scara工業(yè)機器人設(shè)計計算說明書模板(編輯修改稿)
2025-06-19 18:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 步帶：靠齒嚙合傳動，傳動比準確，傳動效率高，初張緊力最小， 瞬間速度均勻，單位質(zhì)量傳遞的功率最大；與鏈和齒輪傳動相比，噪聲小，不需 潤滑，傳動比、線速度范圍大，傳遞功率大；耐沖擊振動較好，維修簡便、經(jīng)濟。 廣泛應(yīng)用于各種機械傳動。(3) 諧波齒輪傳動：傳動比大、范圍寬；元件少，體積小，重量輕；同時 嚙合的齒數(shù)多，承載能力高；且誤差能互相補償，故運動精度高?？刹捎谜{(diào)整波 發(fā)生器達到無側(cè)隙嚙合；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低，傳動效率也比較高，且傳動比大時， 效率并不顯著下降，但主要零件一柔輪的制造工藝比較復(fù)雜。(4) 蝸桿傳動：傳動比大，工作平穩(wěn)，噪聲較小，結(jié)構(gòu)緊湊，在一定條件 下有自鎖性，效率低。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，對SCARA機器人的各個關(guān)節(jié)的傳動方式進行合理的選擇，為后續(xù)的關(guān)節(jié)電機型號的選擇和具體計算校核提供基礎(chǔ)。各關(guān)節(jié)的傳動 方案決定了整體機器人的結(jié)構(gòu)，是SCARA機器人能否傳輸運動、精準定位的一大參考值，因而在傳動方案的選擇中，查詢《國內(nèi)典型工業(yè)機器人圖冊》的機器 人傳動的經(jīng)典傳動方案，現(xiàn)給出傳動方案如下：第一二關(guān)節(jié)自由度均選擇交流伺服電機傳動，不僅保證了傳動精度，而且在效率和振動方面，也有良好的提高，此外，模塊化的產(chǎn)品也市場化，所以易購買，而且安裝也較為方便；第三關(guān)節(jié)和第四關(guān)節(jié)選擇滾珠絲桿滾珠花鍵以及同步帶傳動，在結(jié)構(gòu)緊湊的基礎(chǔ)上，保證了設(shè)計任務(wù)書中對三，四關(guān)節(jié)速度及運動范圍的要求。最終的傳動方案如表21所示：關(guān)節(jié)傳動方案大臂回轉(zhuǎn)伺服電機1224。諧波減速器224。大臂小臂回轉(zhuǎn)伺服電機2224。諧波減速器224。小臂Z軸方向直線運動伺服電機3224。同步齒形帶224。絲桿螺母224。主軸Z軸回轉(zhuǎn)運動伺服電機4224。同步齒形帶224。花鍵224。主軸表21 傳動方案 SCARA機器人機構(gòu)桿件參數(shù)初定由于scara是相對成熟的工業(yè)級產(chǎn)品，因此可參考具體的實機進行參數(shù)初定。這里選用ABB公司3公斤級臂展550mm的SCARA機器人作為參考，其外形圖如圖21所示。 圖21 IRB 910SC 3/ 外形圖任務(wù)書要求最大展開半徑要求為560mm，初定大臂325mm，小臂235mm。 SCARA機器人運動空間計算利用Matlab結(jié)合DH法計算SCARA機器人運動空間，計算程序如下所示。運動空間如圖22所示。%前置法計算scara運動空間 L1=325。%大臂長度L2=235。%小臂長度a=[]。%空矩陣保存解點坐標theta1_max=130。%關(guān)節(jié)1最大運動范圍theta2_max=125。%關(guān)節(jié)2最大運動范圍theta3_max=180。%關(guān)節(jié)3最大運動范圍d1=0。 d2=0。 d3=0。%建立DH坐標參數(shù) 參數(shù)取決于機器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)暫取0 不會影響最終成圖形狀d4_max=80。%關(guān)節(jié)4最大運動范圍deg2rad=pi/180。N=10。%設(shè)置循環(huán)次數(shù) 嵌套循環(huán)運算量大 求解費時r=10。 %設(shè)執(zhí)行器距關(guān)節(jié)四在x方向上偏移量為rA=[r。0。0。1]。%執(zhí)行器坐標原點在第四關(guān)節(jié)坐標中表示%機器人學中的算法for i=N:N theta1=i*theta1_max*deg2rad/N。 A01=[cos(theta1) sin(theta1) 0 0 sin(theta1) cos(theta1) 0 0 0 0 1 d1 0 0 0 1 ]。 for j=N:N theta2=j*theta2_max*deg2rad/N。 A12=[cos(theta2) sin(theta2) 0 L1 sin(theta2) cos(theta2) 0 0 0 0 1 d2 0 0 0 1 ]。 for k=N:N theta3=k*theta3_max*deg2rad/N。 A23=[cos(theta3) sin(theta3) 0 L2 sin(theta3) cos(theta3) 0 0 0 0 1 d3 0 0 0 1]。 for p=0:N d4=p*d4_max/N。 A34=[1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 d4 0 0 0 1]。 T04=A01*A12*A23*A34。 a=[a T04*A]。 end end endendscatter3(a(1,:),a(2,:),a(3,:))。%繪三維散點圖axis equal。 圖22 SCARA機器人運動空間 SCARA機械臂材料初定機械臂的材料要根據(jù)工作狀況來選擇，SCARA機械臂具有體積小，重量輕的特點，對于實現(xiàn)運動的機
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