【正文】 鋼球直徑 螺紋滾道曲率半徑 偏心距 螺紋升角 螺桿大徑 取=螺桿小徑 螺桿接觸點(diǎn)直徑 螺母螺紋大徑 螺母螺紋小徑 取= 壓桿穩(wěn)定性核算 (6－2) 式中：—實(shí)際承受載荷的能力；—壓桿穩(wěn)定的支承系數(shù)()—鋼的彈性模量,—絲桿小徑的抗彎截面慣性矩：—壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)，～4，垂直安裝時取小值，. 剛度的驗(yàn)算 (6－3) 式中：—鋼的彈性模量,；—絲杠的最小截面積，；—扭矩，；—絲桿小徑的抗彎截面慣性矩：—在工作負(fù)載和扭矩共同作用下，所引起的每一導(dǎo)程的變形量。均具有摩擦阻力小，傳動效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速時不爬行，具有傳動可逆性的優(yōu)點(diǎn)，但靜壓螺旋傳動須有一套壓力穩(wěn)定、溫度恒定、過濾要求較高的供油系統(tǒng)，安裝與維護(hù)均很不方便，且成本劇增。為了控制位移速度的手臂位置控制由行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。選擇了驅(qū)動元件之后計(jì)算了大臂和小臂傳動機(jī)構(gòu)的尺寸，包括鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的尺寸以及兩個齒輪組的尺寸的計(jì)算和強(qiáng)調(diào)度校核。各個關(guān)節(jié)所作的運(yùn)動都是回轉(zhuǎn)運(yùn)動，綜合考慮各種傳感器，選用增量型編碼器。其中永磁式力矩電機(jī)的定子是永久磁鐵，轉(zhuǎn)子是線圈繞組，通過電樞為轉(zhuǎn)子線圈供電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子運(yùn)動。中心距a=m()/2==180mm 分度圓直徑==60mm，==300mm齒寬b==60mm，取小齒輪齒寬=70mm，大齒輪齒寬=65mm齒頂高===3mm，齒根高===按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核確定各個參數(shù)數(shù)值（1）查表取彎曲疲勞壽命系數(shù)=，=　?。?）查表取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)=，==，=（3）查表取彎曲疲勞極限=710MPa，=710MPa（4）取彎曲疲勞系數(shù) =可得== ==（5）驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度===432MPa==388MPa彎曲疲勞強(qiáng)度足夠[2630]。綜合考慮各種電機(jī)，這里選用遼寧本溪山城電機(jī)廠生產(chǎn)電磁式直流伺服電動機(jī)，型號為Z241，額定電壓110/220V，功率3kw，轉(zhuǎn)速1500r/min，重量88kg。體積V=hA =1 =質(zhì)量m== =大臂對i軸的轉(zhuǎn)動慣量大臂繞其質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量為= m(b2+a2) =平移到i軸上=+m =+ =小臂對i軸的轉(zhuǎn)動慣量小臂對i軸的轉(zhuǎn)動慣量=大臂和小臂對i軸的轉(zhuǎn)動慣量的總和=+=+=總力矩的計(jì)算取大臂的轉(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=　　　　　 =/2 =靜態(tài)力矩T：當(dāng)大臂和小臂在一條直線時靜態(tài)力矩最大，此時T=mgr=(++) =摩擦力矩T：綜上所述總力矩T=T+ T=取電機(jī)的轉(zhuǎn)速為=1500 r/min，即角速度為=50rad/s則總的傳動比為:=/n=157/=100故電機(jī)輸出端的負(fù)載力矩為T= T/ = =電機(jī)輸出端的功率為P= T =50 =選擇電機(jī)的型號一般對驅(qū)動元件有以下幾方面要求：（1）慣量小，動力大。 大臂的設(shè)計(jì) 大臂設(shè)計(jì)的總體要求六自由度弧焊機(jī)器人大臂的主要作用是用來承受小臂的重量和固定鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的底桿，因此六自由度弧焊機(jī)器人的大臂對整個機(jī)器人能否保持穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用?！↓X輪的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算電磁式直流伺服電機(jī)經(jīng)調(diào)速后要通過一個齒輪組來傳遞動力，再通過齒輪帶動鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)小臂的俯仰運(yùn)動。（2）體積小，重量輕。/4 = m3質(zhì)量m=V= =腕部結(jié)構(gòu)對i軸的轉(zhuǎn)動慣量腕部繞其質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量為= m(b2+h2) = kgm2平移到i軸上=+m =+5(+＋)2 =回轉(zhuǎn)套支架對i軸的轉(zhuǎn)動慣量回轉(zhuǎn)套支架繞其質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量為= m(b2+h2) = kgm2平移到i軸上=+m =+7(＋)2=小臂結(jié)構(gòu)對i軸的轉(zhuǎn)動慣量由于小臂是階梯狀前一段體積= m3質(zhì)量==，此外還要加上電機(jī)減速器軸聯(lián)軸器短軸的質(zhì)量共8kg。盡量減少對其關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動慣量以及偏重力矩，以減少驅(qū)動裝置的負(fù)載，同時注意減少運(yùn)動的動載荷與沖擊。設(shè)整個腕部、回轉(zhuǎn)套支架、聯(lián)軸器、短軸、電機(jī)、減速器等部件的質(zhì)量估算為12kg。電機(jī)2帶動回轉(zhuǎn)套做回轉(zhuǎn)運(yùn)動。在回轉(zhuǎn)套外，帶動回轉(zhuǎn)套回轉(zhuǎn)的減速電機(jī)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(yùn)動。）我國機(jī)器人的應(yīng)用前景是十分廣泛的。目前，機(jī)器人不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)制造業(yè)如采礦、冶金、石油、化學(xué)、船舶等領(lǐng)域，同時也已開始擴(kuò)大到核能、航空、航天、醫(yī)藥、生化等高科技領(lǐng)域以及家庭清潔、醫(yī)療康復(fù)等服務(wù)業(yè)領(lǐng)域中。目前，機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。(二) 1．第一代機(jī)器人 第一代機(jī)器人具有示教再現(xiàn)功能，或具有可編程的NC裝置，但對外部信息不具備反饋能力。連桿和關(guān)節(jié)按不同坐標(biāo)形式組裝，機(jī)器人可分為五種：直角坐標(biāo)形式，圓柱坐標(biāo)形式，球坐標(biāo)形式，關(guān)節(jié)坐標(biāo)形式及平面關(guān)節(jié)坐標(biāo)形式。5．承載能力 承載能力是指機(jī)器人在工作范圍內(nèi)的任何姿勢上所能承受的最大質(zhì)量。2．重復(fù)定位精度 機(jī)器人精度是指定位精度和重復(fù)定位精度。根據(jù)控制原理可分為程序控制系統(tǒng)，適應(yīng)性控制系統(tǒng)和人工智能控制系統(tǒng)。4．機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng) 機(jī)器人環(huán)境交互系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。每一大都有若干自由度，構(gòu)成一個多自由度的機(jī)械系統(tǒng)。軟機(jī)器人技術(shù)要求其結(jié)構(gòu)、控制方式和所用傳感系統(tǒng)在機(jī)器人意外地與環(huán)境或人碰撞時是安全的。機(jī)器人的結(jié)構(gòu)越來越靈巧，控制系統(tǒng)也越來越小，二者正朝著一體化的方向發(fā)展。研究內(nèi)容主要有以下10個方面：機(jī)器人的操作機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)：探索新的高強(qiáng)度輕質(zhì)材料，進(jìn)一步增強(qiáng)負(fù)載/自重比。目前日、美、德等發(fā)達(dá)國家已研制出了用于石油、天然氣輸送管道檢修的地下機(jī)器人。水下機(jī)器人：目前主要用于海洋石油開采、海底勘查、落水人員救撈、管道鋪以及電纜的鋪設(shè)和維護(hù)。并聯(lián)機(jī)器人：主體采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)，利用機(jī)器人技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度測量及加工，這是機(jī)器人技術(shù)向數(shù)控技術(shù)的拓展，為將來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和數(shù)控技術(shù)一體化奠定了基礎(chǔ)。這兩家公司制造的機(jī)器人成為了世界上最早的而且至今仍在使用的機(jī)器人。英格伯格和德沃爾又于1959年聯(lián)手制造出第一臺機(jī)器人。 控制裝置它是由人對機(jī)器人的啟動、停機(jī)及示教進(jìn)行操作的一種裝置，它指揮機(jī)器人按規(guī)定的要求動作。（2）手腕 是支承和調(diào)整末端執(zhí)行器姿態(tài)的部件，主要用來確定和改變末端執(zhí)行器的方位和擴(kuò)大手臂的動作范圍，一般有2～3個回轉(zhuǎn)自由度以調(diào)整末端執(zhí)行器的姿態(tài)。美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會提出的機(jī)器人定義為：“機(jī)器人是一種可重復(fù)編程和多功能的，用來搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī)”。宋健教授1999年7月5日在國際自動控制聯(lián)合會第14屆大會報告中所指出的：“機(jī)器人學(xué)的進(jìn)步和應(yīng)用是本世紀(jì)自動控制最有說服力的成就，是當(dāng)代最高意義上的自動化。關(guān)鍵詞: 六自由度；弧焊機(jī)器人；控制系統(tǒng)vABSTRACTThe robot is the mechanicalelectrical production which is posed of the technique of mechanical、electrical、sensor、control. Coming the 80 age, with the application of the automatic manufacture pipelining、flexible manufacture system and flexible automation, the robot will exert the profound influence on this. A characteristic of the robot is its ability to plete object manipulation or moving task through programming under the autocontrol. The constitution and performance of the robot embody each quality of the man and robot, especially the man’s intelligence and applicability as well as the veracity of the robot’s task and the ability of pleting task under each environment.A joint type 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 motors．This scheme introduced some basic information and theory of the robots. It is included that the position of the robot, the group of the robot, and the main capability of technology. It consulted the st