【正文】 安裝機械制動器會使質量有所增加，故應盡量避免。從原理上講，這種制動器就是用彈簧力制動的盤式制動器，只有勵磁電流通過線圈時制動器打開，這時制動器不起制動作用，而當電源斷開線圈中無勵磁電流時，在彈簧力的作用下處于制動狀態(tài) 的常閉方式。為減小機構運行過程的沖擊和振 動，并且不降低控制精度，采用了齒形帶傳動。m 基于上述驅動系統(tǒng)的特點和機器人驅動系統(tǒng)的設計要求，本文選用直流伺服電機驅動的方式對機器人進行驅動。 圖 虛擬樣機場景 下面更進一步計算出所需要的電機力矩。本文采用回轉型傳動機構。由于被握工件的形狀、尺寸、重量、材質及表面狀態(tài)等不同，因此工業(yè) 機器人末端操作器是多種多樣的，大致可分為以下幾類： （ 1） 夾鉗式取料手 （ 2） 吸附式取料手 （ 3） 專用操作器及轉換器 （ 4） 仿生多指靈巧手 原始數(shù)據(jù)：電機轉子上下料機械手是電機轉子加工車床上下料用的專用機械手。 第 2 章 實驗平臺介紹及機械手的設計 該設計的目的是為了設計一臺 物料 搬運 機器人，利用現(xiàn)有已經(jīng)報廢的焊接機器人，本文的中結構設計主要偏向于對原有機構的改造和機械手的設計。通過引進技術、仿制、改造創(chuàng)新。 （ 3） 1970 年至今一直處于推廣應用和技術發(fā)展階段。然而，目前商品化的機器人系統(tǒng)多采用封閉結構的專用控制器，一般采用專用計算機作為上層主控計算機，使用專用機器人語言作為離線編程工具，采用專用微處理器，并將控制算法固化在EPROM 中，這種專用系統(tǒng)很難（或不可能）集成外部硬件和軟件。使用工業(yè)機器人代替人工操作的，主要是在危險作業(yè)（廣義的）、多粉塵、高溫、噪聲、工作空間狹小等不適于人工作業(yè)的環(huán)境 。 第二代機器人正在加緊研制。有的文獻則把機器人分為機械系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。目前研究主要集中在賦予機器人“眼睛”，使它能識別物體和躲避障礙物，以及機器人的觸覺裝置。第三類是專業(yè)機器人，主要附屬于自動機床或自動生產(chǎn)線上，用以解決機床上下料和工件傳送。 簡而言之，機器人就是用機器代替人手，把工件由某個地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操縱工件進行加工。但在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。工業(yè)機器人的技術水平和應用程度在一定程度上反映了一個國家工業(yè)自動化的水平，目前，工業(yè)機器人主要承擔著焊接、噴 涂、搬運以及堆垛等重復性并且勞動強度極大的工作，工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式。機器人的出現(xiàn)并得到應用，為這些作業(yè)的機械化奠定了良好的基礎。它 是一種獨立的、不附屬于某一主機的裝置，可以根據(jù)任務的需要編制程序，以完成各項規(guī)定操作。 機器人按照結構形式的不同又可分為多種類型，其中關節(jié)型機器人以其結構緊湊，所占空間體積小，相對工作空間最大，甚至能繞過基座周圍的一些障礙物等這樣一些特點，成為機器人中使用最多的一種結構形式，世界一些著名機器人的本體部分都采用這種機構形式的機器人。它們之間的相互關系如圖 12 所示。 1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機器人。 第三代機器人（機器人）則能獨立地完成工作過程中的任務。如發(fā)生某些偏離時，就將引起零部件甚至機器人本身的損壞。 美國工業(yè)機器人技術的發(fā)展，大致經(jīng)歷了以下幾個階段： （ 1） 19631967 年為試驗定型階段。據(jù)當時統(tǒng)計，美國大約 200 臺工業(yè)機器人，工作時間共達60 萬小時以上，與此同時，出現(xiàn)了所謂了高級機器人，例如：森德斯蘭德公司（ Sundstrand）發(fā)明了用小型計算機控制 50 臺機器人的系統(tǒng)。 我國雖然開始研制工業(yè)機器人僅比日本晚 56 年，但是由于種種原因，工業(yè)機器人技術 的發(fā)展比較慢。為保證機器人運行的穩(wěn)定性，采用兩塊“ Z”字形實心鑄鐵作支撐。 工作要求：要求設計的 電機轉子 上下料機械手 結構合理，工作可靠、平穩(wěn)，制造容易，維護保養(yǎng)方便；機械手手爪的動作與 機床裝卸工件的 動作相協(xié)調(diào)，上、下料兩手臂工作時同步動作。通過兩個機構串聯(lián)，使電機最終驅動 DE 的來回擺動，從而實現(xiàn)手指的開合運動。 驅動方式 該機器人一共具有四個獨立的轉動關 節(jié)，連同末端機械手的運動，一共需要 五個動力源。m Ncm 9200rpm 齒輪帶的傳動比計算公式為 2112 zznni ?? 齒輪帶的平均速度 av 為 2211 ntzntzva ?????? 圖 齒形帶傳動 制動器 制動器及其作用： 制動器是將機械運動部分的能量變?yōu)闊崮茚尫牛瑥亩惯\動的機械速度降低或者停止的裝置，它大致可分為機械制動器和電氣制動起兩類。 電氣制動器 電動機是將電能轉換為機械能的裝置，反之，他也具有將旋轉機械能轉換為電能的發(fā)電功能。首先需要選擇和硬件平臺，控制系統(tǒng)硬件平臺對于系統(tǒng)的開放性、實現(xiàn)方式和開發(fā)工作 量有很大的影響。其性能價格比優(yōu)越，兼容性好，有利于軟硬件維護和升級。 伺服放大器 在驅動系統(tǒng)設計 過程 中，主要是對 伺服電機 的驅動，本文中利用報廢機器人上的 maxon電機驅動關節(jié)，因此同樣選用 maxon伺 服電機驅動器（ maxon motor control4QDC Servo Control LSC 30/2）進行驅動，如圖 所示，這是專門針對maxon 電機設計的伺服電機放大控制器，具有很強的控制功能和穩(wěn)定性，電源電壓 12~30v 之間， 2 接線端子接伺服電機，直接給電機供電， 3， 4 接線端與電源相連， 8 接控制電壓，通過數(shù)據(jù)采集卡輸出的模擬電壓信號進入這兩個接線端來控制電機的轉速大小和正反轉， 1 14 接測速計（本文中未用）， 10 之間是一個光耦合器，輸入“準備好”信號。 其中 PCL812PG 通過五路數(shù)字量 輸出來控制電機電路的通斷， PCL726 通過五路模擬量輸出來控制電機的正反轉和運行速度，另外 PCL812PG 還負責采集五個電位器的電壓，以此將電機的運行角度反饋給計算機。電位器的標定就是根據(jù)在各個角度處測量的電壓值，擬合出一條直線， 近似替代真實的函數(shù)關系。 從圖 可以看出，工控機通過數(shù)據(jù)采集控制 。 電機的自鎖 前面在 節(jié)中講到該機器人關節(jié)上未裝制動器，所以必須通過軟件程序實現(xiàn)關節(jié)的自鎖，尤其是肩關節(jié)和肘關節(jié)的自鎖。 下圖為程序流程圖： 調(diào)用 OnT2Button()或 OnT3Button()函數(shù) 使電機電壓為 0，并采樣此時位置，將電位器輸出值存放在 fVoltage_former 中 延時 tms，再次采樣，取得誤差量 e1= fVoltage_former fVoltage 進入 for 循環(huán) 延時 tms，再次采樣，取得誤差量， 使 e2=e1， e1= fVoltage_former fVoltage。 用 for 函數(shù)控制循環(huán)次數(shù)，經(jīng)過 n此循環(huán)后，跳出循環(huán)，大臂或小臂已停止下落實現(xiàn)制動 struct position *next。 回參考點的程序和回放示教程序一樣，不過回參考點只是運行到一個位置。 （ 4） 電位器輸出電壓會在一定范圍內(nèi)會有 無規(guī)則的波動 由于電位器材料電阻率分布的不均勻以及電刷滑動時接觸電阻的無規(guī)律變化，會引起所謂的“滑動噪聲”。當然手工編寫的程序代碼也可以在此虛擬場景中運行， 以驗證其合理與否。于老師身體狀況欠佳，且公務繁忙，但是還是經(jīng)常抽時間來視察學生畢業(yè)設計進度，就畢業(yè)設計過程中遇到的問題給予耐心指導，敦敦教誨，身體力行，實在令學生欽佩感動不已！特此，學生鄭重向于老師表示感謝！ 另外，學生還要感謝何玉成師兄和任小剛師兄，他們在學生畢業(yè)設計的過程中給出了許多有益的建議，特此表示感謝！ 參考文獻 [1] Craig, John J. Introduction to robotics. 北京 機械工業(yè)出 版社 ， 2021 [2] Basilio Bona and Aldo Curatella. Identification of Industrial Robot Parameters for Advanced ModelBased Controllers Design Proceedings of the 2021 IEEE International Conference on Robotics and Automation. Barcelona, Spain, April 2021 [3] 索羅門采夫 . 工業(yè)機器人圖冊 . 北京 機械 工業(yè)出版社 ， 1993 [4] 周伯英 . 工業(yè)機器人設計 . 北京 機械工業(yè) 出版社 ， 1995 [5] 郭洪紅 賀繼林 田宏宇 席巍 . 工業(yè)機器人技術 . 西安電子科技大學出版社， 2021 [6] 三浦宏文 . 機電一體化實用手冊 . 科學出版社 OHM 社， 2021 [7] 陳國聯(lián) 王建華 夏建生 . 電子技術 . 西安交通大學 出版社， 2021 [8] 沈?？? 嚴武升 楊庚辰 . 電機與電器 . 北京理工大 學出版社， 2021 [9] 羅建軍 朱丹軍 顧剛 劉路放 . 大學 C++程序設計 教程 . 北京：高等教育出版社， 2021 [10] 羅建軍 崔舒寧 楊琦 . 大學 Visual C++程序設計案例教程 . 北京：高等教育出版社， 2021 聯(lián)系 qq:437485113 全套圖紙