【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度：1200mm/s~1400mm/s。機(jī)器人臂部的伸縮使其手臂的工作長(zhǎng)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(zhǎng)度決定其末端所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離。伸縮式臂部機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)可采用液壓缸直接驅(qū)動(dòng)。 （4）機(jī)身機(jī)身部分運(yùn)動(dòng)的目的：把臂部送到直線運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。如果改變臂部的姿態(tài)（方位），則用機(jī)身的自由度加以實(shí)現(xiàn)。因此，機(jī)身部分具有兩個(gè)自由度才能滿足基本要求，即機(jī)身的伸縮、左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。機(jī)身的各種運(yùn)動(dòng)通常用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（如液壓缸或者氣缸）和各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從機(jī)身的受力情況分析，它在工作中既受臂部、腕部、手部的靜、動(dòng)載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)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(jī)械手的工作性能。本次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基座的上下伸縮、以及機(jī)身的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。機(jī)身的運(yùn)動(dòng)參數(shù)：伸縮行程：3650mm；伸縮速度：1200mm/s~1400mm/s；回轉(zhuǎn)范圍：。機(jī)器人機(jī)身的伸縮使其工作長(zhǎng)度發(fā)生變化，在直角坐標(biāo)式結(jié)構(gòu)中，機(jī)身的最大工作長(zhǎng)度決定其末端所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離。伸縮式機(jī)身結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)可采用液壓缸直接驅(qū)動(dòng)。機(jī)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(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源來(lái)自回轉(zhuǎn)液壓缸。 （5）滑軌滑軌是懸臂機(jī)器人的基礎(chǔ)部分，起懸掛作用，它將機(jī)身懸掛于導(dǎo)軌之上。并帶動(dòng)機(jī)身沿軌道直線運(yùn)動(dòng)。 控制系統(tǒng)分類在機(jī)械手的控制上，有點(diǎn)動(dòng)控制和連續(xù)控制兩種方式。大多數(shù)用插銷板進(jìn)行點(diǎn)位控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計(jì)算機(jī)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(jì)采用電磁控制。 焊接機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)一、用途：用于焊接工件 二、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):焊槍:；自由度數(shù):4個(gè)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(gè)運(yùn)動(dòng)）；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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)參數(shù):回轉(zhuǎn)范圍：。 本章小結(jié)本章從焊接機(jī)器人的實(shí)用方面入手，提出了一套總體設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)機(jī)器人自由度的要求選取直角坐標(biāo)系為本次設(shè)計(jì)坐標(biāo)系。同時(shí)，就焊接機(jī)器人的組成（執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)）以及現(xiàn)實(shí)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(dòng)作為本次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。最后，給出了設(shè)計(jì)中所需的技術(shù)參數(shù)。第3章 腕部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 腕部設(shè)計(jì)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(dòng)載荷均由臂部承擔(dān)。顯然，腕部的結(jié)構(gòu)、重量和動(dòng)力載荷，直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運(yùn)轉(zhuǎn)性能。因此，在腕部設(shè)計(jì)時(shí)，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(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又承擔(dān)連接和支撐焊槍的作用，除保證力和運(yùn)動(dòng)的要求外，要有足夠的強(qiáng)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(duì)于本次設(shè)計(jì)，焊接機(jī)器人的工作條件是在工作場(chǎng)合中焊接工件，最大載荷為8KG，因此不太受環(huán)境影響，沒(méi)有處在高溫和腐蝕性的工作介質(zhì)中，所以對(duì)焊接機(jī)器人的腕部沒(méi)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(gè)自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)它具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈活等優(yōu)點(diǎn)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(dòng)慣性所用。回轉(zhuǎn)角由動(dòng)片和靜片之間允許回轉(zhuǎn)的角度來(lái)決定（一般小于270176。）。(2) 齒條活塞驅(qū)動(dòng)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(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)外形尺寸較大。(3) 具有兩個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)它使腕部具有水平和垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)自由度。(4) 機(jī)液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu)。 腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的選擇本設(shè)計(jì)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(gè)自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)腕部結(jié)構(gòu)，采用液壓驅(qū)動(dòng)。 腕部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算腕部設(shè)計(jì)考慮的參數(shù)：最大載荷：8KG；回轉(zhuǎn)。 腕部驅(qū)動(dòng)力計(jì)算圖31腕部支撐反力計(jì)算示意圖腕部回轉(zhuǎn)時(shí)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(dòng)慣性所需的力矩： Mc=πD4/32 （） 腕部驅(qū)動(dòng)液壓缸的計(jì)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(gè)是液壓缸壁最小厚度，考慮到實(shí)際裝配問(wèn)題后，其外徑為90mm；動(dòng)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?jì)算 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?jì)算，如圖43所示，t為螺釘?shù)拈g距，間距跟工作壓強(qiáng)有關(guān)，見(jiàn)表43，在這種聯(lián)接中，每個(gè)螺釘在危險(xiǎn)剖面上承受的拉力: （）液壓缸工作壓強(qiáng)為P=8Mpa,所以螺釘間距t小于80mm,試選擇12個(gè)螺釘，80mm所以選擇螺釘數(shù)目合適Z=12個(gè)。 螺釘材料選擇Q235， (n=～）螺釘?shù)闹睆剑? （） =螺釘?shù)闹睆竭x用M5。 動(dòng)片和輸出軸間的連接螺釘動(dòng)片和輸出軸之間的連接結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖43,連接螺釘一般為偶數(shù)，對(duì)稱安裝，并用兩個(gè)定位銷定位。連接螺釘?shù)淖饔茫菏箘?dòng)片和輸出軸之間的配合緊密。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(jì)包括：腕部結(jié)構(gòu)的選取和腕部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。首先，根據(jù)腕部設(shè)計(jì)的基本要求選擇與本次設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)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(jì)算。