循跡物料搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-16 13:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 氣壓傳動(dòng)反應(yīng)快、動(dòng)作迅速、維護(hù)簡單、工作介質(zhì)清潔、管路不易堵塞，不存在工作介質(zhì)變質(zhì)、補(bǔ)充和更換等問題；而且成本低，能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。但因空氣的可壓縮性較大，使系統(tǒng)的動(dòng)作和工作速度穩(wěn)定性受負(fù)載變化的影響大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性較差，不易實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的速度控制和很高的定位精度；而且氣動(dòng)裝置的體積與液壓傳動(dòng)相比較大，產(chǎn)生的推力小。其主要原因是氣壓系統(tǒng)工作壓力低（~），不易獲得較大的輸出力或轉(zhuǎn)矩。（3） 齒輪齒條嚙合傳動(dòng)特點(diǎn)：齒輪齒條傳動(dòng)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，它傳遞的功率大，速度范圍廣，效率高，工作可靠，壽命長，機(jī)構(gòu)緊湊，能保證恒定的傳動(dòng)比。但是，這樣的運(yùn)動(dòng)也可以反向驅(qū)動(dòng)，也就是齒條作直線運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，適合大距離的傳遞，如機(jī)床導(dǎo)軌底下帶動(dòng)托板箱移動(dòng)的就是齒輪齒條傳動(dòng)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)需要外加鎖緊裝置，因?yàn)橹撝礄C(jī)構(gòu)不能自鎖，并且齒輪齒條不適用于兩軸中心距過大的傳動(dòng)及振動(dòng)沖擊較大的場合。（4） 絲杠螺母傳動(dòng)特點(diǎn)：用于距離較短的高精度定位；電機(jī)和滾珠絲杠只用聯(lián)軸器連接，沒有間隙。 R方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)（1） 擺動(dòng)氣（液）缸特點(diǎn)：擺動(dòng)氣缸是利用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)輸出軸在一定角度范圍內(nèi)作往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)執(zhí)行元件。用于物體的轉(zhuǎn)位、翻轉(zhuǎn)、分類、夾緊、閥門的開閉以及機(jī)器人的手臂動(dòng)作等。（2） 齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)：功率和速度范圍大，通用性強(qiáng)，工作可靠，效率高，對中心距誤差的敏感性小，易于制造和精確加工，可進(jìn)行變?yōu)榍邢骱托扌?。?） 蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)：蝸桿傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比大，傳動(dòng)平穩(wěn)，但效率較低，適用于中小功率或間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的場合；當(dāng)它與齒輪傳動(dòng)同時(shí)應(yīng)用時(shí)，若蝸桿傳動(dòng)布置在高速級(jí)，使其傳遞較小的轉(zhuǎn)矩，以減小蝸輪尺寸，節(jié)約有色金屬，且傳動(dòng)效率較高。若蝸桿傳動(dòng)布置在低速級(jí)，則齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩較小，而是整個(gè)傳動(dòng)裝置的尺寸減小。（4） 帶傳動(dòng)特點(diǎn)：帶傳動(dòng)靠摩擦力工作，承載能力較小，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其它傳動(dòng)形式大，但傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖吸振，應(yīng)布置在高速級(jí)，使所傳遞的轉(zhuǎn)距小。（5） 鏈傳動(dòng)特點(diǎn)：鏈傳動(dòng)由于多邊形效應(yīng)，瞬時(shí)傳動(dòng)比不斷變化，產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)，而使轉(zhuǎn)速不均勻，故不宜用于高速級(jí)，應(yīng)布置在低速級(jí)。通過以上，綜合考慮，因?yàn)閿[動(dòng)的力矩不是很大，而且擺動(dòng)只是一個(gè)固定角度90?，所以R方向旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)選擇90?擺動(dòng)氣缸。 本章小結(jié)本章主要內(nèi)容是對循環(huán)物料機(jī)器人運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行分析，并通過對現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中常見的各種運(yùn)動(dòng)傳遞方式進(jìn)行分析與比較，確定了該工業(yè)機(jī)器人三個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)的傳遞方式。第三章 循環(huán)物料機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過上一章對該物料搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)形式部分進(jìn)行分析，確定了該機(jī)器人在三個(gè)方向上傳遞運(yùn)動(dòng)的方式，本章就對這三種傳遞運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)下圖31是對該機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)。圖31 機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)裝配圖1 伺服電機(jī) 2馬達(dá)支架 3軸承蓋 4軸承 5滑板 6螺帽 7機(jī)身支架 8滑塊 9導(dǎo)軌 10底板 11墊板 12CR1擺動(dòng)氣缸 *40 14支撐架板 15工字型板 16軸套筒 17真空吸盤接線管 18固定擋板 19六角厚螺母 20真空吸盤 21平鍵套筒聯(lián)軸器 22十字開槽緊定螺釘 23圓柱導(dǎo)向軸 24 壓扎滾珠絲杠 25步進(jìn)電機(jī) 26馬達(dá)支架 27軸 28帶座雙軸承座 29角型支座 30齒條固定座 31齒條 32直齒輪 33彈簧墊圈M30 34螺母M30 35帶座軸承 36機(jī)箱 37機(jī)座 R向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)由上文可知橫向R向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)采用90?擺動(dòng)氣缸傳動(dòng)方式來實(shí)現(xiàn)。 R向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算首先進(jìn)行粗略的估算，或類比同類結(jié)構(gòu)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)初步確定有關(guān)機(jī)構(gòu)的主要尺寸，再進(jìn)行校核計(jì)算，修正設(shè)計(jì)。如此反復(fù)，繪出最終的結(jié)構(gòu)圖。圖32 R向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖1CR1擺動(dòng)氣缸 2支撐架板 3軸套筒 4工字型鋼板5固定擋板 6真空吸盤 7工程石板作R向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)氣缸的驅(qū)動(dòng)力，應(yīng)根據(jù)氣壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)所要克服工程石板和機(jī)器本身重力所產(chǎn)生的扭矩等幾個(gè)方面的阻力進(jìn)行確定。1，計(jì)算幾個(gè)重要零部件的質(zhì)量 作R向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)氣缸運(yùn)動(dòng)時(shí)所要克服的阻力就是由幾個(gè)零部件的重力和工程石板的重力產(chǎn)生的扭矩。由圖上可知，當(dāng)擺動(dòng)氣缸旋轉(zhuǎn)90?后，此時(shí)擺動(dòng)氣缸所受到的扭矩主要由固定擋、工程石板和工字型板的重力產(chǎn)生的。（1）固定擋板質(zhì)量圖33固定擋板設(shè)計(jì)參數(shù)該板材的質(zhì)量為：M=V*ρ=a*b*h*ρ其中a——固定板的長度（300mm）； b——固定板的寬度 (50mm)； h——固定板的高度 (15mm)； ρ——固定板材(鋼材)密度 (^3)；所以板材的質(zhì)量：M1= KG（2）工字型鋼板（鋼材）的質(zhì)量圖34工字型鋼板設(shè)計(jì)參數(shù)由上文的公式可以算的，該工字型鋼板的質(zhì)量：M2= KG又由上文可知：工程石板（長a=800mm,寬b=400mm，高c=30mm，重M=20kg）（假定）所以擺動(dòng)氣缸的受力分析如圖35圖35 擺動(dòng)氣缸的受力分析當(dāng)擺動(dòng)氣缸由圖32的位置旋轉(zhuǎn)90?的時(shí)候，此時(shí)擺動(dòng)氣缸受到的力矩最大。且此時(shí)：圖中扭矩M1是由槽鋼的重力產(chǎn)生：M1=*10*=44 N*m圖中扭矩M2是由槽鋼的重力產(chǎn)生：M2=20*10*+*10**4=29 N*m所以擺動(dòng)氣缸受到總的扭矩：M0=M1M2=15 N*m擺動(dòng)氣缸類型表格，則選擇型號(hào)為CRB1雙葉片式擺動(dòng)氣缸，如圖標(biāo)記為黃色的所示。 擺動(dòng)氣缸軸上鍵的選擇 鍵主要是用來實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定，以傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)。 因?yàn)殒I的尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化了。選
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