最新低負荷六軸工業(yè)機械手的設計與仿真(編輯修改稿)
2025-07-27 03:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 機械手包括底座、驅動臂座、大手臂、小手臂、手腕、,依次為臂座回轉、大手臂俯仰、肘關節(jié)俯仰、小手臂回轉、手腕俯仰,、方便控制、容易更換、不污染環(huán)境等.,更加方便控制,但是成本較高,. 直接使用電機驅動,無法達到機械手的扭矩要求, 角加速度的控制需要較大的扭矩,精度高,傳動平穩(wěn),體積不大、負載高、質(zhì)量小,. ,精度高、剛度大,而使用普通的球軸承也能滿足低負荷的設計要求,初步確定工業(yè)機械手的設計參數(shù)如表22所示.表22 機械手設計參數(shù)自由度6最大負荷16KG尺寸要求零點尺寸小于1050*1450*1000最大行程手臂旋轉S(185 o.,+185 o.)手臂進出L(45 o, +45 o)手臂上下U(20 o, +45 o)手腕轉動R(350 o, +350 o)手腕彎曲B(100 o, +100 o)手腕扭轉T(350 o, +350 o)最大速度手臂旋轉S156o/s(6KG)156 o/s(16KG)手臂進出L156 o/s156 o/s手臂上下U156 o/s156 o/s手腕轉動R343 o/s330 o/s手腕彎曲B330 o/s330 o/s手腕扭轉T 659 o/s 615 o/s1800*2000最大到達范圍3. 樣機設計與優(yōu)化根據(jù)設計的參數(shù)和方案運用虛擬樣機軟件Solidworks進行樣機3D模型建立,并根據(jù)虛擬樣機仿真出末端的工作范圍,、減速器設計參數(shù),并利用simulation插件對模型關鍵部件做應力和變形分析,對模型進行優(yōu)化.虛擬樣機技術在是80年興起, 整合各個領域CAx/DFx(計算機輔助/面向產(chǎn)品生命周期)、輔助制造、輔助工程、輔助過程控制、面向制造的設計、面向裝配的設計、面向性能的設計、綠色設計技術,減少設計過程中的錯誤,避免浪費,優(yōu)化產(chǎn)品性能,提高產(chǎn)品質(zhì)量. Solidworks軟件及其插件介紹SolidWorks是最著名CAD軟件品牌之一,Solidworks功能強大、,優(yōu)化出高質(zhì)量產(chǎn)品.Solidworks不僅自身插件很多,而且合作兼容的外部接口也很多,以下為Solidworks部分插件介紹：、桿件靜態(tài)扭矩、非線性分析、扭曲分析、容積壓力測試、疲勞測試、設計分析與優(yōu)化、熱力分析、線性動態(tài)分析等.、阻尼、,用來顯示零件在機械裝置中的移動.Sustainability 插件可以評估設計在產(chǎn)品整個生命周期過程中對環(huán)境的影響,并顯示如何降低零件對環(huán)境的影響.為了保證機械手運轉平穩(wěn),裝配方便,提高壽命,減少噪聲,實現(xiàn)互換性,根據(jù)機械設計手冊,. 初步建立機械手模型裝配樣機如圖31所示,此過程將抽象的連桿參數(shù)轉化為具體的構件參數(shù).圖31六軸機械手裝配方案等效連桿0對應底座部分,等效連桿1對應腰部回轉部分,等效連桿2對應大手臂部分,等效連桿3對應小手臂部分,等效連桿4對應手腕部分,等效連桿5對應末端執(zhí)行器.表31 連桿構件組成等效連桿序號等效連桿組成部件等效連桿0底座、底盤旋轉渦輪箱等效連桿1驅動臂座等效連桿2大手臂等效連桿3肘關節(jié)部分等效連桿4小手臂等效連桿5手腕等效連桿6末端夾手各部件組成和功能描述如下：（1） 底座部分底座部分由以下幾部分組成,共計16個零件(如圖32)：安裝底座、旋轉渦輪箱、電機、底盤旋轉渦輪軸、底盤旋轉渦輪軸上油封、底盤旋轉渦輪軸上法蘭、底盤旋轉渦輪軸上法蘭軸承1603底盤旋轉軸承5131底盤旋轉渦輪軸下法蘭軸承6215(兩個)、底盤法蘭盤、底盤旋轉渦輪和底盤旋轉蝸桿、底盤旋轉下法蘭、底盤旋轉蝸桿電機法蘭、底盤旋轉蝸桿軸承法蘭.上述零件中,旋轉渦輪箱外殼用于支撐和保護,一類是平面推力球軸承,如底盤旋轉軸承51315,如底盤旋轉渦輪軸上法蘭軸承1603,該軸承的特點是摩擦因數(shù)小,轉速高.對于底座部分,采用HT150鐵素體珠光體灰鑄鐵,該鑄鐵的特點是性能優(yōu)秀,工藝簡單,時效應力小,不用人工時效,具有機械強度高,減震性良好,常用于一般機械制造中的鑄件.蝸輪蝸桿傳動部分,采用阿基米德圓柱蝸桿,傳動比為6,渦輪Z1=10,渦輪選用Z2=,摩擦大,磨損嚴重,傳動效率不高,易出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象,所以蝸輪的輪緣要使用耐磨材料,硬度要低些,使用型號為ZQAl94的鑄鋁鐵青銅,蝸桿使用45,本部分其余材料選用強度良好的45鋼.圖32 底盤透視裝配圖（2） 腰部回轉部分腰部回轉部分是驅動臂座,該部分的精度對機械手末端精度影響很大,為了增加驅動臂座剛度,即 MTCrMoCu235,材料抗拉強度為、是235 MPa,硬度為200～250HBS,該鑄鐵常用用于活塞環(huán)、機床床身、卷筒、密封圈等耐磨零件.圖33 驅動臂座（3） 大手臂部分大手臂部分主要包括手臂、減速器、采用焊接工藝焊接完成.圖34 驅動臂座（4） 肘關節(jié)部分肘關節(jié)部分主要包括連桿電機減速器、安裝法蘭、連桿減速器、連桿軸承套、連桿軸傳動軸、連桿、連桿軸承蓋、連桿軸承蓋小手臂關節(jié)軸心、小手臂關節(jié)軸承、小手臂關節(jié)軸心小手臂關節(jié)軸承2,.圖35 肘關節(jié)部分（5） 小手臂部分小手臂部分包括腕部電機齒輪箱、手腕電機手腕電機手腕電機手腕減速器腕部直齒4腕部直齒3腕部中心軸2手腕6002軸承、手腕6002軸承、小手臂旋轉法蘭軸承隔套、手腕減速器手腕電機齒輪連接軸、手腕直齒4手腕直齒1腕部中心軸3手腕61902軸承、手腕61902軸承、手腕小齒、腕部中心軸前端鎖帽、腕部中心軸前端鎖帽前爪固定盤、前爪法蘭、手腕大齒2手腕大齒2小手臂旋轉軸承法蘭、小手臂骨架油封、61908軸承、61908軸承、手腕減速器手腕電機齒輪連接軸2手腕直齒4手腕直齒2小手臂旋轉后法蘭、腕部中心軸、手腕61908軸承手腕61908軸承手腕61908軸承手腕61908軸承小手臂旋轉法蘭、軸承1軸承12,.圖36 手腕部分(6)手腕為實現(xiàn)不同的功能,具有拾取不同形狀的物體功能,進行抓力大小的控制.手腕組成為手腕小齒、手腕軸手腕軸16011軸承、手臂前端旋轉法蘭、前爪法蘭側盤、小手腕旋轉齒輪、小手腕錐齒輪旋轉中心軸、6007軸承、手腕前端錐齒、手腕前端錐齒、腕部前端中心軸、前爪法蘭側板金盤、16011軸承、手腕前爪連接軸、6204軸承、手腕前端軸承頂套、手腕61907軸承、手腕61907軸承、. 傳動部分采用多種傳動方式,包括直齒輪傳動、錐齒輪傳動、,達到設計目的,還安裝了不同類型的減速器,主要包括RV減速器和諧波減速器. RV減速機由行星齒輪減速器的一部分和擺針減速器的一部分構成,特點是結構小,傳動比大,可以實現(xiàn)自鎖,噪聲小、. 圖37 末端執(zhí)行部分透視圖對于機械手本體齒類零件傳動的計算,根據(jù)傳動鏈,繪制出每個自由度的傳動簡圖,并給出傳動參數(shù),如表31所示,為了方便表示,將各傳動部件重新編號.對于齒輪工藝參數(shù)的確定,因為機械手臂是一般機械,大小齒輪都采用45號鋼,使用軟齒面,小齒輪做調(diào)質(zhì)處理,使用八級精度. 表31 傳動鏈參數(shù)統(tǒng)計傳動鏈簡圖標記模數(shù)齒數(shù)齒輪外徑齒頂角傳動比10—20660—20163220479420163220232642040—2040—20
環(huán)評公示相關推薦
鄂ICP備17016276號-1