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】 動(dòng)慣量。 手臂伸縮部分設(shè)計(jì)計(jì)算 手臂伸縮的計(jì)算及電機(jī)的選擇 手臂做伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的驅(qū)動(dòng)力為:,在此將手指部分看成是一個(gè)53mm*56mm*50mm的長(zhǎng)方體，：(1) 為手臂在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的慣性力因模型對(duì)速度沒(méi)有嚴(yán)格的要求，可設(shè)正常的運(yùn)動(dòng)速度V=，設(shè)啟動(dòng)加速度a=,(2) 為摩擦阻力矩由公式：,f摩擦系數(shù)，（3） 為密封件的驅(qū)動(dòng)力，因本模型對(duì)其無(wú)嚴(yán)格要求，忽略不計(jì)所以：=.(4) 在根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，螺桿的公稱(chēng)直徑為24mm,即d=24mm,螺距p=3mm,牙型角為30度，所以中徑，螺紋頭數(shù)n=2,則當(dāng)量摩擦角， f摩擦系數(shù)，.摩擦角?？紤]工件在加工過(guò)程產(chǎn)生的慣性力、震動(dòng)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率影響，實(shí)際驅(qū)動(dòng)力為其中：K安全系數(shù)， 工作情況系數(shù)，機(jī)械效率，則. 扭矩計(jì)算計(jì)算螺紋升角，螺桿的公稱(chēng)直徑d=14mm,螺距p=2mm,螺紋頭數(shù)n=，螺紋的當(dāng)量摩擦角，是螺紋牙型角取15，則螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角，該螺桿螺母機(jī)構(gòu)可安全自鎖。此處，手指豎直放置，夾持水平放置圓棒工件。缺點(diǎn)是工件直徑誤差會(huì)引起夾持后工件的中心發(fā)生移動(dòng)。其是應(yīng)用最廣泛的手部結(jié)構(gòu)。5～10176。 各部位的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)確定經(jīng)過(guò)以上設(shè)計(jì)要求，該模型的三維圖如下：圖21 模型立體圖每個(gè)運(yùn)動(dòng)部件采用一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制其運(yùn)動(dòng)，分別控制腰部升降、手臂回轉(zhuǎn)、手臂伸縮和手指的開(kāi)合。 下面結(jié)合本演示系統(tǒng)的基本要求和設(shè)計(jì)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(gè)模型演示的系統(tǒng)，即機(jī)器人的幾個(gè)基本的動(dòng)作的演示，了解機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)、控制方式等，加深對(duì)工業(yè)機(jī)器人及其適用的工作環(huán)境的了解，綜合考慮選用圓柱型坐標(biāo)，此坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是各動(dòng)作直觀性強(qiáng)，占用空間小，相對(duì)工作范圍大，也常用，而關(guān)節(jié)型、極坐標(biāo)型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)直觀性差，而直角坐標(biāo)型占地面積大、工作范圍小，靈活性差。3）、確定驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的類(lèi)型。 2）、分析機(jī)器人所在系統(tǒng)的工作環(huán)境。3. 整體尺寸不宜過(guò)大，以擺放實(shí)驗(yàn)臺(tái)為準(zhǔn)?，F(xiàn)在國(guó)外機(jī)器人制造廠家不僅自己開(kāi)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(guó)有很多大學(xué)開(kāi)設(shè)了機(jī)器人課程。 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對(duì)教育、培訓(xùn)的要求及本方案的提出采用機(jī)器人會(huì)給我們帶來(lái)很大的方便，機(jī)器人和其他自動(dòng)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(shí)機(jī)器人比一般自動(dòng)化裝備更復(fù)雜，需要更多的軟件和硬件知識(shí)，故一旦大量采用機(jī)器人就需要專(zhuān)門(mén)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(wú)疑對(duì)教育和培訓(xùn)提出新的要求，大多數(shù)機(jī)器人專(zhuān)家都反復(fù)的強(qiáng)調(diào)需要制定培訓(xùn)計(jì)劃以為新的工作崗位準(zhǔn)備合格的勞動(dòng)力。 6．當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)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(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)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(guó)外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問(wèn)市。其中最為突出的是水下機(jī)器人，6000米水下無(wú)纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開(kāi)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(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)、聲覺(jué)等基礎(chǔ)技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用上開(kāi)展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。但總的來(lái)看，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，如：可靠性低于國(guó)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(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)與國(guó)外比有差距；在應(yīng)用規(guī)模上，我國(guó)已安裝的國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約200臺(tái)，約占全球已安裝臺(tái)數(shù)的萬(wàn)分之四。90年代還出現(xiàn)了具有感知、決策、動(dòng)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。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(tái)，1991年新裝備76 000臺(tái)。日本雖起步較晚，但結(jié)合國(guó) 情，面向中小企業(yè)，采取了一系列鼓勵(lì)使用機(jī)器人的措施，其機(jī)器人擁有量很快超過(guò)了美國(guó) ，一舉成為“機(jī)器人王國(guó)”。自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)的誕生，推動(dòng)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(gè)空間機(jī)構(gòu)組成的機(jī)械臂，一個(gè)可重復(fù)編程 動(dòng)作的機(jī)器”。后來(lái)，羅薩姆公司使機(jī)器人具有了感情，在工廠和家務(wù)勞動(dòng)中，機(jī)器人成了必不可少的成員 。劇情是這樣的 ：羅薩姆公司把機(jī)器人作為人類(lèi)生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品推向市場(chǎng)，讓它去充當(dāng)勞動(dòng)力，以呆板的方 式從事繁重的勞動(dòng)。這也是人類(lèi)社會(huì)首次使用“機(jī)器人”這一概念。70年代隨著計(jì)算機(jī)和人工智能的發(fā)展，機(jī)器人進(jìn)入實(shí)用化時(shí)代。 為滿(mǎn)足人們個(gè)性化的要求，工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)趨于小批量、多品種。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)。 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開(kāi)始起步，在國(guó)家的支持下，通過(guò)“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(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)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(kāi)發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人；其中有130多臺(tái)套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近30條自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(xiàn)（站）上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人已應(yīng)用在汽車(chē)制造廠的焊裝線(xiàn)上。 我國(guó)的智能機(jī)器人和特種機(jī)器人在“863”計(jì)劃的支持下，也取得了不少成果?！?．機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展?！?．虛擬現(xiàn)實(shí)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(guò)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(jué)來(lái)操縱機(jī)
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