【正文】 求 ..........................29　 腰關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì) ......................................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(jì)與校核 ...............................................................35　 大軸 1 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 ............................35　 大軸 1 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................35 大軸 1 的強(qiáng)度校核 ............................36　 大軸 2 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................39　 大軸 2 的強(qiáng)度校核 ............................40　 小軸 1 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 ............................41 小軸 1 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................41 小軸 1 的強(qiáng)度校核 ............................42　 小軸 2 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)參考文獻(xiàn) .......................................................................................................47附錄一 開題報(bào)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(jì)0第一章 緒論 課題研究的背景及意義機(jī)器人是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的機(jī)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(jī)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(jī)器進(jìn)化過程的產(chǎn)物。用于表面涂覆工作的機(jī)器人稱為噴涂(或噴漆)機(jī)器人,它是機(jī)器人技術(shù)與表面噴涂工藝相結(jié)合的產(chǎn)物,是機(jī)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(jī)器人技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,機(jī)器人也被用來進(jìn)行涂裝作業(yè),進(jìn)而產(chǎn)生了一個新的機(jī)器人品種 —噴涂機(jī)器人。 課題國內(nèi)外現(xiàn)狀及研究的主要成果 噴涂機(jī)器人是可以進(jìn)行自動噴涂或噴漆的一種新型工業(yè)機(jī)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(jī)器人進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)器人還應(yīng)用了視覺傳感器、力覺傳感器,而遙控機(jī)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(jìn)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(jì)6以上因素所造成的機(jī)器人位姿誤差，必須在使用前對機(jī)器人進(jìn)行標(biāo)定，建立機(jī)器人的參照模型，目前用于機(jī)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(jī)器人標(biāo)定以及基于 CCD 的機(jī)器人標(biāo)定。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論、人工免疫、遺傳進(jìn)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(jī)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(jī)來進(jìn)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(jī)器人，但是仍然存在著價格昂貴、維護(hù)費(fèi)用高、兼容性低等問題，從而導(dǎo)致了競爭力和經(jīng)濟(jì)效益的下降。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)8第 2 章 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定驅(qū)動系統(tǒng) 驅(qū)動系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動系統(tǒng)是直接驅(qū)動整個機(jī)器人完成指定動作的機(jī)構(gòu)，而且工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動系統(tǒng)是機(jī)器人上的一個十分重要的機(jī)構(gòu)，對工業(yè)機(jī)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(diǎn)主要是運(yùn)行穩(wěn)定可靠，運(yùn)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(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，操作和控制都比較容易。多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的運(yùn)動空間比前三者大，可以完成十分復(fù)雜的動作，運(yùn)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(yùn)動的平穩(wěn)性，大臂和小臂原則上說都要進(jìn)行平衡。它使平衡支架在下臂運(yùn)動時做平面運(yùn)動，保證小臂在大臂運(yùn)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(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)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(jì)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(jī)構(gòu)，具體尺寸會在下一章根據(jù)工作空間所設(shè)計(jì)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(shí)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(jìn)行了必要的分析論證，在這之后設(shè)計(jì)了各個關(guān)節(jié)傳動機(jī)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(yàn)證細(xì)桿 2 的末端能否達(dá)到空間 abcdefgh 的八個頂點(diǎn)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(jì)方案中規(guī)定的極限值。讀圖可知達(dá)到 h 點(diǎn)時，細(xì)桿 1 的俯仰角度最大為 45 186。 腕部設(shè)計(jì) 電機(jī)的選擇手腕部分的電機(jī)的安裝：帶動噴槍旋轉(zhuǎn)的減速電機(jī) 1 安裝在回轉(zhuǎn)套內(nèi)帶動噴槍夾做旋轉(zhuǎn)運(yùn)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(jì)算力矩 T 為：T= J =P=Tω =2 =故訂做的減速電機(jī) 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(jī)通過脹緊套連接空心軸，所以電機(jī)輸出軸也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)募哟旨娱L。因此設(shè)計(jì)手臂時，該充分考慮根據(jù)機(jī)器人所要完成任務(wù)而提出設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)來說機(jī)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(jì)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(jì)算的 、 、 、 、 均是在轉(zhuǎn)動慣量最大的情況下計(jì)算1I23I45I得到的，所以用這些轉(zhuǎn)動慣量計(jì)算出的總力矩和功率，從而選擇的電機(jī)必然滿足噴漆機(jī)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(jì)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(jì)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(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)35結(jié)構(gòu)尺寸： 、 ，油缸兩支點(diǎn)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(yùn)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(jī)器人的工作空間的數(shù)學(xué)模型，驗(yàn)證了假設(shè)條件中的噴漆機(jī)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(jī)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(qiáng)度條件時，大軸 2 必然滿足強(qiáng)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(qiáng)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(jìn)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(jìn)行了校核。論證分析過程用到極限點(diǎn)法，即證明能夠滿足燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)50各個極限點(diǎn)，則其它各點(diǎn)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(jī)器人及其應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991:5257P．[2] 曲道奎 張念哲 ．機(jī)器人技術(shù)的新進(jìn)展[EB][3] 羅輯，杜柳青，袁冬梅，曾宇丹．機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]．機(jī)床與液壓，2022，9(1) ：2528P ．[4] 卞正崗．動化技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢[J] ．國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)，2022，9(1) ： 2528P．[5] 歐鋆．機(jī)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(jì)方法學(xué)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991：1226P．[7] 馬香峰．機(jī)器人結(jié)構(gòu)學(xué)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991：2340P．[8] 蔣新松．工業(yè)機(jī)器人[M]．北京：科學(xué)出版社，1997：8892P．[9] 高峰，劉辛軍．機(jī)器人機(jī)構(gòu) CAD 的研究[J]．機(jī)械工程報(bào)：2022，36(4)： 913P．[10] 王天然．機(jī)器人 [M]．北京：化工業(yè)出版社，2022：29P．[11] ，and ，A framework to planning robotic flexible assembly cells，in 32nd International Conference on Computers and Industrial Engineering， 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