【正文】 機器人六個 關節(jié)均選直流電機驅動。其他部分具體尺寸由結構確定 ,這里不一一敘述 ,詳見圖紙。 m。懸臂上的齒輪與小齒輪嚙合時取 39。 齒數(shù)和模數(shù)的選擇 對軟齒面的閉式齒輪傳動 ,其承載能力主要取決于齒面接觸疲勞強度。其它軸用相同方法計算，結果都滿足要求。NFFNdTFmmzmdtrtt?????????????? (317) 畫軸的受力簡圖 見圖 3－ 3 計算軸的支承反力 在水平面上 Nll F r lF HR 31 ?? ???? (318) NFFrF HRHR 0 . 0 7 12 ??? (319) 在垂直面上 NFFF tVRVR 110212 ??? (320) 本科生畢業(yè)設計 21 畫彎矩圖 見圖 3－ 3 在水平面上， aa— 剖面左側 mmNlFM HRaH ?????? (321) aa— 剖面右側 mmNlFM HRaH ?????? 1 4 39。 齒輪的分度圓直徑為 50mm,齒輪兩端裝有軸承 ,加工一段軸肩來定位軸承 .齒輪軸上裝型號為 滾動軸承 7206AC,內徑為 30mm。所設計的腰關節(jié)部分采用二級齒輪減速傳動。手臂承受載荷時，不應有變形和斷裂。譬如用手腕擰螺釘，手腕關節(jié) 4， 6 配合，一次就能轉 1112176。 c. 采用薄壁軸承與滑動銅襯套，以減少結構尺寸，減輕質量。 小臂端部連接具有 3R 手腕，在臂的根部裝有關節(jié) 4， 5 的驅動電機，在小臂的中部，靠近手腕處，裝有關節(jié) 6 的驅動電機。 機器人主要由立柱與基座組成的回轉基座以及大臂、小臂、手腕組成。 292186。再現(xiàn)時，機器人控制系統(tǒng)重復再現(xiàn)示教者示教的軌跡和操作技能。因為它具有體積小、轉矩大、輸出力矩和電流成比例、伺服性能好、反應快速、功率重量比大，穩(wěn)定性好等優(yōu)點。但是，其費用較高，其液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。但是由于采用開環(huán)控制，沒有誤差校正能力，運動精度較差，負載和沖擊震動過大時會造成“失步”現(xiàn)象。 額定負載 目前 ,國內外使用的工業(yè)機器人中 ,其負載能力的范圍很大 ,最小的額定負載在 5N以下 ,最大可達 9000N。 d. 又稱回轉坐標型，這種機器人的手臂與人體上肢類似，其前三個關節(jié)都是回轉關節(jié)，這種機器人一般由立柱和大小臂組成，立柱與大臂間形成肩關節(jié)，大臂和小臂間形成肘關節(jié)，可使大臂作回轉運動和使大臂作俯仰擺動，小臂作俯仰擺動。整體方案確定各連桿長度（以轉動副的中心為端點）數(shù)據(jù)如下，連桿 1（即大臂）長650mm，連桿 2（即小臂）長 570mm，連桿 3（即手爪）長 280mm。要求對機器人模型進行靜力學分析，估算各關節(jié)所需轉矩和功率，完成電機和減速器的選型。 國內機器人的研究 我國已在“七五”計劃中把機器人列人國家重點科研規(guī)劃內容，撥巨款在沈陽建立了全國第一個機器人研究示范工程，全面展開了機器人基礎理論與基礎元器件研究。 機器人是一門綜合性很強的科學，有著極其廣泛的研究和應用領域。一般來說，人們都可以接受這種說法，即機器人是靠自身 動力 和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。 industry。如今，機器人工業(yè)已成為世界各國備受關注的產(chǎn)業(yè)。 它是高級整合 控制論 、機械電子、 計算機 、材料和 仿生學 的產(chǎn)物。 課題研究的背景和意義 機器人的出現(xiàn)和應用是人類生產(chǎn)和社會進步的需要，是科學技術發(fā)展和生產(chǎn)工具進化的 必然。 在機器人的研制中，機器人仿真是機器人研究的一項重要的內容，它涉及機器人機構學、機器人運動學、機器人零件建模、仿真機器人三維實現(xiàn)和機器人的運動控制，是一項綜合性有創(chuàng)新意義和實用價值的研究課題。就目前來看，我們應從生產(chǎn)和應用的角度出發(fā)，結合我國國情，加快生產(chǎn)結構簡單、成本低廉的實用型機器人和某些特種機器人。電鐓機每29 秒完成一個毛坯的電鐓工作，摩擦壓力機 6 秒可完成壓力成型工序。 本科生畢業(yè)設計 11 直角坐標型工業(yè)機器人，其運動部分由三個相互垂直的直線移動組成，其工作空間圖形為長方體。 對以上五種方案進行比較：方案一不能夠完全實現(xiàn)本課題所要求的動作；方案二體積大，靈活性差；方案三結構復雜；方案五無法實現(xiàn)本課題的動作。工作空間的形狀和尺寸 則影響機器人的機械結構坐標型本科生畢業(yè)設計 12 式、自由度數(shù)和操作機各手臂關節(jié)軸線間的長度和各關節(jié)軸轉角的大小及變動范圍的選擇。采用 16 位 CPU+32 位 DSP 三環(huán) (位置、速度、電流 )全數(shù)字控制，增量式碼盤的反饋可達到很高的精度。所 以在這次設計中我選擇了直流電機作為驅動器。示教過程完成后，即可應用，機器人以再現(xiàn)方式重復進行示教時存于存儲器的點位、軌跡和各種操作。其特點是占地面積小 ,工作范圍大 ,機器人手臂可繞立柱回轉。機械傳動系統(tǒng)共有 30 個 齒輪， 為了實現(xiàn)在同一平面改變傳遞方向 90176。關節(jié) 2， 3 都采用了三級齒輪減速，其中第一級采用錐齒輪，以改變傳動方向 90176。手臂外壁與鑄件骨架采用膠接，使連接件減少，工藝簡單，減輕了質量。 f. 工作范圍大，適應性廣。而另一方面，手臂在運動過程中往往會產(chǎn)生振動，這將大大降低它的運動精度。其中，非金屬材料有尼龍 聚乙烯和碳素纖維等；金屬材料以輕合金為主。 設主軸速度為 219176。 本科生畢業(yè)設計 20 圖 3－ 3軸的受力分析和彎扭矩圖 求作用在齒輪上的力： )( a n220t a n)(22040440022)(5025239。 2222 (324) 畫轉矩圖 見圖 3－ 3 mmNdFTt ?????? 55002502202 (325) 判斷危險截面 aa— 截面左右的合成彎矩左側相對右側大些，扭矩為 T，則判斷左側為危險截面，只要左側滿足強度校核就行了。 確定齒輪的參數(shù) 選擇材料 根據(jù)表 71,選擇齒輪的材料為 45 鋼 ,經(jīng)調質硬度 HBS 可達 229～ 286。 齒寬系數(shù) d? 由強度公式可知 ,當載荷一定時 ,增大齒寬可以減小齒輪直徑 ,降低齒輪圓周速度。2 ? 確定齒輪傳動的精度 根據(jù) GB100951988規(guī)定 ,齒輪精度等級分為 12級 ,1級最高 ,12級最低 ,常用 6～ 9級。 mmmzdⅡ 502523 ???? ， mmmzd Ⅲ 60030024 ???? （ 345） mmzzmA 3252 )30025(22 )( 43 ?????? ， （ 346） 查得 , 21 ?? FSFS YY ，取 ??Y 校核兩齒輪的彎曲強度 本科生畢業(yè)設計 28 ? ?1323211 FFsdF MP aYYmzKT ??? ? ?????? ???? （ 347） ? ?21222 FFSFSFF MP aYY ??? ????? （ 348） 所以齒輪完全達到要求。本課題正是在這種背景下提出來的，這是一項具有重要意義的課題。 本科生畢業(yè)設計 30 參考文獻 [1] 汪愷 . 機械設計標準應用手冊 [M]. 機械工業(yè)出版社 . . [2] 成大先 . 機械設計手冊 [M]. 化學工業(yè)出版社 . [3] 徐灝 . 機械設計手冊 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 2020. [4] 徐錦康 . 機械設計 [M] .機械工業(yè)出版社 2020. [5] 殷際英 ,何廣平 .機器人 [M]. 北京 :化學工業(yè)出版社 2020. [6] 周伯英 . 工業(yè)機器人設計 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 1995. [7] 陳秀寧 ,施高義 .機械設計課程設計 [M].浙江大學出版社 . [8] 王宗榮 .工程圖學 [M].機械工業(yè)出版社 . [9] 費仁元 ,張慧慧 .機器人設計和分析 [M].北京工業(yè)大學出版社 . [10] 龔振邦 .機器人機械設計 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 . [11] 吳相憲 ,王正為 ,黃玉堂 .實 用機械設計手冊 [M].中國礦業(yè)大學出版社 . [12] 龐啟淮 .小功率電動機應用技術手冊 [M].機械工業(yè)出版社 . [13] 馬香峰 .工業(yè)機器人的操作機設計 [M].冶金工業(yè)出版社 . 。 總 結 我國機器人的研究和應用起步較晚，但是隨著 國內外機器人的快速發(fā)展、社會需求的增大和技術的進步，焊接機器人得到了迅速的發(fā)展，多品種、少批量生產(chǎn)方式和為提高產(chǎn)品質量及生產(chǎn)效率的生產(chǎn)工藝需求，是推動裝焊接機器人發(fā)展的直接動力。 （ 335） 式中： HZ — 節(jié)點區(qū)域系數(shù)，用來考慮節(jié)點齒廓形狀對接觸應力的影響，取HZ =； EZ — 材料系數(shù)，單位為 MPa ，查表 75，取 MPa ； ?Z — 重合度系數(shù)，取 ?Z =； d? — 齒寬系數(shù)，取 d? =1； u— 齒數(shù)比，其值為大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比， u=12。 所以 ? 軸上齒輪 mmb 301 ? 與之嚙合的小齒輪齒寬 mmb 252? ? 軸上的齒輪齒寬 mmb 5539。這樣除能增大重合度 ,改善傳動的平穩(wěn)性外 ,還因模數(shù)的減小而降低齒高 ,從而減小金屬的切削量 ,減少滑動速度 ,減少磨損 ,提高抗膠合能力。 圖 34中間軸結構圖 C. 主軸的設計 主軸是連接腰關節(jié)與大臂的結構，因結構體積比較大 ,為節(jié)省材料減輕重量 ,故需設計成空心軸 ,主要承受軸向拉力 ,取內徑 mm81?? ,外徑 mmd 114?? ,用圓錐滾子軸承支承 ,軸承型號為 滾動軸承 30205。39。計算準則是滿足軸的強度或剛度要求。所以繞第一關節(jié)軸的轉動慣量為：