【正文】 求 ..........................29　 腰關(guān)節(jié)的設(shè)計 ......................................32 傳感器的選擇 .......................................33　 本章小結(jié) ..........................................33第 4 章 　 軸、螺釘?shù)脑O(shè)計與校核 ...............................................................35　 大軸 1 的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核 ............................35　 大軸 1 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................35 大軸 1 的強度校核 ............................36　 大軸 2 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................39　 大軸 2 的強度校核 ............................40　 小軸 1 的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核 ............................41 小軸 1 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................41 小軸 1 的強度校核 ............................42　 小軸 2 的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核 ............................44　 回轉(zhuǎn)底盤與腰部主軸連接螺釘?shù)男：?..................45　 本章小結(jié) ..........................................45燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計參考文獻(xiàn) .......................................................................................................47附錄一 開題報告附錄二 文獻(xiàn)綜述附錄三 外文文獻(xiàn) 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計0第一章 緒論 課題研究的背景及意義機器人是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的機械電子裝置,既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力,又有機器持續(xù)工作時間長、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力,從某種意義上說它也是機器進化過程的產(chǎn)物。用于表面涂覆工作的機器人稱為噴涂(或噴漆)機器人,它是機器人技術(shù)與表面噴涂工藝相結(jié)合的產(chǎn)物,是機器人產(chǎn)品中的一個特殊品種,主要用于工業(yè)領(lǐng)域的表面涂裝作業(yè),靜電噴霧技術(shù)同時也廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中噴藥殺蟲和除草等植保作業(yè)。隨著機器人技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的不斷擴展,機器人也被用來進行涂裝作業(yè),進而產(chǎn)生了一個新的機器人品種 —噴涂機器人。 課題國內(nèi)外現(xiàn)狀及研究的主要成果 噴涂機器人是可以進行自動噴涂或噴漆的一種新型工業(yè)機器人，1969 年由挪威一家公司發(fā)明。航天航空部的 703 所、625 所使用熱噴涂機器人進行作業(yè)，用來噴涂一些重要而特殊航空部件。意大利 COMAU 公司和日本 FANUC 等公司已開發(fā)出了此類產(chǎn)品。過去機器人系統(tǒng)的可靠性一般為幾千小時,而現(xiàn)在已達(dá)到 5 萬小時,可以滿足任何場合的需求。4)機器人中傳感器的作用日益突出,除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機器人還應(yīng)用了視覺傳感器、力覺傳感器,而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的信息融合技術(shù)來進行環(huán)境建模及決策控制。為解決燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計6以上因素所造成的機器人位姿誤差，必須在使用前對機器人進行標(biāo)定，建立機器人的參照模型，目前用于機器人標(biāo)定的技術(shù)有基于三坐標(biāo)測量儀的標(biāo)定、基于激光跟蹤儀的機器人標(biāo)定以及基于 CCD 的機器人標(biāo)定。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論、人工免疫、遺傳進化等智能控制算法與 PID 理論相結(jié)合，用于 PID 參數(shù)的整定，成為未來機器人控制發(fā)展的趨勢。目前我國的部分汽車生產(chǎn)廠家還在使用軌跡靈活度較低、柔性差的自動噴涂機來進行汽車車身的涂裝，少數(shù)企業(yè)雖然采用了外國設(shè)備制造商的噴漆機器人，但是仍然存在著價格昂貴、維護費用高、兼容性低等問題，從而導(dǎo)致了競爭力和經(jīng)濟效益的下降。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計8第 2 章 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 確定驅(qū)動系統(tǒng) 驅(qū)動系統(tǒng)工業(yè)機器人的驅(qū)動系統(tǒng)是直接驅(qū)動整個機器人完成指定動作的機構(gòu)，而且工業(yè)機器人的驅(qū)動系統(tǒng)是機器人上的一個十分重要的機構(gòu)，對工業(yè)機器人的性能和功能以及維修是否方便有很大的影響。液壓驅(qū)動系統(tǒng)的特點主要是運行穩(wěn)定可靠，運動件的慣性小，快速相應(yīng)的靈敏度高，傳動比較大，低速性能好，容易實現(xiàn)無極調(diào)速，操作和控制都比較容易。多關(guān)節(jié)型機器人的運動空間比前三者大，可以完成十分復(fù)雜的動作，運動軌跡靈活多變，自由度多而且結(jié)構(gòu)相對簡單。 210186。手臂的平衡：為了減小驅(qū)動力矩和增加運動的平穩(wěn)性，大臂和小臂原則上說都要進行平衡。它使平衡支架在下臂運動時做平面運動，保證小臂在大臂運動時其夾角 227。a —大臂長2L —大臂合重心矩 的長度2O 其算法與小臂相同。這個四桿機構(gòu)在設(shè)計時應(yīng)該盡可能的減少底桿和后桿的重量，使之與腕總體結(jié)構(gòu)設(shè)計19部的質(zhì)量接近，而且其所占空間也應(yīng)該盡可能的小，綜合考慮選擇曲柄搖桿機構(gòu)，具體尺寸會在下一章根據(jù)工作空間所設(shè)計的手臂的長度給出。腰部旋轉(zhuǎn)和大臂的俯仰以及小臂的俯仰共同配合將實現(xiàn)腕部在空間任意位置定位。并給出了各關(guān)節(jié)的傳動方案，同時進行了必要的分析論證，在這之后設(shè)計了各個關(guān)節(jié)傳動機構(gòu)和大體上的連接方案。170176。 至80186。綜上所述，我們現(xiàn)在的論證空間是 abcdefgh，在論證時只需要驗證細(xì)桿 2 的末端能否達(dá)到空間 abcdefgh 的八個頂點即可。讀圖可知當(dāng)達(dá)到其他位置時，細(xì)桿 1 與細(xì)桿 2 相對于細(xì)桿 1 的俯仰角度均小于設(shè)計方案中規(guī)定的極限值。讀圖可知達(dá)到 h 點時，細(xì)桿 1 的俯仰角度最大為 45 186。 腕部設(shè)計 電機的選擇手腕部分的電機的安裝：帶動噴槍旋轉(zhuǎn)的減速電機 1 安裝在回轉(zhuǎn)套內(nèi)帶動噴槍夾做旋轉(zhuǎn)運動，從而使噴槍時刻正對被加工。圓柱體的轉(zhuǎn)動慣量為：J = m(3 R2+L2)1 = 3(3 + ). = 取噴槍的轉(zhuǎn)動角速度為 ω =2 rad/s，n=60r/min?取啟動時間為 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)論文25由此轉(zhuǎn)動角加速度 =20 rad/s2??計算力矩 T 為：T= J =P=Tω =2 =故訂做的減速電機 1 的額定電壓為 220V，輸出功率至少為 4w，輸出轉(zhuǎn)矩至少為 ，轉(zhuǎn)速為 1400r/min，減速箱的減速比為 23。電機通過脹緊套連接空心軸，所以電機輸出軸也要進行適當(dāng)?shù)募哟旨娱L。因此設(shè)計手臂時，該充分考慮根據(jù)機器人所要完成任務(wù)而提出設(shè)計要求，從而確定手臂桿的大體結(jié)構(gòu)和長度。對于雙搖桿機構(gòu)來說機架為最短邊的對邊，既大臂與最短桿相對。小臂總體質(zhì)量的計算 [2125]小臂的大體結(jié)構(gòu)為分段空心圓柱，材料為鋁合金體積 V=lA = /4＋ 178。3I1m = kg m2平移到 i 軸上 = +m3I39。25r =+27 = m2對 i 軸總的轉(zhuǎn)動慣量以上計算的 、 、 、 、 均是在轉(zhuǎn)動慣量最大的情況下計算1I23I45I得到的，所以用這些轉(zhuǎn)動慣量計算出的總力矩和功率，從而選擇的電機必然滿足噴漆機器人在其他工作狀態(tài)下的工作要求。，最小時 ，則活塞全行程為 220mm。30’30’’702??燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計32活塞行程為零時小臂與大臂夾角 Φ =β +227。大臂總體質(zhì)量的計算大臂的大體結(jié)構(gòu)為長方體并且兩端中空，鉆有小孔。主要評價的性能指標(biāo)是功率密度，由于驅(qū)動元件是安裝在腰部回轉(zhuǎn)盤上的，如果驅(qū)動元件過大，就會導(dǎo)致腰部回轉(zhuǎn)盤過大，所以這里要求驅(qū)動元件的功率密度應(yīng)該盡可能的大些。第 3 章 噴漆機器人機構(gòu)設(shè)計35結(jié)構(gòu)尺寸： 、 ，油缸兩支點距離最大mO16539。21’10”2活塞行程為零時：Φ =43186。1339。增量型編碼器能夠物體的旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生信號?！?本章小結(jié)本章首先用簡單的空間立體幾何方法建立了噴漆機器人的工作空間的數(shù)學(xué)模型，驗證了假設(shè)條件中的噴漆機器人的各個關(guān)節(jié)的尺寸是符合工作要求的。bc 段為過渡段，長度為 80mm，直徑 92mm，固定齒輪的軸肩高度為 。而且這段軸與大臂的連接方式是脹緊聯(lián)結(jié)，通過脹緊套使大軸 1 與大臂連接在一起。垂直面彎矩圖見圖 (d) 圖。確定大軸 2 的材料以及各段直徑和長度大軸 2 的材料為 40Cr，調(diào)制處理。裝配的軸承為角接觸球軸承，型號是 7217C。兩根軸的主體機構(gòu)和材料以及熱處理方式一樣，大軸 2 的受力比大軸 1 的受力小得多，當(dāng)大軸 1 滿足強度條件時，大軸 2 必然滿足強度條件。ef 段為過渡段，長度為 95mm，直徑 38mm。+ =1HFr2153= (67+153)故 =， =垂直面受力圖如圖 (b)所示。因此小軸 1 的強度滿足要求，故安全。對大軸 1 、大軸 小軸 小軸 2 的各個段的尺寸進行了確定，同時確定了安裝在軸上的軸承的類型和型號，最后按照彎扭合成力矩對軸進行了校核。論證分析過程用到極限點法，即證明能夠滿足燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計50各個極限點，則其它各點必然滿足。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)論文51參考文獻(xiàn)[1] 杜祥瑛．工業(yè)機器人及其應(yīng)用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1991:5257P．[2] 曲道奎 張念哲 ．機器人技術(shù)的新進展[EB][3] 羅輯，杜柳青，袁冬梅，曾宇丹．機電一體化技術(shù)在機械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]．機床與液壓，2022，9(1) ：2528P ．[4] 卞正崗．動化技術(shù)和機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢[J] ．國內(nèi)外機電一體化技術(shù)，2022，9(1) ： 2528P．[5] 歐鋆．機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J] ．廣西電業(yè)，2022，10(10) ：99100P ．[6] 黃純穎．設(shè)計方法學(xué)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1991：1226P．[7] 馬香峰．機器人結(jié)構(gòu)學(xué)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1991：2340P．[8] 蔣新松．工業(yè)機器人[M]．北京：科學(xué)出版社，1997：8892P．[9] 高峰，劉辛軍．機器人機構(gòu) CAD 的研究[J]．機械工程報：2022，36(4)： 913P．[10] 王天然．機器人 [M]．北京：化工業(yè)出版社，2022：29P．[11] ，and ，A framework to 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