四自由度抓取平移機(jī)器人_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(存儲版)
【正文】 沿底座導(dǎo)柱做上下直線運(yùn)動，從而使得整個(gè)機(jī)身實(shí)現(xiàn)升降，升到一定距離，由控制部分停止電機(jī)轉(zhuǎn)動；驅(qū)動升降臺上的電機(jī)運(yùn)動，使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，帶動整個(gè)機(jī)身旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到一定角度，由控制部分控制停止該電機(jī)轉(zhuǎn)動：再驅(qū)動上支板 上的電機(jī)運(yùn)動，使手臂螺桿軸轉(zhuǎn)動，使得手臂做直線運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)伸縮運(yùn)動，當(dāng)伸縮一定程度由控制部分控制停止電機(jī)轉(zhuǎn)動；再驅(qū)動手指上的電機(jī)運(yùn)動，帶動手指螺桿軸轉(zhuǎn)動，使得說只螺母做上下直線運(yùn)動，帶動手指開合抓取和放下工件。 技術(shù)分析 工業(yè) 搬運(yùn) 機(jī)器人由主體、驅(qū)動系統(tǒng)和 控制系統(tǒng) 三個(gè)基本部分組成。搬運(yùn)機(jī)器人可安裝不同的末端執(zhí)行器以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運(yùn)工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動。 機(jī)械 手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動化的步伐。 毫米。 本 模型 研究了國 內(nèi)外機(jī) 器人 發(fā)展的現(xiàn)狀，通過學(xué)習(xí) 機(jī)器人 的工作原理，熟悉了搬運(yùn) 機(jī)器人 的運(yùn)動機(jī)理。在最后階段， 肖 老師耐心的幫助我檢查設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，以及論文在書寫的過程中應(yīng)注意的一些問題，再次感謝 肖 老師的幫助。理論力學(xué) .北京：高等教育出版社， 【 13】 成大仙主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人可以節(jié)省時(shí)間有可以大大提高工作效率快速適應(yīng)市場的需求，從而獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。準(zhǔn)備把故障前平均時(shí)間，故障前平均時(shí)間是指一臺設(shè)備可靠性的一種量度。未來的工業(yè)機(jī)器人將集成更多的功能，具有感知環(huán)境變化的適應(yīng)能力，智能水平大幅提高。最早的搬運(yùn)機(jī)器人出現(xiàn)在1960 年的美國。有了理論和方法，規(guī)劃設(shè) 計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)管理等部門就能夠根據(jù)各種具體情況來解決各種具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。 我們采用機(jī)座式機(jī)身 ,升降臺 安裝在機(jī)座立柱的頂端 ,在 其上 只實(shí)現(xiàn) 升降 運(yùn)動 ,采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套類型的安裝，安裝的精度不需太高，再其上面安裝旋轉(zhuǎn)部分及其手臂部分，升降臺下安裝立柱，能夠承受較大的軸向力。 腰部升降部分與底座的設(shè)計(jì) 腰部升降設(shè)計(jì) 將上面整個(gè)機(jī)身部分 簡化則整個(gè)上機(jī)身及其升降臺部分的質(zhì)量估算為 m=25kg,選用直徑 d=36mm 的 梯形 螺桿 ， 螺距 p=3mm, 螺紋頭數(shù) n=2. 所 以 螺 桿 的 中 徑mmpdd ??? .螺紋升角 ? ? ?*/* 2 ?? dpna rct g ?? ，螺紋的當(dāng)量摩擦角 ?)c o s/( ?? ?? fa rctgv ，其中 f 為摩擦系數(shù)取 ， ? 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。 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)動時(shí)所需要的 驅(qū)動力為 : 321 PPPP ??? ,在此將手指部分看成是一個(gè)53mm*56mm*50mm 的長方體，則估算所有參與手臂部分伸縮運(yùn)動零件的總質(zhì)量為 3Kg.現(xiàn)計(jì)算各驅(qū)動力如下： (1) 1P 為手臂在運(yùn)動過程中的慣性力因模型對速度沒有嚴(yán)格的要求，可設(shè)正常的運(yùn)動速度 V=，設(shè) 秒加速到正常運(yùn)動速度，設(shè)啟動加速度 a=,所以NMP *3a*1 ??? 總 (2) 2P 為摩擦阻力矩由公式： NgMfP 7 0 5 *3**2*22 ??? 總 , f摩擦系數(shù)，取 （ 3） 3P 為密封件的驅(qū)動力，因本模型對其無嚴(yán)格要求，忽略不計(jì)所以： 321 PPPP ??? =. (4) 在根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，螺桿的公稱直徑為 24mm,即 d=24mm,螺距 p=3mm,牙型角 ? 為 30 度 ，所 以中 徑 mmpdd ??? ，螺紋 頭數(shù) n=2,則 當(dāng)量 摩擦角?))2/c o s (/( ?? ?? fa rctgv ， f摩擦系數(shù)，取 . 摩擦角 ?)*/3*2()*8/*( 2 ??? ??? a r c t gdpna r c t g 。此處，手指豎直放置，夾持水平放置圓棒工件。其是應(yīng)用最廣泛的手部結(jié)構(gòu)。 各部位的傳動機(jī)構(gòu)確定 經(jīng)過以上設(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)動部件采用一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制其運(yùn)動，分別控制腰部升降、手臂回轉(zhuǎn)、手臂伸縮和手指的開合。 3） 、確定驅(qū)動系統(tǒng)的類型。 3. 整體尺寸不宜過大，以擺放實(shí)驗(yàn)臺為準(zhǔn)。 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對教育、培訓(xùn)的要求及本方案的提出 采用機(jī)器人會給我們帶來很大的方便，機(jī)器人和其他自動化裝置最主要的區(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)器人比一般自動化裝備更復(fù)雜，需要更多的軟件和硬件知識，故一旦大量采用機(jī)器人就需要專門的培訓(xùn)使用機(jī)器人的具有較高水平和技術(shù)人員 ，這無疑對教育和培訓(xùn)提出新的要求，大多數(shù)機(jī)器人專家都反復(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)備合格的勞動力。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、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(jī)器人整機(jī)；國外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問市。但總的來看，我國的工業(yè)機(jī)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，如：可靠性低于國外產(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)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距；在應(yīng)用規(guī)模上，我國已 安裝的國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約 200 臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。 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， 1991 年新裝備 76 000 臺。 自動化技術(shù)的發(fā)展 ，特別是計(jì)算機(jī)的誕生，推動了現(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 動作的機(jī)器 ” 。劇情是這樣的 ：羅薩姆公司把機(jī)器人作為人類生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品推向市場，讓它去充當(dāng)勞動力，以呆板的方 式從事繁重的勞動。 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。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)。 我國的智能機(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。 5．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)境中的感覺來操縱機(jī)器人。 大量采用機(jī)器人不回帶來失業(yè)，在機(jī)器人的研究、制造和應(yīng)用上有七種職業(yè)，即研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用、市場、服務(wù)、維修和教育，而潛在的部門是機(jī)器人制造部門，教育機(jī)構(gòu)和機(jī)器人相關(guān)部門。 5 第 2章 總體結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì) 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)機(jī)器人大體上可分為兩個(gè)階段： 系統(tǒng)分析 階段 1） 、根據(jù)系統(tǒng)的目
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