三自由度平面直角坐標(biāo)機(jī)器人設(shè)計(jì)本科畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 10:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 生產(chǎn)自動(dòng)線。麻省理工學(xué)院研制了具有有“手眼”系統(tǒng)的高識(shí)別能力微型機(jī)器人。其他國家，如日本、蘇聯(lián)、西歐，大多是從1967，1968年開始以美國的“Versatran”和“Unimate”型機(jī)器人為藍(lán)本開始進(jìn)行研制的。就日本來說，1967年，日本豐田織機(jī)公司 引進(jìn)美國的“Versatran”,川崎重工公司引進(jìn)“Unimate”，并獲得迅速發(fā)展。通過引進(jìn)技術(shù)、仿制、改造創(chuàng)新。很快研制出國產(chǎn)化機(jī)器人，技術(shù)水平很快趕上美國并超過其他國家。經(jīng)過大約10年的實(shí)用化時(shí)期以后，從1980年開始進(jìn)入廣泛的普及時(shí)代。我國雖然開始研制工業(yè)機(jī)器人僅比日本晚56年，但是由于種種原因，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展比較慢。目前我國已開始有計(jì)劃地從國外引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，通過引進(jìn)、仿制、改造、創(chuàng)新，工業(yè)機(jī)器人將會(huì)獲得快速的發(fā)展。國內(nèi)各行各業(yè)對(duì)機(jī)器人的需求將越來越多，國內(nèi)市場(chǎng)將穩(wěn)步增長，根據(jù)目前的現(xiàn)狀，我國機(jī)器人近幾年發(fā)展的形式將會(huì)怎樣呢？根據(jù)我們的分析將會(huì)呈現(xiàn)如下幾個(gè)特點(diǎn)：1．從國際市場(chǎng)來看，機(jī)器人工業(yè)是一種高投入低贏利的產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)極為激烈，機(jī)器人工業(yè)必須上一定規(guī)模才有利潤可言，才有必需的開發(fā)投入，才能走上良性循環(huán)的發(fā)展道路。世界上機(jī)器人產(chǎn)量最大的三家公司年產(chǎn)機(jī)器人數(shù)均超千臺(tái)以上，其中ABB公司達(dá)到9000臺(tái)，安川電機(jī)公司近2500臺(tái)，KUKA公司近2000臺(tái)，從國內(nèi)現(xiàn)狀來看，大公司、大企業(yè)通過與外國機(jī)器人公司合資合作，引進(jìn)技術(shù)和資金，逐步規(guī)?；a(chǎn)機(jī)器人，把國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)推向一個(gè)新的階段，其中有代表性的，如首鋼集團(tuán)公司與安川電機(jī)公司合資的首鋼莫托曼公司、唐山電子設(shè)備廠與松下電器公司合資的唐山松下產(chǎn)業(yè)機(jī)器有限公司、東風(fēng)汽車公司與德國KUKA公司合作、濟(jì)南二機(jī)床公司與美國ISI機(jī)器人公司合作等等。這些合資合作的開展，將會(huì)有效地推動(dòng)中國機(jī)器人工業(yè)的進(jìn)步，全面促進(jìn)中國機(jī)器人工業(yè)水平的提高，但是它也會(huì)和其他外國機(jī)器人公司一樣，沖擊中國機(jī)器人市場(chǎng)，影響具有自主開發(fā)能力的中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的形成，也會(huì)使國內(nèi)其他的機(jī)器人生產(chǎn)廠家面臨一種嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。2．由注重機(jī)器人單機(jī)開發(fā)過渡到成套開發(fā)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)生產(chǎn)機(jī)器人多的大型公司，可以憑借規(guī)模優(yōu)勢(shì)，占據(jù)較大的市場(chǎng)份額，形成規(guī)模效益，而一些中小公司要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得生存，必須具有自己的特色。國外許多中小公司把自己的市場(chǎng)定位在機(jī)器人系統(tǒng)集成或某些有特長領(lǐng)域，從而形成自己的局部?jī)?yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)中求得生存和發(fā)展，如奧地利IGM公司以向用戶提供大型機(jī)器人焊接系統(tǒng)著稱，機(jī)器人在系統(tǒng)中只占售價(jià)的1/3左右，賣單臺(tái)機(jī)器人贏利甚微，而賣機(jī)器人系統(tǒng)卻贏利可觀。意大利COMAU公司以承接壓機(jī)生產(chǎn)線見長，在這里，機(jī)器人系統(tǒng)是促銷售的關(guān)鍵。我國國內(nèi)機(jī)器人生產(chǎn)廠家規(guī)模大都較小，甚至談不上規(guī)模，而國內(nèi)一般企業(yè)又沒有能力將機(jī)器人有效地集成到生產(chǎn)系統(tǒng)中去，因此，那些進(jìn)行系統(tǒng)集成并向用戶提供一條龍服務(wù)的公司，在機(jī)器人市場(chǎng)中將有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。國內(nèi)機(jī)器人生產(chǎn)廠家中北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所，以承接涂裝自動(dòng)化生產(chǎn)線見長，累計(jì)產(chǎn)值近2000萬元，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所承接焊接生產(chǎn)線，累計(jì)產(chǎn)值近5000萬元，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所的機(jī)器人碼垛生產(chǎn)線正在產(chǎn)業(yè)化，累計(jì)產(chǎn)值超千萬元。3．機(jī)器人開發(fā)走開放型科研之路國內(nèi)通過“七五”機(jī)器人技術(shù)攻關(guān)，已具備了生產(chǎn)國產(chǎn)機(jī)器人的基礎(chǔ)，但國產(chǎn)機(jī)器人無論在技術(shù)上，還是可靠性上，都與國外機(jī)器人差相當(dāng)一段距離，要盡快縮短這種距離，必須走一條開放型的自主科研道路。1）多方籌措開發(fā)資金，通過政府部門投資、用戶單位投資、自我積累、外商投資、銀行貸款等形式，籌措國產(chǎn)機(jī)器人的開發(fā)資金。2）消化和利用國外機(jī)器人技術(shù)、資料、樣機(jī)和關(guān)鍵元器件，為我所用。3）選擇引進(jìn)國外質(zhì)量可靠的機(jī)器人零部件和元器件。4）大力開展國內(nèi)合作，利用國內(nèi)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開發(fā)具有中國技術(shù)特色的國產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)品。5）注意機(jī)器人產(chǎn)品的高可靠性，使國產(chǎn)機(jī)器人的可靠性與國外機(jī)器人具有可比性，同時(shí)要做到低成本、易操作。第2章 總體設(shè)計(jì) 機(jī)器人的組成圖它主要由機(jī)械系統(tǒng)(執(zhí)行系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))、控制檢測(cè)系統(tǒng)及智能系統(tǒng)組成。 A、 執(zhí)行系統(tǒng)：執(zhí)行系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人完成抓取工件，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)所必需的機(jī)械部件，它包括手部、腕部、機(jī)身等。 （1） 手部：又稱手爪或抓取機(jī)構(gòu)，它直接抓取工件或夾具。 （2） 腕部：又稱手腕，是連接手部和臂部的部件，其作用是調(diào)整或改變手部的工作方位。 （3） 臂部：是支承腕部的部件，作用是承受工件的負(fù)荷，并把它傳遞到預(yù)定的位置。 （4） 機(jī)身：是支承手臂的部件，其作用是帶動(dòng)臂部升降或俯仰運(yùn)動(dòng)。 B、 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：為執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動(dòng)力，并驅(qū)動(dòng)其動(dòng)力的裝置。常用的機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和電傳動(dòng)。本設(shè)計(jì)使用的是電傳動(dòng)。 C、 控制系統(tǒng)：通過對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按照規(guī)定的要求進(jìn)行工作，當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤或故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 D、 檢測(cè)系統(tǒng)：作用是通過各種檢測(cè)裝置、傳感裝置檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定進(jìn)行比較，以保證運(yùn)動(dòng)符合要求。 各部分關(guān)系圖 總體方案擬定本設(shè)計(jì)喂三自由度機(jī)器人，其工作方向?yàn)閄,Y,Z三個(gè)直線方向。在控制器的作用下，它執(zhí)行將工件從一個(gè)位置放到另一個(gè)位置，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減少人力勞動(dòng)。本文是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)工作較全面的介紹和總結(jié)。工件搬運(yùn)圖除去機(jī)械手的總體框架機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)方式有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)三種類型。這三種方法各有所長，各種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)見表21表21三種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)對(duì)照內(nèi)容驅(qū)動(dòng)方式液壓驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出功率很大，壓力范圍為50～140Pa大，壓力范圍為48～60較大控制性能利用液體的不可壓縮性，控制精度較高，輸出功率大，可無級(jí)調(diào)速，反應(yīng)靈敏，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制氣體壓縮性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，難以實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制控制精度高，功率較大，能精確定位，反應(yīng)靈敏，可實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制，伺服特性好，控制系統(tǒng)復(fù)雜響應(yīng)速度很高較高很高結(jié)構(gòu)性能及體積結(jié)構(gòu)適當(dāng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可標(biāo)準(zhǔn)化、模擬化，易實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)。功率/質(zhì)量比大，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，密封問題較大結(jié)構(gòu)適當(dāng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可標(biāo)準(zhǔn)化、模擬化，易實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)。功率/質(zhì)量比大，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，密封問題較小伺服電動(dòng)機(jī)易于標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)構(gòu)性能好，噪聲低，電動(dòng)機(jī)一般需配置減速裝置，除DD電動(dòng)機(jī)外，難以直接驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，無密封問題安全性防爆性能較好，用液壓油作傳動(dòng)介質(zhì)，在一定條件下有火災(zāi)危險(xiǎn)防爆性能好，高于1000kPa(10個(gè)大氣壓)時(shí)應(yīng)注意設(shè)備的抗壓性設(shè)備自身無爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)，直流有刷電動(dòng)機(jī)換向時(shí)有火花，對(duì)環(huán)境的防爆性能較差對(duì)環(huán)境的影響液壓系統(tǒng)易漏油，對(duì)環(huán)境有污染排氣時(shí)有噪聲無
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1