機(jī)器人總體設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論(編輯修改稿)
2025-07-12 05:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 主要用于搬運(yùn)作 業(yè)。如圖 所示 圖 球坐標(biāo)機(jī)器人 、移動(dòng)機(jī)器人、水下機(jī)器人和直角坐標(biāo)機(jī)器人等。按主要功能特征及應(yīng)用分類為移動(dòng)機(jī)器人、水下機(jī)器人、潔凈機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人、焊接機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人和軍用機(jī)器人等。 如圖 所示 圖 關(guān)節(jié)坐標(biāo)機(jī)器人 機(jī)器人設(shè)計(jì)方案與論證 經(jīng)小組討論，鑒于直角坐標(biāo)型機(jī)器人沒(méi)有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自由度，不能完成任務(wù)書所給要求，關(guān)節(jié)型機(jī)器人結(jié)構(gòu)要求高，不易于完成結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)設(shè)計(jì)，且設(shè)計(jì)成本高于其他兩種機(jī)型，故確定選用圓拄直角坐標(biāo)型機(jī)器人作為此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最終方案。 機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì) 7 1. 運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 該機(jī)器人的自由度數(shù)為四，主要分為機(jī)身回轉(zhuǎn)部分，手臂縱向移動(dòng)，手臂橫向移動(dòng)，手爪的旋轉(zhuǎn)這四個(gè)部分，每個(gè)部分有一個(gè)自由度。其中機(jī)身回轉(zhuǎn)部件是靠電機(jī)是帶動(dòng)減速器 等裝置來(lái)提供回轉(zhuǎn)自由度，從而帶動(dòng)整個(gè)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人的手臂縱向移動(dòng)是靠電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠來(lái)提供移動(dòng)的，而機(jī)器人橫向移動(dòng)也是靠電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠提供伸縮性能的，手爪是靠汽缸來(lái)帶動(dòng)的。 2. 傳 動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 根據(jù)動(dòng)力和速度參數(shù)，選擇驅(qū)動(dòng)方式，機(jī)身回轉(zhuǎn)是靠帶電機(jī)帶動(dòng)聯(lián)軸器，然后連接減速器，減速器連接小齒輪，小齒輪帶動(dòng)大齒輪，大齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)機(jī)身以上部分的回轉(zhuǎn)機(jī)器人的手臂縱向移動(dòng)是靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其傳動(dòng)裝置是帶東滾珠絲杠和一個(gè)滑塊來(lái)提供移動(dòng)的，而機(jī)器人橫向移動(dòng)也是靠電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠提供伸縮性能的，手爪是靠汽缸 來(lái)帶動(dòng)類似齒輪齒條的來(lái)進(jìn)行抓放，和汽缸來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 由用戶導(dǎo)引機(jī)器人，一步步按實(shí)際任務(wù)操作一遍，機(jī)器人在引導(dǎo)過(guò)程中自動(dòng)記憶每個(gè)動(dòng)作的位置、姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、并自動(dòng)生成一個(gè)連續(xù)執(zhí)行全部操作的程序。一步步完成全部操作，實(shí)現(xiàn)示教與再現(xiàn)。如圖 所示 圖 圓柱坐標(biāo)機(jī)器人 8 3 手臂橫向移動(dòng)部件設(shè)計(jì) 手臂橫向移動(dòng)部件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案 ，通過(guò)齒形帶將動(dòng)力傳遞到滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，通過(guò)絲杠副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，然后絲杠副與手臂相連，帶動(dòng)手 臂實(shí)現(xiàn)橫向移動(dòng)。 該機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)元件讓然是電動(dòng)機(jī)。傳動(dòng)裝置是齒形帶，滾珠絲杠，導(dǎo)向塊和導(dǎo)向柱。 該機(jī)構(gòu)的主要運(yùn)動(dòng)原理是：電機(jī)通過(guò)齒形帶帶動(dòng)滾珠絲杠，滾珠絲杠通過(guò)導(dǎo)向滑塊和導(dǎo)向柱實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向作用。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)手臂的橫向移動(dòng)。 電機(jī)選擇 感應(yīng)電機(jī)特點(diǎn)分類：感應(yīng)電機(jī)就是轉(zhuǎn)子之間靠電磁的感應(yīng)，在轉(zhuǎn)子內(nèi)感應(yīng)電流以實(shí)現(xiàn)幾點(diǎn)能量轉(zhuǎn)。感應(yīng)電機(jī)一般用于電動(dòng)機(jī)。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格便宜、運(yùn)動(dòng)方便 缺點(diǎn)：功率低、調(diào)速性能差 根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電源的不同，可分為直流 電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。其中交流電動(dòng)機(jī)還分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。 同步電動(dòng)機(jī)還可分為永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同電動(dòng)機(jī)。 異步電動(dòng)機(jī)可分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又分為三相異步電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)和罩極異步電動(dòng)機(jī)。交流換向器電動(dòng)機(jī)又分為單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)。 直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī) 。有刷直流電動(dòng)機(jī)可分為永磁直流電動(dòng)機(jī)和電磁直流電動(dòng)機(jī)。電磁直流電動(dòng)機(jī)又分為串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。永磁直流電動(dòng)機(jī)又分為稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)、鐵氧體永磁直流電動(dòng)機(jī)和鋁鎳鈷永磁直流電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)按起動(dòng)與運(yùn)行方式可分為電容起動(dòng)式電動(dòng)機(jī)、電容盍式電動(dòng)機(jī)、電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)和分相式電動(dòng)機(jī)。 9 電動(dòng)機(jī)按用途可分為驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)。 驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)又分為電動(dòng)工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴(kuò)孔等工具）用電動(dòng)機(jī)、家電（包 括洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、吸塵器、照相機(jī)、電吹風(fēng)、電動(dòng)剃須刀等）用電動(dòng)機(jī)及其它通用小型機(jī)械設(shè)備（包括各種小型機(jī)床、小型機(jī)械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動(dòng)機(jī)。 控制用電動(dòng)機(jī)又分為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)等。 電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動(dòng)機(jī)）。 電動(dòng)機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可分為高速電動(dòng)機(jī)、低速電動(dòng)機(jī)、恒速電動(dòng)機(jī)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)。 低速電動(dòng)機(jī)又分為齒輪減速電動(dòng)機(jī)、 電磁減速電動(dòng)機(jī)、力矩電動(dòng)機(jī)和爪極同步電動(dòng)機(jī)等。 調(diào)速電動(dòng)機(jī)除可分為有級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、無(wú)級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、有級(jí)變速電動(dòng)機(jī)和無(wú)極變速電動(dòng)機(jī)外，還可分為電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)、直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)、 PWM 變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。 齒形帶 參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》卷 2，選取齒形帶型號(hào)： 420L050GB/13487 （ 1） 設(shè)計(jì)功率 pd 的計(jì)算 pd = pka? pd — 設(shè)計(jì)功率（ kw） ? — 傳遞的功率（ kw） kA — 載荷修正系數(shù) 其中： ?
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