【正文】 建立了 8 年機(jī)械手試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行各種性能的試驗(yàn)。在我國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人的需求將快速增加，機(jī)器人數(shù)量將成為衡量一個(gè)國(guó)家、一個(gè)企業(yè)加工能力的一個(gè)標(biāo)志。 搬運(yùn)機(jī)器人是可以進(jìn)行自動(dòng)化搬運(yùn)作業(yè)的 工業(yè)機(jī)器人 。這兩種研究互相促進(jìn)，相輔相成。 16 升降 部件是機(jī)器人的組要執(zhí)行部件，它的作用是支承 手臂 和手部（包括工件和工具），并帶動(dòng)它們?cè)诳臻g 做旋轉(zhuǎn)和升降 運(yùn)動(dòng)， 手臂上 還安裝一些傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從臂部的受力情況來(lái)看，它在工作中直接承受腕，手和工件的靜動(dòng)載荷，自身運(yùn)動(dòng) 又較多，所以受力情況復(fù)雜。則整個(gè)旋轉(zhuǎn)部分和手臂伸縮部分及其抓取部分的安裝圖如下： 14 圖 36 旋轉(zhuǎn)裝配圖 1 升降臺(tái) 3M4 螺栓、墊片 4固定架 5步進(jìn)電機(jī) 8M5 螺栓、螺母、墊片 9旋轉(zhuǎn)支柱 10M4 螺釘 11旋轉(zhuǎn)軸 12角接觸球軸承 1 14 M16螺母、墊片 1 16M3螺栓、墊片 17端蓋 18密封圈 原理分析：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)像旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)使整個(gè)手臂和手抓轉(zhuǎn)動(dòng)。 抓取部分的結(jié)構(gòu)及工作原理說(shuō)明 如下圖： 圖 33 抓取裝配圖 1 手指部件 2圓錐銷 3手指固定板 6M5螺栓、螺母、墊片 7手臂板 9M2螺栓 、 M2 墊片 1 12M3 螺栓、螺母、墊片 13步進(jìn)電機(jī) 14保持架 15M2 螺 11 釘 16螺桿 17軸承端蓋 18角接觸球 軸承 19螺母 工作原理分析： 步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)螺桿運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺母向上運(yùn)動(dòng)，使得手指閉合抓取工件，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，使得螺桿軸反轉(zhuǎn)，螺母向下運(yùn)動(dòng)，手指松開(kāi)，放開(kāi)工件。其中 1`K 方位系數(shù)，與手指和工件的形狀、夾持的方位有關(guān)。根據(jù)要求選擇滑槽杠桿式鉗爪。采用如下方案能夠清晰了解工作原理，適合機(jī)器人模型演示。 技術(shù)設(shè)計(jì)階段 1） 、根據(jù)系統(tǒng)的要求的自由度和允許的空間空做范圍，選擇機(jī)器人的坐標(biāo)形式 2） 、擬訂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路線和空間作業(yè)圖。 2. 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于掌握機(jī)器人結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。從 94 年美國(guó)開(kāi)發(fā)出 “ 虛擬軸機(jī)床 ” 以來(lái)，這種新型裝置已成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)之一，紛紛探索開(kāi)拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。 3 2．機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人從 80 年代 “ 七五 ” 科技攻關(guān)開(kāi)始起步，在國(guó)家的支持下 ，通過(guò)“ 七五 ” 、 “ 八五 ” 科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開(kāi)發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人；其中有 130 多臺(tái)套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近 30條自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線（站）上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。 為滿足人們個(gè)性化的要求，工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)趨于小批量、多品種。這也是人類社會(huì)首次使用 “ 機(jī)器人 ” 這一概念。后來(lái)，羅薩姆公司使機(jī)器人具有了感情，在工廠和家務(wù)勞動(dòng)中，機(jī)器人成了必不可少的成員 。日本雖起步較晚，但結(jié)合國(guó) 情，面向中小企業(yè)，采取了一系列鼓勵(lì)使用機(jī)器人的措施，其機(jī)器人擁有量很快超過(guò)了美國(guó) ，一舉成為 “ 機(jī)器人王國(guó) ” 。 90 年代還出現(xiàn)了具有感知、決策、動(dòng)作能力的智能機(jī)器人，產(chǎn)生了智能機(jī)器或機(jī)器人化機(jī) 器。其中最為突出的是水下機(jī)器人， 6000 米水下無(wú)纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還 開(kāi)發(fā)出直接遙控機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、管道機(jī)器人等機(jī)種；在機(jī)器人視覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)、聲覺(jué)等基礎(chǔ)技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用上開(kāi)展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。 6．當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段?，F(xiàn)在國(guó)外機(jī)器人制造廠家不僅自己開(kāi)設(shè)機(jī)器人課程也向?qū)W校提供資助 ，為學(xué)校提供機(jī)器人教學(xué)系統(tǒng)，據(jù)資料顯示，美國(guó)有很多大學(xué)開(kāi)設(shè)了機(jī)器人課程。 2） 、分析機(jī)器人所在系統(tǒng)的工作環(huán)境。 下面結(jié)合本演示系統(tǒng)的基本要求和設(shè)計(jì)的基本原則確定本系統(tǒng)的方案 確定總體方案 選取機(jī)器人的坐標(biāo)形式 由 要求可知這是一個(gè) 模型 演示的系統(tǒng)，即機(jī)器人的幾個(gè)基本的動(dòng)作的演示，了解機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)、控制方式等，加深對(duì)工業(yè)機(jī)器人及其適用的工作環(huán)境的了解，綜合考慮選用圓柱型坐標(biāo)，此坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是各動(dòng)作直觀性強(qiáng)，占用空間小，相對(duì)工作范圍大，也常用，而關(guān)節(jié)型、極坐標(biāo)型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)直觀性差，而直角坐標(biāo)型占地面積大、工作范圍小，靈活性差。 5～ 10176。缺點(diǎn)是工件直徑誤差會(huì)引起夾持后工件的中心發(fā)生移動(dòng)?？紤]工件在加工過(guò)程產(chǎn)生的慣性力、震動(dòng)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率影響，實(shí)際驅(qū)動(dòng)力為 ?/** 32 KKFPe ? 其中： K2 安全系數(shù)，取 ， 3K 工作情況系數(shù)，取 ， ? 機(jī)械效率，取 則 NKKFP e ** 32 ?? ?. 10 扭矩計(jì)算 計(jì)算螺紋升角，螺桿的公稱直徑 d=14mm,螺距 p=2mm,螺紋頭數(shù) n=mmpdd ??? .螺紋升角 ? ? ?*/* 2 ?? dpna rc tg ?? ，螺紋的當(dāng)量摩擦角 ?)c o s/( ?? ?? fa rctgv ，其中 f 為摩擦系數(shù)取 ， ? 是螺紋牙型角取 15? ，則 螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角，該螺桿螺母機(jī)構(gòu)可安全自鎖。 手臂旋轉(zhuǎn)部分設(shè)計(jì) 臂部回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力應(yīng)根據(jù)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力矩與回轉(zhuǎn)支撐處的摩擦力矩來(lái)計(jì)算 ，且啟動(dòng)過(guò)程中不是等加速運(yùn)動(dòng)，故最小驅(qū)動(dòng)力比理論上要大一些，即?/ ）（ 摩慣驅(qū) MMM ?? ， 其中 , η傳動(dòng)效率 取 M 慣 啟動(dòng)時(shí)的慣性力矩 M 摩 摩擦力矩 J 臂部零部件對(duì)其回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ω 回轉(zhuǎn)部件的角速度 取ω =π /6(弧度 /s) △ t 啟動(dòng)過(guò)程時(shí)間 取 秒 13 又該模型對(duì)潤(rùn)滑無(wú)太多要求，所以摩擦力矩可以忽略不計(jì)，則 ?/ 慣驅(qū) MM ? 計(jì)算慣性力矩 各部件的重量和距回轉(zhuǎn)軸線的距離 簡(jiǎn)圖如下： 圖 35 各部件簡(jiǎn)化支點(diǎn)圖 將各組件的簡(jiǎn)化質(zhì)量及離回轉(zhuǎn)軸的距離如上圖所示，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式：22210 2/1 ?? MmRMJJ ???? ，計(jì)算各組件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 底座的設(shè)計(jì) 機(jī)身表示直接連接支承，傳動(dòng)手臂和行走機(jī)構(gòu)的部件，一般情況下實(shí)現(xiàn)臂部的升降，回轉(zhuǎn)或俯仰等運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置或傳動(dòng)部件都安裝在機(jī)身上。技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究任務(wù)是正確地認(rèn)識(shí)和處理技術(shù)和經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，尋找技術(shù)經(jīng)濟(jì)的客觀規(guī)律，尋找技術(shù)和經(jīng)濟(jì)之間的合理關(guān)系，包括最