【正文】 的改變；運(yùn)動(dòng)速度的改變。帶傳動(dòng)：帶傳動(dòng)通常是由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和張緊在兩輪上的傳動(dòng)帶所組成的。鏈傳動(dòng)：鏈傳動(dòng)是由鏈條和主、從動(dòng)鏈輪所組成的。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是:在兩根平行軸間只能用于同向回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比；磨損后易發(fā)生跳齒；工作時(shí)有噪聲；不宜在速度變化很大和異速方向的運(yùn)動(dòng)中應(yīng)用。齒輪傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)有:對(duì)齒輪制造、安裝要求高；齒輪制造常用插齒機(jī)和滾齒機(jī)等專用機(jī)床及專用工具；通常的齒輪傳動(dòng)為閉式傳動(dòng)，需要良好的維護(hù)保養(yǎng)，因此齒輪傳動(dòng)成本和費(fèi)用高；并且齒輪傳動(dòng)不適合中心距較大的兩軸間的動(dòng)力傳遞。蝸桿傳動(dòng)通常用于中、小功率非長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的應(yīng)用場(chǎng)合。諧波傳動(dòng)主要用于軍工、精密儀器生產(chǎn)、醫(yī)療器械、起重機(jī)、機(jī)器人等。波發(fā)生器是使柔輪產(chǎn)生可控彈性變形的構(gòu)件。諧波齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)如下：1)承載能力高 諧波傳動(dòng)中，齒與齒的嚙合是面接觸，加上同時(shí)嚙合齒數(shù)（重疊系數(shù)）比較多，因而單位面積載荷小，承載能力較其他傳動(dòng)形式高。 5)傳動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)沖擊，無(wú)噪音，運(yùn)動(dòng)精度高。制動(dòng)器及其作用：制動(dòng)器是將機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分的能量變?yōu)闊崮茚尫牛瑥亩惯\(yùn)動(dòng)的機(jī)械速度降低或者停止的裝置，它大致可分為機(jī)械制動(dòng)器和電氣制動(dòng)器兩類。其中最典型的是電磁制動(dòng)器。又因?yàn)檫@種制動(dòng)器常用于安全制動(dòng)場(chǎng)合，所以也稱為安全制動(dòng)器。 本文中，該機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)未安裝機(jī)械制動(dòng)器，因此機(jī)器人的肩關(guān)節(jié)和軸關(guān)節(jié)在停止轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，會(huì)因?yàn)橹亓σ蛩囟侣?。本章擬定了機(jī)械手設(shè)計(jì)的總體方案，確定了機(jī)械手結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)方案,選擇了制動(dòng)器。它是機(jī)器人的第一個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。3)機(jī)器人的腰座是機(jī)器人的第一個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，它對(duì)機(jī)器人末端的運(yùn)動(dòng)精度影響最大，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)特別注意腰部軸系及傳動(dòng)鏈的精度和剛度的保證。驅(qū)動(dòng)器一般帶有速度與位置傳感器，以及制動(dòng)閘。7)為了減輕機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部分的慣量，提高機(jī)器人的控制精度，一般腰部回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部分的殼體是比重較小的鋁合金材料制成，而不運(yùn)動(dòng)的基座是鑄鐵或鑄鋼材料制成。臂部運(yùn)動(dòng)的目的:把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)。臂部通常即受彎曲(而且不僅是一個(gè)方向的彎曲)，也受扭轉(zhuǎn)，應(yīng)選用抗彎和抗扭剛度較高的截面形狀。在一般情況下，手臂的移動(dòng)和回轉(zhuǎn)、俯仰均要求勻速運(yùn)動(dòng)，但在手臂的啟動(dòng)和終止瞬間，運(yùn)動(dòng)是變化的，為了減少?zèng)_擊，要求啟動(dòng)時(shí)間的加速度和終止前減速度不能太大，否則引起沖擊和振動(dòng)。(4)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置。一般來說，直角和圓柱坐標(biāo)系機(jī)械手位置精度高；關(guān)節(jié)式機(jī)械手的位置最難控制，故精度差；在手臂上加設(shè)定位裝置和檢測(cè)機(jī)構(gòu)，能較好的控制位置精度。 本文設(shè)計(jì)的機(jī)械手腕部結(jié)構(gòu)，具有一個(gè)擺動(dòng)的自由度和一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，擺動(dòng)范圍為0～90度，旋轉(zhuǎn)范圍為0～360度。 機(jī)械手手部(末端執(zhí)行器)結(jié)構(gòu)形式多樣，但總的設(shè)計(jì)都有如下幾點(diǎn)基本要求:1)應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力，手指握力(夾緊力)大小要適宜，力量過大則動(dòng)力消耗多結(jié)構(gòu)龐大，不經(jīng)濟(jì)，甚至?xí)p壞抓取物體；力量過小則夾持不住或產(chǎn)生松動(dòng)、脫落。4)要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高，在保證自身剛度、強(qiáng)度的前提下，盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，以利于減輕手臂的負(fù)載。 機(jī)械手手部(末端執(zhí)行器)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是向手指?jìng)鬟f運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)夾緊和松開動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。腰關(guān)節(jié)的傳動(dòng)是由電機(jī)通過齒形帶，再通過同步帶帶動(dòng)腰部及整個(gè)機(jī)器人本體轉(zhuǎn)動(dòng)。： 機(jī)器人受力情況腰關(guān)節(jié)的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（以下所計(jì)算的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均為折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）外部負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:即大小臂、手腕、夾持重物的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： （）、分別表示同步帶和齒輪傳動(dòng)的效率,、把數(shù)字代入上式得:=大臂關(guān)節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：估算得由諧波減速器的選擇知： 假設(shè)電機(jī)從加速到所用的時(shí)間為，則角加速度 （）負(fù)載折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩：由電動(dòng)機(jī)的選擇知　　　　　　　　　　　　 （）折算到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩＜電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩所以電機(jī)的選擇符合要求?！　?）采用環(huán)形軸承的機(jī)器人腰部支承結(jié)構(gòu)。采用薄壁密封交叉滾子軸承在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得應(yīng)該采用的是CRB20025，其參數(shù)為。設(shè)物體的最大當(dāng)量回轉(zhuǎn)半徑R =75mm，設(shè)末端執(zhí)行器的最大當(dāng)量回轉(zhuǎn)半徑R=20 mm，回轉(zhuǎn)裝置及物體的重心到回轉(zhuǎn)中心的距離R=100mm，腕部慣量折算到負(fù)載端，則腕部擺動(dòng)時(shí)其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： （） （） （）其中：、為物體、末端執(zhí)行器以及腕部擺動(dòng)部分的折算質(zhì)量。圓柱齒輪的傳動(dòng)效率均取 。 初選電機(jī)：選擇異步電機(jī)，型號(hào)為42BYG101；步距角: ；質(zhì)量:。1）手腕轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇：初選電機(jī)：選擇直流伺服電機(jī)，型號(hào)為SYX70、 額定功率P=、額定轉(zhuǎn)矩,額定轉(zhuǎn)速=3000r/min,峰值轉(zhuǎn)矩=,諧波減速器選擇：型號(hào)為XB40,輸出轉(zhuǎn)矩T=16,=80,輸出轉(zhuǎn)速,重物的最大回轉(zhuǎn)半徑,折算到電機(jī)軸上的腕部負(fù)載靜轉(zhuǎn)矩由下式可知 == = ()折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量== ()其它傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相對(duì)于腕部負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，所以忽略不計(jì)。腕部負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ()假設(shè)小臂關(guān)節(jié)從加速到176。(2)選擇齒輪材料、熱處理方式及計(jì)算許用應(yīng)力主動(dòng)齒輪：號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為；從動(dòng)齒輪：號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為。(4)驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度條件按彎曲強(qiáng)度條件驗(yàn)算查文獻(xiàn)得，取。通過計(jì)算得出下列結(jié)果： 手腕回轉(zhuǎn)圓錐齒輪的計(jì)算結(jié)果參數(shù)mm mmmmmm手腕回轉(zhuǎn)二級(jí)傳動(dòng)錐齒輪一手腕回轉(zhuǎn)二級(jí)傳動(dòng)錐齒輪二手腕擺動(dòng)關(guān)節(jié)的傳動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)通過諧波減速器，再帶動(dòng)整個(gè)手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)法蘭盤及重物的最大回轉(zhuǎn)半徑。2)手腕擺動(dòng)關(guān)節(jié)諧波減速器的計(jì)算手腕擺動(dòng)關(guān)節(jié)的諧波減速器的計(jì)算和前面所說的內(nèi)容非常相似，這里不再詳細(xì)算。第4章 機(jī)械手切斷刀具(末端執(zhí)行器)的設(shè)計(jì)機(jī)械手切斷刀具是電機(jī)通過諧波減速器，帶動(dòng)法蘭盤做轉(zhuǎn)動(dòng)，最后使連桿作圓周運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的剪切運(yùn)動(dòng)。根據(jù)手指開合的動(dòng)作特點(diǎn)分為回轉(zhuǎn)型和平移形。通過兩個(gè)機(jī)構(gòu)串聯(lián)，使電機(jī)最終驅(qū)動(dòng)DE的來回?cái)[動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)手指的開合運(yùn)動(dòng)。本章對(duì)機(jī)械手的切斷工具進(jìn)行了設(shè)計(jì)。包括大臂、小臂、腕部、末端執(zhí)行器具體結(jié)構(gòu)的計(jì)算和設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)[1] [J]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.[2] 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