【正文】 故 =， = 畫軸彎矩圖水平面彎矩圖見圖 (c) 圖。由于小齒輪的齒寬為 70mm，軸頭的長度應該小于輪轂的長度，所以 fg 段的長度為 67mm，直徑為 35mm。燕山大學里仁學院畢業(yè)論文45　 小軸 1 的結構設計與校核 小軸 1 的結構設計圖 　小軸 1 的傳動方案確定小軸 1 上的零件的裝配方案小軸 1 上的零件的裝配方案如圖 所示。bc 段為過渡段，長度為 ，直徑為 80mm。由于密封箱的壁厚為 45mm，孔徑為 150mm，因為外部還要裝端蓋，這段軸頸上還要裝配軸承，所以 gh 段的長度為 41mm，直徑為85mm,裝配的軸承為角接觸球軸承，型號是 7217C。HMVM合成彎矩圖見圖 (e)圖，合成彎矩 M= 。因此這段軸的長度為60mm，直徑為 60mm。由于大齒輪的齒寬為 65mm，軸頭的長度應該小于輪轂的長度，所以 de 段的長度為 60mm，直徑為 90mm。然后計算各個關節(jié)的轉(zhuǎn)動慣量，根據(jù)轉(zhuǎn)動慣量得出計算力矩和功率，從而選擇合理的驅(qū)動元件。增量型編碼器主要應用于數(shù)控機床及機械附件、機器人、自動裝配機、包裝機械等機器人位置精度為 , 所以大臂、小臂、腰關節(jié)的位置精度為。04902??????前 5前后　 腰關節(jié)的設計噴漆機器人的腰部關節(jié)的主要作用是承受大臂、小臂、腕部以及驅(qū)動元件和傳動系統(tǒng)的重量。39’52”1則大臂總轉(zhuǎn)角 ?=Φ Φ =74186。2?mC6502?燕山大學本科生畢業(yè)設計36時 ，最小時 ，39。（3）位置控制精度高，快速響應性好，調(diào)速范圍大，低速平穩(wěn)。所以實際體積要小一些，在這里計算體積時帶入一折減系數(shù)，假設折減系數(shù)為。=49186。39。對 i 軸總的轉(zhuǎn)動慣量為：= + + + + = kg m2I總 123I45總力矩和功率的計算取小臂的轉(zhuǎn)動角速度 = /2 rad/s，轉(zhuǎn)速為 n=15r/min??取啟動時間為 1 s由此轉(zhuǎn)動角加速度為 = /2 rad/s2　?慣性力矩 T =1I總　　　　　 = /2? = m靜態(tài)力矩 T ：由于小臂的俯仰機構采用的鉸鏈四桿機構，小臂自2燕山大學本科生畢業(yè)論文31身基本可以平衡，所以靜態(tài)力矩可以忽略不計。23r =+8(＋) 2 = m2后一段體積 =質(zhì)量 = =?小臂后段繞其質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量為 = (3 R2+L2)39。/4－ 178。如果采用雙搖桿機構，會導致其他兩桿的長度過長，在一定方向上占有的空間太大，而且小臂的俯仰角度不好確定，勢必會增加設計難度。根據(jù)盡量減小手臂質(zhì)量同時保持一定強度的原則，從而合理的選擇手臂的截面形狀和所用的材料，既滿足強度要求又最大限度的降低自身重量。設回轉(zhuǎn)套為 232100350的立方體。電機輸出軸端進行適當?shù)募哟旨娱L。在回轉(zhuǎn)套外，帶動回轉(zhuǎn)套回轉(zhuǎn)的減速電機 2 安裝在回轉(zhuǎn)套支架的外側(cè)，帶動整個回轉(zhuǎn)套做回轉(zhuǎn)運動。根據(jù)設計方案知細桿 1 的最大俯仰角度為+135 186。所以當工作面為 abcd 時，手臂長度符合要求。如果能在各個細桿的運動范圍內(nèi)達到這八個頂點，那么細桿 2 的末端必然能夠達到空間內(nèi)的其他點。 俯仰運動。在建立數(shù)學模型之前，假設噴槍是一個不計體積的點，由于小臂末端至噴槍的距離約為 ，所以在討論時小臂的長度為原小臂桿長度加上 ，一共為 。說明了每個傳動方案的優(yōu)點和不足，并給出了需要校正的零部件的方法。腰部主軸與腰部回轉(zhuǎn)盤用螺釘相聯(lián)，大臂和小臂的驅(qū)動電機固定在腰部回轉(zhuǎn)盤上的電機座上。 大臂的傳動機構圖 　大臂關節(jié)結構示意圖大臂關節(jié)的傳動系統(tǒng)示意圖如圖 。22hfkMS?考慮大臂驅(qū)動油缸的靜阻力矩 則可得大臂的不平衡力矩2p22pSG??總體結構設計15大小臂平衡彈簧參數(shù) 小臂彈簧 大臂彈簧彈簧直徑（mm） 67?80?彈簧鋼絲直徑（mm）10?1圈數(shù) 70 40剛度系數(shù)（kgf/mm） 燕山大學本科生畢業(yè)設計16彈簧總長度 708?410螺旋方向 右旋 右旋平衡彈簧材料選用 60si MnA2總體結構設計17燕山大學本科生畢業(yè)設計18 小臂的傳動機構圖 　小臂關節(jié)結構示意圖小臂關節(jié)的傳動系統(tǒng)結構簡圖如圖 所示。 不變。但當負載較小，臂桿的重量較輕，關節(jié)力矩不大，驅(qū)動裝置有足夠的容量時，可以省去平衡。 420186。綜上所述，噴漆機器人的驅(qū)動機型選用多關節(jié)型。氣壓驅(qū)動的特點主要是響應速比較度快，廣泛應用于數(shù)控機床等設備中，但是存在管路漏氣的現(xiàn)象，維修第 2 章 總體結構設計9比較麻煩。如果沒有一個有效的伺服驅(qū)動系統(tǒng)，無論機器人具有多么精確的控制系統(tǒng)和多么敏感的傳感的系統(tǒng)，也是無濟于事的。因此實現(xiàn)高質(zhì)量的噴漆機器人的國產(chǎn)化，對于我國工業(yè)機器人的發(fā)展和汽車制造業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。 本文研究主要內(nèi)容以及背景和意義隨著改革開放和我國加入世貿(mào)組織，近幾年來我國的汽車制造業(yè)高速發(fā)展起來。根據(jù)機器人實際運行時的位姿與參照模型間的誤差，建立機器人補償機制，以進一步提高機器人噴涂作業(yè)的精度。5)虛擬現(xiàn)實技術在機器人領域的應用己從仿真發(fā)展到用于過程控制,如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中操縱機器人的感覺。 國外研究現(xiàn)狀在國外,近年來機器人領域的發(fā)展有如下幾個趨勢:l)機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性),而其價格不斷下降。3)控制系統(tǒng):控制系統(tǒng)的性能進一步提高,己由過去控制標準的 6軸機器人發(fā)展到現(xiàn)在能夠控制 21 軸,甚至 27 軸,實現(xiàn)了軟件伺服和全數(shù)字控制。目前在我國，還沒有完全意義上的獨立生產(chǎn)噴涂機器人的廠家，機器人市場大多為歐美、日本、韓國等國的生產(chǎn)廠家所壟斷。噴漆機器人主要由機器人本體、計算機和相應的控制系統(tǒng)組成，液壓驅(qū)動的噴漆機器人還包括液壓油源，如油泵、油箱和電機等。噴涂機器人最顯著的特點就是不受噴涂車間有害氣體環(huán)境的影響,可以重復進行相同的操作動作而不厭其煩,因此噴涂質(zhì)量比較穩(wěn)定。采用噴涂機器人的主要優(yōu)點在于實現(xiàn)了噴涂生產(chǎn)作業(yè)的自動化,避免了工人始終處于有毒環(huán)境中而造第一章 緒論1成急性或慢性中毒,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性,同時能減少涂料和能量的消耗,提高生產(chǎn)效率。機器人技術綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術,是當代研究十分活躍、應用日益廣泛的領域。燕山大學本科生畢業(yè)設計摘　　要由于目前使用的油漆大多含有苯，笨是一種極易揮發(fā)，并且能致癌的化學物質(zhì)。關鍵詞：噴漆機器人；關節(jié)式；結構設計燕山大學里仁學院畢業(yè)論文2燕山大學本科生畢業(yè)設計AbstractNowadays most paint contains benzene．The benzene is very volatile，toxic and carcinogenic．It does harm to the workers heavily when the protection is absent．So different kinds of painting robots appeared and developed greatly．A joint type painting robot was designed in this paper．It had six degrees of freedom．The wrist had three degrees of freedom and the other joints had three degrees of freedom．The painting robot’s joints were driven by hydraulic pressure ．Parallelogram structure was used in the robot．The hydraulic cylinder which was installed on the waist turning table droved the forearm indirectly through the parallelogram structure．The structure avoided installing the hydraulic cylinder directly on the joint to reduce the forearm’s weight．So the burden of the hydraulic cylinder which drive the upper arm and the waist were reduced．Also this structure made the forearm realize balance itself and reduce the static torque．Aluminum alloy was used greatly in the robot， so the weight of the robot was reduced．Also the dynamic performance was improved．Keywords：painting robot ；joint；structure design 燕山大學本科生畢業(yè)設計 目 錄摘　　 要 ..........................................................................................................IABSTRACT....................................................................................................II目 錄 ...........................................................................................................III第一章 緒論 ...............................................................................................1 課題研究的背景及意義 ................................1 噴涂機器人的特點及其發(fā)展現(xiàn)狀 .........................2 課題國內(nèi)外現(xiàn)狀及研究的主要成果 ....................4 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 .................................4 國外研究現(xiàn)狀 .................................5 本文研究主要內(nèi)容以及背景和意義 ......................7第 2 章 總體結構設計 .................................................................................9 確定驅(qū)動系統(tǒng) ........................................9 驅(qū)動系統(tǒng) .....................................9 確定驅(qū)動件和自由度 ..........................10 噴漆機器人的運動參數(shù) ...............................11 各個關節(jié)的結構形式和平衡方式 .......................11 小臂 ..........................................12 大臂 ..........................................13 小臂的傳動機構 ..............................16 大臂的傳動機構 .............................17 腰部的傳動機構 ..............................18 本章小結 ...........................................18第 3 章 噴漆機器人機構設計 ...................................................................19目錄2 噴漆機器人數(shù)學模型的建立與分析 .....................19 腕部設計 ...........................................22 電機的選擇 ..................................22 小臂的設計 .........................................24 小臂設計的總體要求 ..........................24　 鉸鏈四桿機構的設計 ..........................25　 液壓缸的選擇與設計 ..........................26　 大臂的設計 ........................................29　 大臂設計的總體要