【正文】 .....................................20 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 手臂的設(shè)計(jì) ..............................................................................................20 手臂的設(shè)計(jì)基本要求 .........................................................................20 大臂和小臂 .......................................................................................21 連桿 ....................................................................................................22 手腕部的設(shè)計(jì) .........................................................................................22 末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì) .................................................................................22 本章小結(jié) ..................................................................................................23 第 4 章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及校核 ............................................................25 腰部蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)及校核 ....................................................................25 腕部傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)及校核 ....................................................................25 傳動方案 ............................................................................................25 齒輪的設(shè)計(jì)及校核 ...........................................................................25 齒輪組設(shè)計(jì) ................................................................................25 直齒圓錐齒輪的設(shè)計(jì) .................................................................25 軸的設(shè)計(jì) ............................................................................................25 本章小結(jié) ...................................................................................................27 第 5 章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..................................................................................29 引言 ...........................................................................................................29 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .......................................................................................29 控制系統(tǒng)的類型選擇 ........................................................................29 控制系統(tǒng)的硬件電路 ........................................................................29 PCI 的接口設(shè)計(jì) .........................................................................................30 DSP 的設(shè)計(jì) ................................................................................................31 DSP 概述 .............................................................................................31 DSP 硬件電路 .....................................................................................31 DSP 軟件 .............................................................................................31 本章小結(jié) ...................................................................................................32 結(jié) 論 ................................................................................................................33 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) ...........................................................................................................34 致 謝 ................................................................................................................35 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 1章 緒 論 課題背景及研究的目的和意義 輪轂制造業(yè)屬于勞動密集型的行業(yè)，除了繁重的體力工作外，幾乎每個(gè)工序都存在著對人體有害的污染源和潛在的工傷事故 :熱加工工序燙灼傷的危險(xiǎn)，大量易燃易爆燃料及消耗材料時(shí)時(shí)刻刻威脅著操作手的安全 。工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個(gè)國家工業(yè)自動化的水平，目前，工業(yè)機(jī)器人主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運(yùn)以及堆垛等重復(fù)性并且勞動強(qiáng)度極大的工作，工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式。 [1] 針對原有輪轂生產(chǎn)線存在的勞動強(qiáng)度高，生產(chǎn)效率低，粗加工加工尺寸不穩(wěn)定等問題，通過工業(yè)機(jī)器人及新的 數(shù)控加工設(shè)備，不僅有效解決了輪轂大小頭軸承孔同軸度，大小頭螺孔位置度的質(zhì)量問題，滿足用戶圖紙的要求，而且降低了工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率將近一倍，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用著工業(yè)機(jī)器人。通過本設(shè)計(jì)可以使學(xué)生在實(shí)際課題設(shè)計(jì)中對生產(chǎn)加工，機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，機(jī)械手及其控制等知識得到切實(shí)的鍛煉。 機(jī)器人是一種能夠進(jìn)行編程，并在 自動控制下執(zhí)行某種操作或移動作業(yè)任務(wù)的機(jī)械裝置。最初我國在機(jī)器人技術(shù)方面的主要目的是跟蹤國際先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)，隨后，我國在機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用方面取得了很大成就。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 D．關(guān)節(jié)式、側(cè)噴式、頂噴式、龍門式噴涂機(jī)器人產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、 模塊化、系列化設(shè)計(jì)；柔性仿形噴涂機(jī)器人開發(fā)，柔性仿形復(fù)合機(jī)構(gòu)開發(fā)，仿形伺服軸軌跡規(guī)劃研究，控制系統(tǒng)開發(fā)； E．焊接、搬運(yùn)、裝配、切割等作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化研究；以及離線示教編程和系統(tǒng)動態(tài)仿真。我們主要從以下幾個(gè)方面對其進(jìn)行研究： (1） 可達(dá)空間的范圍。 3. 因?yàn)闆]有移動關(guān)節(jié)，所以不需要導(dǎo)軌。 三種驅(qū)動方式的特點(diǎn)見表 21。 液壓驅(qū)動 氣動驅(qū)動 電機(jī)驅(qū)動 輸出功率 很大 大 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(shí)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(shí)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(shí)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 結(jié)構(gòu)性能及體積 結(jié)構(gòu)適當(dāng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可標(biāo)準(zhǔn)化、模擬化，易實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動。 整個(gè)結(jié) 構(gòu)為空間關(guān)節(jié)型的， 本體由機(jī)座、腰部、大臂、小臂、手腕、末端執(zhí)行器和驅(qū)動裝置組成。這幾種機(jī)器 人專用軸承具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，精度高、剛度大，承載能力強(qiáng)（可承受徑向力、軸向力、傾覆力矩）和安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 （ 3） 大臂部件 :包括大臂和連桿。 因此本文選定 PC+DSP 運(yùn)動控制卡的控制方式。330/s 手腕扭轉(zhuǎn)： 176。 下面計(jì)算電機(jī)負(fù)載力矩。 ，維修方便，容易分解安裝，最 少零件個(gè)數(shù)以及簡單的潤滑 。 。 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)形式是多樣的，常用的有葉片式回轉(zhuǎn)缸，齒輪傳動機(jī)構(gòu)，鏈輪傳動機(jī)構(gòu)，活塞缸和連桿機(jī)構(gòu)等。主要有兩類 : 1. 匯交手腕 (或稱正交手腕 )它是 α、 β、 γ 的旋轉(zhuǎn)軸線匯交于一點(diǎn)。 （ 2）腕擺運(yùn)動 臂部輸出的空心軸通過一組錐齒輪組 ，錐齒輪組安裝在前爪法蘭上，錐齒輪與前爪法蘭相重合，使前爪旋轉(zhuǎn)法蘭隨錐齒輪轉(zhuǎn)動而上下擺動，實(shí)現(xiàn)腕擺 動 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 第五章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 引言 機(jī)器人控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 PCI 的接口設(shè)計(jì) PCI9052 提供高性能的接口連接，把各種外 部電路和器件通過 PCI905