【文章內(nèi)容簡介】 度：1200mm/s~1400mm/s。機器人臂部的伸縮使其手臂的工作長度發(fā)生變化，在直角坐標(biāo)式結(jié)構(gòu)中，手臂的最大工作長度決定其末端所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離。伸縮式臂部機構(gòu)的驅(qū)動可采用液壓缸直接驅(qū)動。 （4）機身機身部分運動的目的：把臂部送到直線運動范圍內(nèi)任意一點。如果改變臂部的姿態(tài)（方位），則用機身的自由度加以實現(xiàn)。因此，機身部分具有兩個自由度才能滿足基本要求，即機身的伸縮、左右旋轉(zhuǎn)運動。機身的各種運動通常用驅(qū)動機構(gòu)（如液壓缸或者氣缸）和各種傳動機構(gòu)來實現(xiàn)，從機身的受力情況分析，它在工作中既受臂部、腕部、手部的靜、動載荷，而且自身運動較為多，受力復(fù)雜。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性以及抓重大小和定位精度直接影響機械手的工作性能。本次設(shè)計實現(xiàn)基座的上下伸縮、以及機身的回轉(zhuǎn)運動。機身的運動參數(shù)：伸縮行程：3650mm；伸縮速度：1200mm/s~1400mm/s；回轉(zhuǎn)范圍：。機器人機身的伸縮使其工作長度發(fā)生變化，在直角坐標(biāo)式結(jié)構(gòu)中，機身的最大工作長度決定其末端所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離。伸縮式機身結(jié)構(gòu)的驅(qū)動可采用液壓缸直接驅(qū)動。機身部分和滑軌的配置型式采用立柱式單臂配置，其回轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動源來自回轉(zhuǎn)液壓缸。 （5）滑軌滑軌是懸臂機器人的基礎(chǔ)部分，起懸掛作用，它將機身懸掛于導(dǎo)軌之上。并帶動機身沿軌道直線運動。 控制系統(tǒng)分類在機械手的控制上，有點動控制和連續(xù)控制兩種方式。大多數(shù)用插銷板進(jìn)行點位控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計算機控制，采用凸輪、磁盤磁帶、穿孔卡等記錄程序。主要控制的是坐標(biāo)位置，并注意其加速度特性。本設(shè)計采用電磁控制。 焊接機器人的技術(shù)參數(shù)一、用途：用于焊接工件 二、設(shè)計技術(shù)參數(shù):焊槍:；自由度數(shù):4個自由度（腕部回轉(zhuǎn)；小臂部伸縮；大臂部回轉(zhuǎn)；大臂部伸縮4個運動）；坐標(biāo)型式:直角坐標(biāo)系；最大工作半徑:4730mm；手臂最低中心高:4040mm；手臂運動參數(shù):伸縮行程：1850mm伸縮速度：1200mm/s~1400mm/s升降行程：3650mm升降速度：1200mm/s~1400mm/s回轉(zhuǎn)范圍：；手腕運動參數(shù):回轉(zhuǎn)范圍：。 本章小結(jié)本章從焊接機器人的實用方面入手，提出了一套總體設(shè)計方案，并根據(jù)機器人自由度的要求選取直角坐標(biāo)系為本次設(shè)計坐標(biāo)系。同時，就焊接機器人的組成（執(zhí)行機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)）以及現(xiàn)實作業(yè)，給出了具體的手部、腕部、臂部和基座的結(jié)構(gòu)形式；并選擇液壓驅(qū)動作為本次設(shè)計的驅(qū)動機構(gòu)。最后，給出了設(shè)計中所需的技術(shù)參數(shù)。第3章 腕部結(jié)構(gòu)的設(shè)計及計算 腕部設(shè)計的基本要求 (1) 力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕腕部處于手臂的最前端，它連同手部的靜、動載荷均由臂部承擔(dān)。顯然，腕部的結(jié)構(gòu)、重量和動力載荷，直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運轉(zhuǎn)性能。因此，在腕部設(shè)計時，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。 (2) 結(jié)構(gòu)考慮，合理布局腕部作為焊接機器人的執(zhí)行機構(gòu)，又承擔(dān)連接和支撐焊槍的作用，除保證力和運動的要求外，要有足夠的強度、剛度外，還應(yīng)綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的連接。 (3) 必須考慮工作條件對于本次設(shè)計，焊接機器人的工作條件是在工作場合中焊接工件，最大載荷為8KG，因此不太受環(huán)境影響，沒有處在高溫和腐蝕性的工作介質(zhì)中，所以對焊接機器人的腕部沒有太多不利因素。 腕部結(jié)構(gòu)及選擇 典型的腕部結(jié)構(gòu) (1) 具有一個自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)它具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈活等優(yōu)點而被廣腕部回轉(zhuǎn)，總力矩M，需要克服以下幾種阻力：克服啟動慣性所用?；剞D(zhuǎn)角由動片和靜片之間允許回轉(zhuǎn)的角度來決定（一般小于270176。）。(2) 齒條活塞驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)在要求回轉(zhuǎn)角大于270176。的情況下，可采用齒條活塞驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)外形尺寸較大。(3) 具有兩個自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)它使腕部具有水平和垂直轉(zhuǎn)動的兩個自由度。(4) 機液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu)。 腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動結(jié)構(gòu)的選擇本設(shè)計要求手腕回轉(zhuǎn)，綜合以上的分析考慮到各種因素，腕部結(jié)構(gòu)選擇具有一個自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動腕部結(jié)構(gòu)，采用液壓驅(qū)動。 腕部結(jié)構(gòu)設(shè)計計算腕部設(shè)計考慮的參數(shù)：最大載荷：8KG；回轉(zhuǎn)。 腕部驅(qū)動力計算圖31腕部支撐反力計算示意圖腕部回轉(zhuǎn)時要克服的阻力：F=FR1+FR2a. 腕部回轉(zhuǎn)支撐處的摩擦力矩：Ma= （）其中為軸承摩擦系數(shù)取=b. 克服由于工件重心偏置所需的力矩： Mb=G3e （）c. 克服啟動慣性所需的力矩： Mc=πD4/32 （） 腕部驅(qū)動液壓缸的計算 表31 液壓缸的內(nèi)徑系列（JB82666）Error! Reference source not found. （mm）2025324050556365707580859095100105110125130140160180200250 表32 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑（JB106867）Error! Reference source not found. （mm） 液壓缸外徑40 5063809010011012514015016018020020鋼5060769510812113316814618019421924545鋼50607695108121133168146180194219245設(shè)定腕部的部分尺寸：根據(jù)表31設(shè)缸體內(nèi)徑R=40mm，外徑根據(jù)表32選擇60mm，這個是液壓缸壁最小厚度，考慮到實際裝配問題后，其外徑為90mm；動片寬度b=66mm,輸出軸r=。則回轉(zhuǎn)缸工作壓力：選擇8Mpa圖32腕部液壓缸剖截面結(jié)構(gòu)示意圖 液壓缸蓋螺釘?shù)挠嬎? 圖33缸蓋螺釘間距示意圖表33 螺釘間距t與壓力P之間的關(guān)系Error! Reference source not found. 工作壓力P（Mpa） 螺釘?shù)拈g距t(mm) ～ 小于150 ～ 小于120 ～ 小于100 ～ 小于80缸蓋螺釘?shù)挠嬎?，如圖43所示，t為螺釘?shù)拈g距，間距跟工作壓強有關(guān)，見表43，在這種聯(lián)接中，每個螺釘在危險剖面上承受的拉力: （）液壓缸工作壓強為P=8Mpa,所以螺釘間距t小于80mm,試選擇12個螺釘，80mm所以選擇螺釘數(shù)目合適Z=12個。 螺釘材料選擇Q235， (n=～）螺釘?shù)闹睆剑? （） =螺釘?shù)闹睆竭x用M5。 動片和輸出軸間的連接螺釘動片和輸出軸之間的連接結(jié)構(gòu)見圖43,連接螺釘一般為偶數(shù)，對稱安裝，并用兩個定位銷定位。連接螺釘?shù)淖饔茫菏箘悠洼敵鲚S之間的配合緊密。螺釘材料選擇Q235，則（n=～）螺釘?shù)闹睆剑篸=螺釘?shù)闹睆竭x用M5。 本章小結(jié)本章主要內(nèi)容為腕部結(jié)構(gòu)的設(shè)計包括：腕部結(jié)構(gòu)的選取和腕部結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算。首先，根據(jù)腕部設(shè)計的基本要求選擇與本次設(shè)計相符合的腕部結(jié)構(gòu)；然后，按照給定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計計算；最后，確定了腕部回轉(zhuǎn)所需的回轉(zhuǎn)力矩、選用回轉(zhuǎn)缸以及選取各關(guān)鍵部位螺栓的計算。