搬運(yùn)機(jī)器人——畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-資料下載頁(yè)
2025-02-27 00:08本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】在當(dāng)今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家。目前，工業(yè)機(jī)器人主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運(yùn)。以及堆垛等重復(fù)性并且勞動(dòng)強(qiáng)度極大的工作。得搬運(yùn)機(jī)器人更加適用于現(xiàn)在的工業(yè)工作環(huán)境。通過(guò)詳細(xì)了解搬運(yùn)機(jī)。機(jī)器人的手部、腕部、臂部、腰部在內(nèi)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。缸、伸縮式液壓缸等。運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)機(jī)器人的實(shí)際作業(yè)。工業(yè)機(jī)器人一般指在工廠(chǎng)車(chē)間。工業(yè)機(jī)器人的定義為：“一種自動(dòng)。統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、通訊接口等幾部分組成。配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，因而，受到很多國(guó)家的重。噪音以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛。控制通用機(jī)械手”，簡(jiǎn)稱(chēng)通用機(jī)械手錯(cuò)誤!位置，或按照工作要求以操縱工件進(jìn)行加工。程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定操作。這種機(jī)器人在國(guó)外通常被稱(chēng)之為“MechanicalHand”，它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動(dòng)。除少數(shù)外，工作程
【正文】 ，操作空間大，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，關(guān)節(jié) 易于密封防塵。這里使用了六個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，綜合各種手臂和手腕構(gòu)形， 最后確定其結(jié)構(gòu)形式如圖 23。 圖 23 該型機(jī)器人構(gòu)形 前三個(gè)關(guān)節(jié)決定了末端執(zhí)行器在空間的位置，后三關(guān)節(jié)決定了末端 執(zhí)行器在空間的姿態(tài)。 b 方案描述 該機(jī)器人固定在自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)（ AGV）上。這種 AGV 可以實(shí)現(xiàn)水平方 向兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)航方式有多種，如磁導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、程序自動(dòng)軌跡控制等方式，因此，該機(jī)器人有運(yùn)動(dòng)自由靈活的特點(diǎn)。 機(jī)器人本體由機(jī)座、腰部、大臂、小臂、手腕、末端執(zhí)行器和驅(qū)動(dòng) 裝置組成。共有六個(gè)自由度，依次為 腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰、小臂俯仰、 手腕回轉(zhuǎn)、手腕俯仰、手腕側(cè)擺。 機(jī)器人采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。這種驅(qū)動(dòng)方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制、使用維修方便、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，這也是現(xiàn)代機(jī)器人應(yīng)用最多的驅(qū)動(dòng)方式。 為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人靈活自由地移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用了蓄電池供電 電動(dòng)機(jī)可以選擇步進(jìn)電機(jī)或直流伺服電機(jī)。使用直流伺服電機(jī)能構(gòu)成閉環(huán)控制，精度高，額定轉(zhuǎn)速高，但價(jià)格較高，而步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)具有成本低，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。確定這種機(jī)器人的 6個(gè)關(guān)節(jié)都采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 開(kāi)環(huán)控制。由于大臂俯仰和小臂俯仰運(yùn)動(dòng)的力矩很大，分別為 150Nm 和 27Nm左右，如果使用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的話(huà)，要求電機(jī)的輸出扭矩很大，因此考慮在大臂關(guān)節(jié)和小臂關(guān)節(jié)處使用減速器。常用的減速器有行星減速器和諧 波減速器等。諧波減速器具有傳動(dòng)比大、承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代機(jī)器人中。因此在大臂和小臂關(guān)節(jié)處使用了諧波減速器，減速比分別為1:100 和 1:50，使用的步進(jìn)電機(jī)輸出扭矩分別為 N m 。 在現(xiàn)代機(jī)器人結(jié)構(gòu)中廣泛使用著各種機(jī)器人軸承，常用的有環(huán)形軸 承和交叉滾子軸承。這幾種機(jī)器人專(zhuān)用軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，精度高、剛度大，承載能力強(qiáng)（可承受徑向力、軸向力、傾覆力矩）和安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。但考慮到這些軸承價(jià)格昂貴，而使用普通的球軸承或滾子軸承也能滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的需要，所以在該機(jī)器人的結(jié)構(gòu)中仍然全部采用球軸承。在電機(jī)的布置上，考慮盡量將電機(jī)放置在相應(yīng)的操作臂的前端，這樣可以減小扭矩，同時(shí)也可以起到重力平衡的作用，但同時(shí)盡量避免過(guò)長(zhǎng)的傳動(dòng)鏈，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)。 參考同類(lèi)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，結(jié)合工作情況的需要，定出該型機(jī)器 人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)如下： 關(guān)節(jié) 1（ T ）： 30 o/s ( rad/s) ( 5 r/min) 關(guān)節(jié) 2（ W ）： 30 o/s ( rad/s) ( 5 r/min) 關(guān)節(jié) 3（ U ）： 60 o/s ( rad/s) (10 r/min) 關(guān)節(jié) 4（ C ）： 120 o/s ( rad/s) (20 r/min) 關(guān)節(jié) 5（ B ）： 120 o/s ( rad/s) (20 r/min) 關(guān)節(jié) 6（ S ）： 180 o/s ( rad/s) (30 r/min) 最大加速度： 2 m/s2 各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍： 關(guān)節(jié) 1（ T ）： 360 o ～ +360 o 關(guān)節(jié) 2（ W ）： 90 o ～ + 90 o 關(guān)節(jié) 3（ U ）： 60 o ～ +210 o 關(guān)節(jié) 4（ C ）： 360 o ～ +360 o 關(guān)節(jié) 5（ B ）： 90 o ～ + 90 o 關(guān)節(jié) 6（ S ）： 360 o ～ +360 o 方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 該機(jī)器人的本體 各部件組成和功能描述如下： (1) 底座部件： 底座部件包括底座、回轉(zhuǎn)部件、傳動(dòng)部件和步進(jìn)電機(jī)等。底座部件固定在自動(dòng)引 導(dǎo)車(chē)（ AGV）上，支持整個(gè)操作機(jī)，步進(jìn)電機(jī)固定在底座上，一級(jí)同步帶傳動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳遞到腰部回轉(zhuǎn)軸，同時(shí)起到減速作用。 (2) 腰部回轉(zhuǎn)部件： 腰部回轉(zhuǎn)部件包括腰部支架、回轉(zhuǎn)軸、支架、諧波減速器和步進(jìn)電機(jī)、制動(dòng)器等。作用是支承大臂部件，并完成腰 部回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在腰部支架上固定著驅(qū)動(dòng)大臂俯仰和小臂俯仰的電機(jī)。 (3) 大臂部件： 包括大臂和傳動(dòng)部件。 (4) 小臂部件： 包括小臂、減速齒輪箱、傳動(dòng)部件、傳動(dòng)軸等，在小 臂前端（靠近大臂的一端）固定驅(qū)動(dòng)手腕三個(gè)運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī) 。 (5) 手腕部件： 包括手腕殼體、傳動(dòng)齒輪和傳動(dòng)軸、機(jī)械接口等 (6) 末端執(zhí)行器： 為抓取不同形狀、不同材質(zhì)的物體，末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)得開(kāi)合范圍比較大，為 0～ 100mm。考慮在指尖的平面上貼傳感器片，進(jìn)行力的控制，設(shè)計(jì)了兩種手爪： 兩種手爪都采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，平行開(kāi)合機(jī)構(gòu)。 方案 1： 采用了左右旋螺桿，同一根螺桿一端為左旋螺紋，另一端為螺距相同的右旋螺紋，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩只螺母帶動(dòng)左右兩個(gè)手指同時(shí)開(kāi)合，燕尾導(dǎo)軌定向。 方案 2： 的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用平行四連桿機(jī)構(gòu)。方案 2 比方案 1 重量輕， 被夾持物到手腕的高度尺寸大，剛度略差。使用了蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)起到減速和增大扭矩的作用。兩種手爪使用同樣的與手腕連接的機(jī)械接口。 本章小結(jié) 本章從搬運(yùn)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圓柱坐標(biāo)系為本次設(shè)計(jì)坐標(biāo)系。同時(shí)，就搬運(yùn)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、臂部和機(jī)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)。
研究報(bào)告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1