【正文】 易的優(yōu)勢，但功能較少，適應(yīng)性較差。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 Collection Manipulator。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要水果和蔬菜是人類生活中必不可少的食物，種植面積和產(chǎn)量逐年提高。 Small berries。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。目前我國常把具有上述特點(diǎn)的機(jī)器人稱為專用機(jī)器人，而把工業(yè)機(jī)械人稱為通用機(jī)器人。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)基座部（固定或移動(dòng)臂部腕部控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 機(jī)器人 電、液或氣動(dòng)裝置單關(guān)節(jié)伺服控制器關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)及其它信息交換計(jì)算機(jī)手部 機(jī)器人的一般組成對于現(xiàn)代智能機(jī)器人而言，還具有智能系統(tǒng)，主要是感覺裝置、視覺裝置和語言識別裝置等。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供機(jī)器人各關(guān)節(jié)所需要的動(dòng)力，傳動(dòng)系統(tǒng)則將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為滿足機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩和運(yùn)動(dòng)所要求的驅(qū)動(dòng)力或力矩。針對五自由度機(jī)器手的結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。第2章 機(jī)械手設(shè)計(jì)方案 機(jī)械手設(shè)計(jì)的總體要求機(jī)械手設(shè)計(jì)的總體要求。2)對零件設(shè)計(jì)的基本要求：機(jī)械零件是組成機(jī)器的基本單元，對機(jī)器的設(shè)計(jì)要求最終是通過對零件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。 本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手主要是用于采摘作業(yè)。下面分別對機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式、傳動(dòng)方式以及機(jī)器人的各零部件材料作一一分析。3)球坐標(biāo)型（又稱極坐標(biāo)型）機(jī)器人的空間結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)和一個(gè)直線移動(dòng)所組成，即一個(gè)回轉(zhuǎn)，一個(gè)俯仰和一個(gè)伸縮運(yùn)動(dòng)組成，其工作空間圖形為一個(gè)球形，它可以作上下俯仰運(yùn)動(dòng)并能夠抓取地面上或較低位置的工件，具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作空間范圍大的特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。比較這些驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)，從中選出適合移動(dòng)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式。另外，步進(jìn)電機(jī)可以不必經(jīng)過反饋便可以穩(wěn)定調(diào)速，因此，本次設(shè)計(jì)的腰部轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、大臂擺動(dòng)、小臂擺動(dòng)均采用步進(jìn)電機(jī)；腕關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)采用直流異步電機(jī)。現(xiàn)在一些新型帶傳動(dòng)形式，如高速帶傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)己經(jīng)克服了以上大部分的缺點(diǎn)。一級圓柱齒輪傳動(dòng)在正常潤滑條件下效率可達(dá)到99%以上，在大功率傳動(dòng)中，高傳動(dòng)效率是十分重要的:傳動(dòng)比恒定，齒輪傳動(dòng)具有不變的瞬時(shí)傳動(dòng)比，因此齒輪傳動(dòng)可用于圓周速度為200m/s以上的高速傳動(dòng)；結(jié)構(gòu)緊湊，在同樣使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需要空間尺寸比帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)小得多；工作可靠、壽命長，齒輪傳動(dòng)在正確安裝，良好潤滑和正常維護(hù)條件下，具有其他機(jī)械傳動(dòng)無法比擬的高可靠性和壽命。齒形帶傳動(dòng)是同步帶的一種，用來傳遞平行軸間的運(yùn)動(dòng)或?qū)⒒剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，在本文中主要用于腰關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的傳動(dòng)。柔輪為可產(chǎn)生較大彈性變形的薄壁齒輪，其內(nèi)孔直徑略小于波發(fā)生器的總長。 4)傳動(dòng)效率高、壽命長。機(jī)械制動(dòng)器： 機(jī)械制動(dòng)器有螺旋式自動(dòng)加載制動(dòng)器、盤式制動(dòng)器、閘瓦式制動(dòng)器和電磁制動(dòng)器等幾種。但對于直流電機(jī)、同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)等各種不同類型的電機(jī)，必須分別采用適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)電路。工業(yè)機(jī)器人腰座，就是圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人、球坐標(biāo)機(jī)器人及關(guān)節(jié)型機(jī)器人的回轉(zhuǎn)基座。5)腰部的回轉(zhuǎn)要有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置，它包括驅(qū)動(dòng)器及減速器。它的作用是支承腕部和手部，并帶動(dòng)它們做空間運(yùn)動(dòng)。2)臂部運(yùn)動(dòng)速度要高，慣性要小。4)位置精度要高。兩自由度手腕足以滿足各種工作情況的需要。對于本文的果實(shí)采摘機(jī)器人，需要能夠剪切下物體即可，控制物體的位置和取向，選擇兩個(gè)手指就可以滿足此工作要求，所以在結(jié)構(gòu)上將采用兩指。；質(zhì)量:。在本次設(shè)計(jì)中采用的正是環(huán)形軸承，由于采集機(jī)械手對精度要求很高，所以采用這種結(jié)構(gòu)。所需時(shí)間 則腕部俯仰角加速度： （）負(fù)載啟動(dòng)慣性矩（靜摩擦力矩忽略不計(jì)）： （）取兩級圓柱齒輪傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比為2?？偟膫鲃?dòng)比。3）手腕轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì) (1)要求分析主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速:（諧波減速器的輸出轉(zhuǎn)速）齒數(shù)比 由于諧波減速器輸出的轉(zhuǎn)矩為，所以主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩也為。齒輪加工精度為 級。電機(jī)的選擇符合要求。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是向手指傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)夾緊和松開動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。選電機(jī)：選擇直流伺服電機(jī)，型號為MULTIPLEX STELLSERVO、額定電壓、額定轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)速。 同時(shí)，由于我知識量的限制，且時(shí)間倉促，本設(shè)計(jì)還存在一些缺陷，希望在今后的學(xué)習(xí)工作中加以改進(jìn)。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書本人及導(dǎo)師完全同意《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》、《中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》(以下簡稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》、《中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入CNKI《中國知識資源總庫》，在《中國博碩士學(xué)位論文評價(jià)數(shù)據(jù)庫》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?，心中是無盡的難舍與眷戀。是他們在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)，給了我很多解決問題的思路，在此表示衷心的感激。他無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)?；厥姿哪辏〉昧诵┰S成績，生活中有快樂也有艱辛。郭謙功老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日致 謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。通過這次設(shè)計(jì)，我提高了的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力，學(xué)生收獲頗多，這與王老師的悉心指導(dǎo)是分不開的。結(jié) 論我所做的課題是小漿果采摘機(jī)械手設(shè)計(jì)，選用的是關(guān)節(jié)型機(jī)器人。本文采用回轉(zhuǎn)型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。諧波減速器選擇：諧波減速器選擇型號為XB40，輸出轉(zhuǎn)矩T，輸出轉(zhuǎn)速。總的傳動(dòng)比，其中。確定許用應(yīng)力：齒面硬度:主動(dòng)齒輪按，從動(dòng)齒輪按。假設(shè)電機(jī)從加速到所用的時(shí)間為，則角加速度 () 折算到電機(jī)軸上的腕部負(fù)載加速轉(zhuǎn)矩 ()所以這算到電機(jī)軸上的總的腕部負(fù)載轉(zhuǎn)矩+＜電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩。由于進(jìn)電機(jī)不具有瞬時(shí)過載能力，故取安全系數(shù)為 2（下同），則步進(jìn)電機(jī)輸出的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩: （） 所以，選擇如下二相混合式步進(jìn)電機(jī)，型號：57BYG306；最大靜轉(zhuǎn)矩：；步距角：176。腰部的傳動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)通過諧波減速器的減速后，再帶動(dòng)薄壁密封交叉滾子軸承轉(zhuǎn)動(dòng)從而使腰座回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的轉(zhuǎn)動(dòng)。腰部的支承結(jié)構(gòu)：　　1）采用普通軸承的機(jī)器人腰部支承結(jié)構(gòu)。本文設(shè)計(jì)的機(jī)械手臂殼體采用鋁合金材料加工而成機(jī)械手手臂剛性好、抗扭能力強(qiáng)、重量輕，所有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置都置于機(jī)械手臂內(nèi)部，外形簡潔；機(jī)械手表面還裝有緩沖墊，當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置出現(xiàn)故障或供電電池耗盡時(shí)，可以起到緩沖作用，避免手臂沖擊造成損壞。在確定握力時(shí)，除考慮抓取物體重量外，還應(yīng)考慮傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)，以保證夾持安全可靠。 手腕部件設(shè)置于手部和臂部之間，它的作用主要是在臂部運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改變或調(diào)整手部在空間的位置，以擴(kuò)大機(jī)械手的動(dòng)作范圍，并使機(jī)械手變得更靈巧，適應(yīng)性更強(qiáng)。為減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，應(yīng)采取以下措施:(1)減少手臂運(yùn)動(dòng)件的重量，采用鋁合金等輕質(zhì)高強(qiáng)度材料。如果改變手部的姿態(tài)(方位)，則用腕部的自由度加以實(shí)現(xiàn)。6)腰部結(jié)構(gòu)要便于安裝、調(diào)整。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)部分全部安裝在腰座上，它承受了機(jī)器人的全部重量。另外，由于各方面限制，不方便在原有機(jī)構(gòu)上添加機(jī)械制動(dòng)器，所以只能通過軟件來實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的電氣制動(dòng)。 在機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中常使用伺服電動(dòng)機(jī)，伺服電機(jī)本身的特性決定了電磁制動(dòng)器是不可缺少的部件。6)由于柔輪承受較大的交變載荷，因而對柔輪材料的抗疲勞強(qiáng)度、加工和熱處理要求較高，工藝復(fù)雜。當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪后，迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形，其長軸兩端附近的齒與剛輪的齒完全嚙合，而短軸兩端附近的齒則與剛輪完全脫開。齒輪帶的傳動(dòng)比計(jì)算公式為 ()齒輪帶的平均速度為 () 諧波齒輪輪傳動(dòng)：諧波傳動(dòng)包括三個(gè)基本構(gòu)件：柔輪、剛輪和波發(fā)生器。蝸桿傳動(dòng)：蝸桿傳動(dòng)是一種空間齒輪傳動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)角為90度的兩軸間動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞。鏈輪上制造有特殊齒型的齒，依靠鏈輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。傳動(dòng)通常分為兩類:第一類是機(jī)械能不發(fā)生改變的傳動(dòng)—機(jī)械傳動(dòng)；另一類是機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑螂娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的傳動(dòng)—電傳動(dòng)。 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