【正文】 為此，學(xué)生對您表示衷心的感謝和深深的敬意！ 同時在設(shè)計的過程中，很多的同學(xué)和老師給予了我很大大的幫助。各自由度自成體系，又能 協(xié)調(diào)的組織在一起，其各個部分連接處 線條分明、直觀性好，其各個部件 可以分別拆卸，快速更換，方便維修。 zzz III ??總 山東大學(xué)機電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 ?? ? （一）、立柱角速度計算 若要求立柱在 秒內(nèi)速度由 0 增大 到 15r/min，則 /30n??? （ 313） 301?? srad / ?? 角速度 /t??? = / = ?5 /rads (二 )、起動轉(zhuǎn)矩 zzMI??? （ 314） ???? mN??52 （一）、最小軸徑計算 根據(jù)軸的抗扭強度計算最小軸徑 ,選擇材料 45 號鋼，查表得其抗扭強度 Mpa40][ ?? 由于 max /ztMW? ? （ 315） 又截面系數(shù) ? （ 316） 所以 min mm? 又軸有一個鍵槽就削弱抗扭強度 3%，故 m in 2 8 .8 7 (1 0 .0 3 )d ? ? ? ? 圓整得 mmd 30? 擺動液壓缸的設(shè)計 （一 ） .外徑計算 此液壓馬達是用于驅(qū)動立柱往復(fù)回轉(zhuǎn) 180176。39。 山東大學(xué)機電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 小臂的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 小臂的結(jié)構(gòu) 小臂采用液壓驅(qū)動， 可水平伸縮距離 400mm ，移動速度約 /ms。 2V 塊與手部活塞通過兩個 M6 螺栓及連接塊連接。 圖 21 工件搬運圖 驅(qū)動方式的選擇 機器人常用的驅(qū)動方式有液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動和電機驅(qū)動三種類型。 1）多方籌措開發(fā)資金，通過政府部門投資、用戶單位投資、自我積累、外商投資、銀行貸款等形式，籌措國產(chǎn)機器人的開發(fā)資金。世界上機器人產(chǎn)量最大的三家公司年產(chǎn)機器人數(shù)均超千臺以上，其山東大學(xué)機 電一體化工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 中 ABB 公司達到 9000 臺，安川電機公 司近 2500 臺， KUKA 公司近 2021 臺，從國內(nèi)現(xiàn)狀來看，大公司、大企業(yè)通過與外國機器人公司合資合作，引進技術(shù)和資金，逐步規(guī)模化生產(chǎn)機器人，把國內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)推向一個新的階段，其中有代表性的，如首鋼集團公司與安川電機公司合資的首鋼莫托曼公司、唐山電子設(shè)備廠與松下電器公司合資的唐山松下產(chǎn)業(yè)機器有限公司、東風(fēng)汽車公司與德國 KUKA 公司合作、濟南二機床公司與美國 ISI 機器人公司合作等等。 其他國家，如日本、蘇聯(lián)、西歐，大多是從 1967， 1968 年開始以美國的“ Versatran”和“ Unimate”型機器人為藍本開始進行研制的。 （ 2） 19681970 年為實際應(yīng)用階段。計算機集成制造（ CIM）要求機器人系統(tǒng)能和車間中的其它自動化 設(shè)備集成在一起。國際工業(yè)機器人會議 ISIR 決定每年召開一次會議，討論和研究機器人的發(fā)展及應(yīng)用問題。自 1969 年從美國引進兩種典型山東大學(xué)機 電一體化工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 機器人后，大力從事機器人 的研究。驅(qū)動－傳動系統(tǒng)主要包括驅(qū)動機構(gòu)和傳動系統(tǒng)。這種機器人在國 外通常被稱之為“ Mechanical Hand”，它是為主機服務(wù)的，由主機驅(qū)動。 機器人一般分為三類。專用機床是大批量生產(chǎn)自動化的有效辦法；程控機床、數(shù)控機床、加工中心等自動化機械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動化的重要辦法。解決這些問題的根 本辦法是研究和使用具有開放結(jié)構(gòu)的機器人系統(tǒng)。還有它可按照事先制訂的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，但還不具備傳感反饋能力，不能應(yīng)付外界的變化。山東大學(xué)機 電一體化工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計（論文） I 工業(yè)機器人 摘 要 本文是關(guān)于三自由度工業(yè)機器人的設(shè)計。如發(fā)生某些偏離時，就將引起零部件甚至機器人本身的損壞。 由于種種原因，我國的工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展比較慢。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運、裝配等作業(yè)，有待于進一步實現(xiàn)機械化。第一類是 不需要人工操作的通用機器人，也即本文所研究的對象。除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。驅(qū)動機構(gòu)提供機器人各關(guān)節(jié)所需要 的動力，傳動系統(tǒng)則將驅(qū)動力轉(zhuǎn)換為滿足機器人各關(guān)節(jié)力矩和運動所要求的驅(qū)動力或力矩。 目前工業(yè)機器人大部分還屬于第一代，主要依靠人工進行控制；控制方式則為開環(huán)式，沒有識別能力；改進的方向主要是降低成本和提高精度。 目前，工業(yè)機器人主要用于裝卸、搬運、焊接、鑄鍛和熱處理等方面，無論數(shù)量、品種和性能方面還不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。研究人員為了提高機器人系統(tǒng)的性能和智能水平，要求機器人系統(tǒng)具有開放結(jié)構(gòu)和集成各種外部傳感器的能力。這一時期，工業(yè)機器人在美國進入應(yīng)用階段，例如，美國通用汽車公司 1968 年訂購了 68 臺工業(yè)機器人； 1969 年該公司又自行研制出 SAM 新工業(yè)機器人，并用 21 組成電焊小汽車車身的焊接自動線；又如，美國克萊斯勒汽車公司 32 條沖壓自動線上的 448 臺沖床都用工業(yè)機器人傳遞工件。就日本來說， 1967 年，日本豐田織機公司 引進美國的“ Versatran” ,川崎重工公司引進“ Unimate”，并獲得迅速發(fā)展。這些合資合作的開展，將會有效地推動中國機器人工業(yè)的進步，全面促進中國機器人工業(yè)水平的提高，但是它也會和其他外國機器人公司一樣，沖擊 中國機器人市場，影響具有自主開發(fā)能力的中國機器人產(chǎn)業(yè)的形成，也會使國內(nèi)其他的機器人生產(chǎn)廠家面臨一種嚴峻的挑戰(zhàn)。 2）消化和利用國外機器人技術(shù)、資料、樣機和關(guān)鍵元器件，為我所用。這三種方法各有所長，各種驅(qū)動方式的特點見表 21 表 21 三種驅(qū)動方式的特點對照 內(nèi)容 驅(qū)動方式 山東大學(xué)機電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 液壓驅(qū)動 氣動驅(qū)動 電 機 驅(qū)動 輸出功率 很大，壓力范圍為50～ 140Pa 大， 壓 力 范 圍 為48～ 60 較大 控制性能 利用液體的不可壓縮性，控制精度較高，輸出功率大，可無級調(diào)速，反應(yīng)靈敏，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制 氣體壓縮性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，難以實現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制 控制精度高，功率較大，能精確定位，反應(yīng)靈敏，可實現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制，伺服特性好，控制系統(tǒng)復(fù)雜 響應(yīng)速度 很高 較高 很高 結(jié)構(gòu)性能及體積 結(jié)構(gòu)適當(dāng)，執(zhí)行機構(gòu)可標(biāo)準(zhǔn)化、模擬化，易實現(xiàn)直接驅(qū)動。 根據(jù)所夾取工件的大小取兩 V 型塊張開角度均為 120 度。在此設(shè)計中與手抓共同采用伸縮套筒組合液壓缸驅(qū)動。 60D mm? 即手抓外缸徑上活塞直徑為 39。的機構(gòu)， 由公式 22 21( ) ( ) / 8mT b D d P P ?? ? ? （ 317） 取馬達容積高 mmb 28? 軸徑 mmd 38? 工作壓力 MpaP 32 ? 背壓 MpaP 11 ? 山東大學(xué)機電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 工作效率 ? ? 則 mmD 95? 取 mmD 105? （二） .葉片設(shè)計 葉片設(shè)計如下圖，帶鍵槽的通孔套在底座托盤軸徑為 Ф 38 的軸上，與之配合。 由于設(shè)計者的水平有限，有許多的問題需要改善，例如底座設(shè)計時可才 用諧波減速器和電機配合來完成立柱的旋轉(zhuǎn)動作，因為它的承載能力大，可以使整個系統(tǒng)工作起來更加的平穩(wěn)。在這難忘的三個多月中，沒有他們的支持，我的設(shè)計不可能這樣順利的完成。所有這些都將成為我們以后繼續(xù)學(xué)習(xí)的榜樣。 機械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，從整體布局來看，實現(xiàn)了模塊化，大量采用標(biāo)準(zhǔn)化通用元配件，從而使成本大為降低，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟性。39。 40D mm? 由伸縮套筒液壓缸特點知此液壓缸外缸徑即為小臂外缸的活塞桿 .根據(jù)此特點來設(shè)計外缸尺寸如下 : 在考慮尺寸配合上內(nèi)徑取 39。經(jīng)計算 2V 塊固定處螺栓受切應(yīng)力最大為 F=150N 選擇材料 Q235， 級螺栓，查表得其抗剪強度為 20Mpa 根據(jù)螺栓抗剪強度計算螺栓直徑 ? 圓整為 mmd 6? 根據(jù)配合要求取 M6 x 30 的螺栓即完全滿足。 (二 )、受力分析 F1F2F3F4F5 圖 31 受力分析圖 如 31 圖，在活塞桿推力 5F 作用下 1 2 3 4F F F F? ? ?， 由于 5F 為水平方向力，可算出活塞桿推力 F 52 sin 3 0 3 3 3 .5F F F N? ? ? （三