搬運機器人——畢業(yè)設計論文-資料下載頁
2025-02-27 00:08本頁面
【導讀】在當今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質量，工業(yè)機器人的技術水平和應用程度在一定程度上反映了一個國家。目前，工業(yè)機器人主要承擔著焊接、噴涂、搬運。以及堆垛等重復性并且勞動強度極大的工作。得搬運機器人更加適用于現(xiàn)在的工業(yè)工作環(huán)境。通過詳細了解搬運機。機器人的手部、腕部、臂部、腰部在內的機械結構設計。缸、伸縮式液壓缸等。運動，進而實現(xiàn)搬運機器人的實際作業(yè)。工業(yè)機器人一般指在工廠車間。工業(yè)機器人的定義為：“一種自動。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條件，顯著的提高了勞動生產(chǎn)率，因而，受到很多國家的重。噪音以及帶有放射性和污染的場合，應用的更為廣泛?？刂仆ㄓ脵C械手”，簡稱通用機械手錯誤!位置，或按照工作要求以操縱工件進行加工。程序，以完成各項規(guī)定操作。這種機器人在國外通常被稱之為“MechanicalHand”，它是為主機服務的，由主機驅動。除少數(shù)外，工作程
【正文】 ，操作空間大，結構緊湊，重量輕，關節(jié) 易于密封防塵。這里使用了六個旋轉關節(jié)，綜合各種手臂和手腕構形， 最后確定其結構形式如圖 23。 圖 23 該型機器人構形 前三個關節(jié)決定了末端執(zhí)行器在空間的位置，后三關節(jié)決定了末端 執(zhí)行器在空間的姿態(tài)。 b 方案描述 該機器人固定在自動引導車（ AGV）上。這種 AGV 可以實現(xiàn)水平方 向兩個自由度的運動，導航方式有多種，如磁導航、激光導航、程序自動軌跡控制等方式，因此，該機器人有運動自由靈活的特點。 機器人本體由機座、腰部、大臂、小臂、手腕、末端執(zhí)行器和驅動 裝置組成。共有六個自由度，依次為 腰部回轉、大臂俯仰、小臂俯仰、 手腕回轉、手腕俯仰、手腕側擺。 機器人采用電動機驅動。這種驅動方式具有結構簡單、易于控制、使用維修方便、不污染環(huán)境等優(yōu)點，這也是現(xiàn)代機器人應用最多的驅動方式。 為實現(xiàn)機器人靈活自由地移動，驅動系統(tǒng)使用了蓄電池供電 電動機可以選擇步進電機或直流伺服電機。使用直流伺服電機能構成閉環(huán)控制，精度高，額定轉速高，但價格較高，而步進電機驅動具有成本低，控制系統(tǒng)簡單的優(yōu)點。確定這種機器人的 6個關節(jié)都采用步進電機驅動 開環(huán)控制。由于大臂俯仰和小臂俯仰運動的力矩很大，分別為 150Nm 和 27Nm左右，如果使用電機直接驅動的話，要求電機的輸出扭矩很大，因此考慮在大臂關節(jié)和小臂關節(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比大、承載能力強、傳動平穩(wěn)、體積小、重量輕的優(yōu)點，已廣泛應用在現(xiàn)代機器人中。因此在大臂和小臂關節(jié)處使用了諧波減速器，減速比分別為1:100 和 1:50，使用的步進電機輸出扭矩分別為 N m 。 在現(xiàn)代機器人結構中廣泛使用著各種機器人軸承，常用的有環(huán)形軸 承和交叉滾子軸承。這幾種機器人專用軸承具有結構簡單緊湊，精度高、剛度大，承載能力強（可承受徑向力、軸向力、傾覆力矩）和安裝方便等優(yōu)點。但考慮到這些軸承價格昂貴，而使用普通的球軸承或滾子軸承也能滿足結構的需要，所以在該機器人的結構中仍然全部采用球軸承。在電機的布置上，考慮盡量將電機放置在相應的操作臂的前端，這樣可以減小扭矩，同時也可以起到重力平衡的作用，但同時盡量避免過長的傳動鏈，以簡化結構，減少誘導運動。 參考同類機器人的運動參數(shù)，結合工作情況的需要，定出該型機器 人的運動參數(shù)如下： 關節(jié) 1（ T ）： 30 o/s ( rad/s) ( 5 r/min) 關節(jié) 2（ W ）： 30 o/s ( rad/s) ( 5 r/min) 關節(jié) 3（ U ）： 60 o/s ( rad/s) (10 r/min) 關節(jié) 4（ C ）： 120 o/s ( rad/s) (20 r/min) 關節(jié) 5（ B ）： 120 o/s ( rad/s) (20 r/min) 關節(jié) 6（ S ）： 180 o/s ( rad/s) (30 r/min) 最大加速度： 2 m/s2 各關節(jié)轉動范圍： 關節(jié) 1（ T ）： 360 o ～ +360 o 關節(jié) 2（ W ）： 90 o ～ + 90 o 關節(jié) 3（ U ）： 60 o ～ +210 o 關節(jié) 4（ C ）： 360 o ～ +360 o 關節(jié) 5（ B ）： 90 o ～ + 90 o 關節(jié) 6（ S ）： 360 o ～ +360 o 方案結構設計與分析 該機器人的本體 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、回轉部件、傳動部件和步進電機等。底座部件固定在自動引 導車（ AGV）上，支持整個操作機，步進電機固定在底座上，一級同步帶傳動將運動傳遞到腰部回轉軸，同時起到減速作用。 (2) 腰部回轉部件： 腰部回轉部件包括腰部支架、回轉軸、支架、諧波減速器和步進電機、制動器等。作用是支承大臂部件，并完成腰 部回轉運動。在腰部支架上固定著驅動大臂俯仰和小臂俯仰的電機。 (3) 大臂部件： 包括大臂和傳動部件。 (4) 小臂部件： 包括小臂、減速齒輪箱、傳動部件、傳動軸等，在小 臂前端（靠近大臂的一端）固定驅動手腕三個運動的步進電機 。 (5) 手腕部件： 包括手腕殼體、傳動齒輪和傳動軸、機械接口等 (6) 末端執(zhí)行器： 為抓取不同形狀、不同材質的物體，末端執(zhí)行器設計得開合范圍比較大，為 0～ 100mm?？紤]在指尖的平面上貼傳感器片，進行力的控制，設計了兩種手爪： 兩種手爪都采用電機驅動，平行開合機構。 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，當螺桿轉動時，兩只螺母帶動左右兩個手指同時開合，燕尾導軌定向。 方案 2： 的運動機構采用平行四連桿機構。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。使用了蝸輪蝸桿機構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械接口。 本章小結 本章從搬運機器人的實用方面入手，提出了一套總體設計方案，并根據(jù)機器人自由度的要求選取圓柱坐標系為本次設計坐標系。同時，就搬運機器人的組成（執(zhí)行機構和驅動機構）以及現(xiàn)實作業(yè)，給出了具體的手部、腕部、臂部和機座的結構形式；并選擇液壓驅動作為本次設計的驅動機構。最后，給出了設計中所需的技術參數(shù)。
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