機(jī)械臂及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)---高剛度及高密度(編輯修改稿)
2025-02-08 05:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 對(duì)于管的移動(dòng)。兩個(gè)軸承是兩個(gè)管狀部分間隔（查看詳細(xì)的手腕示意圖 8）。保持在手腕上運(yùn)行的軸 靠軸承保證。軸承是固定的，兩個(gè)接頭的剛性連接六個(gè)固定螺釘。內(nèi)側(cè)有一個(gè)計(jì)數(shù)器的板由于結(jié)構(gòu)受到橫向移動(dòng)的限 制。軸承是由圖 8 中所描繪的兩個(gè)空心的圓筒形分離間隔件組成。間隔物在加工中同時(shí)進(jìn)行，以保證其等效的長(zhǎng)度。內(nèi)襯墊的長(zhǎng)度被加工了 英寸（ 毫米）。這將確保預(yù)應(yīng)力的角接觸軸承（外對(duì)內(nèi)圈）。預(yù)應(yīng)力引起相當(dāng)大的剛度以消除間隙。手腕在兩個(gè)軸承間自由旋轉(zhuǎn)，但在軸向上的移動(dòng)卻被限制。 手腕上有一個(gè)奇點(diǎn)時(shí)，軸聯(lián)合圖 4 是接頭 6 的軸線平行。電機(jī)軸 5 是連接到 高次諧波發(fā)生器驅(qū)動(dòng)器的。 腕關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)由手腕和一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)組成。手腕上的保持器以 90176。的方向插入管狀結(jié)構(gòu)。 A 引腳是位于通過(guò)手腕保持器上（引腳的長(zhǎng)度是大 于手腕保持器的直徑）。當(dāng)手腕保持器緊固到所述管狀結(jié)構(gòu)，引腳被壓靠在管狀結(jié)構(gòu)上，固定兩引腳的確切位置且造成手腕處于軸向張力狀態(tài)。 手腕支架軸上的應(yīng)力將轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣邚澢鷦偠?。較高的彎曲剛度就允許使用較輕的遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鏈接，導(dǎo)致較低的慣性力和更高的準(zhǔn)確性。 被貫通于管狀結(jié)構(gòu)的軸連接到一組諧波。諧波驅(qū)動(dòng)器的鉗位環(huán)緊固到管狀結(jié)構(gòu)上。由兩部分組成的外管， A 和 B（如圖 7），位于任一側(cè)管狀結(jié)構(gòu)上。外管 A有一個(gè)嵌入它的滾針軸承。滾針軸承駐留在管狀 結(jié)構(gòu)中。外管通過(guò)板和兩個(gè)推力軸承被保持在適當(dāng)位置。軸向間隙從而消失，以及在旋轉(zhuǎn)方向上 的剛度增強(qiáng)。 外管的兩部分， A 和 B，由鋁結(jié)構(gòu)連接（如圖 7 中支架）。該結(jié)構(gòu)由 U 形鋁亞菲特板組成。鋁的結(jié)構(gòu)被緊固到外管的兩部分。一軸是通過(guò)鋁結(jié)構(gòu)來(lái)定位并端部執(zhí)行器可被緊固。軸是由電動(dòng)機(jī)的外管頂部來(lái)旋轉(zhuǎn)。圖 9 顯示了完整的 UTI臂。 堆載預(yù)壓的影響 UTI 臂的設(shè)計(jì)是根據(jù)在可能情況下的 機(jī)械部件的預(yù)應(yīng)力來(lái)決定。正如上面的討論，預(yù)應(yīng)力在下列情況下呈現(xiàn)。 （ a） 預(yù)壓的滾珠花間的槽和軸以提高彎曲剛度并減少齒隙。 （ b） 加載一個(gè)恒定的張力于導(dǎo)螺桿的設(shè)計(jì)會(huì)把強(qiáng)度改造成彎曲剛度。 （ c） 軸向推力軸承的預(yù)壓。 （ d） 角接觸軸承的軸向預(yù)加載以提高抗彎剛度。 （ e） 手腕軸的設(shè)計(jì)是增強(qiáng)強(qiáng)度和抗彎剛度。 （ f） 齒輪的預(yù)應(yīng)力驅(qū)動(dòng)皮帶。 下面的分析表明，一個(gè)鏈接在進(jìn)行軸向預(yù)壓下可獲得彎曲剛度的增益。機(jī)械手連接設(shè)計(jì)的張力問(wèn)題，沒有外力，由 Rivin 發(fā)現(xiàn)被實(shí)現(xiàn)成一個(gè)單一的鏈路，精度高的定位系統(tǒng)。為了演示由于 預(yù)應(yīng)力的剛度的增強(qiáng)，考慮到在圖 8 所示手腕。假定從不同方向經(jīng)受彎矩于端部執(zhí)行器。在負(fù)載 P 和軸向預(yù)緊 S 下一個(gè)簡(jiǎn)單支持梁的偏轉(zhuǎn)是 E 是彈性模量， L 是懸臂的長(zhǎng)度， I 是截面二次距， y 是偏轉(zhuǎn)， S 是軸向拉力，P 是橫向加載， C 是從邊緣到位置 P 的距離。代入方程 S/EI=k2 求出方程左右兩邊。 C1， C2， C3， C4 是積分常數(shù)。用以下邊界條件來(lái)找到常量。 左側(cè)和右側(cè)的結(jié)果可以被寫成 最大撓度 y(max)作為中間量（ x=l/2） 手腕支架軸可近似為懸臂梁上的兩個(gè)軸承的一端和加載在手腕重量和有效負(fù)載的另一端上。增強(qiáng)剛度 k，懸臂通過(guò)以下方式獲得用 2P 代 P，用 2L 代 L。 雖然對(duì)于懸臂梁表剛度 k（無(wú)軸向負(fù)荷）， 鋁（ E=10*10 6psi） 的手腕他的軸直徑 d= 英寸（ 15 毫 米）長(zhǎng)度 l=6英寸（ 152 毫米）。為了增強(qiáng)剛度而預(yù)加載的 1000 磅（ 454 公斤）的計(jì)算公式為且未預(yù)加載荷的計(jì)算式為 提高 22%剛度的比率 。 鑒于屈服強(qiáng)度 ， 橫截面面積 A，允許的軸向張力可達(dá)到最大。（用于預(yù)應(yīng)力擰緊 如圖 8）
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