......................................................39 機械手的作業(yè)流程 ...................................................39 機械手操作面板布置 ...............................................41 學(xué)士學(xué)位論文 5 控制器的選型 ...........................................................42 控制系統(tǒng)原理分析 ...................................................42 PLC 外部接線設(shè)計 ..................................................43 I/O 地址分配 ............................................................44 .................................................45 結(jié)論 ......................................................................................47 參考文獻 ..............................................................................48 致謝 ......................................................................................50 附錄 1 英文文獻譯文 ...........................................................51 英文文獻 ...................................................................51 譯文 ...........................................................................59 附錄 2 程序 ...........................