水下耐核輻射機(jī)器人車載機(jī)械手設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-資料下載頁(yè)
2025-06-05 03:42本頁(yè)面
【正文】 18. 腕部回轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)方式 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 23 圖 19. 最近工作范圍 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 24 最遠(yuǎn)可到達(dá)距立柱 600mm 處，此時(shí)距地面為 410mm，如下圖： 機(jī)器人各個(gè)單關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍如下表所示： 表 2. 機(jī)械手單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍 關(guān)節(jié)名稱 工作范圍 手爪 抓取直徑 0~40mm 腕部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 360176。 腕部俯仰關(guān)節(jié) 195176。 腕部偏轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 200176。 肘關(guān)節(jié) 290176。 肩關(guān)節(jié) 130176。 腰部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 360176。 圖 20. 最遠(yuǎn)工作范圍 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 25 4 部件裝配圖的確定 傳動(dòng)元件的設(shè)計(jì)與選型 各關(guān)節(jié)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程同上章中講到的手爪蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算相似，這里就不在贅述了，經(jīng)過(guò)計(jì)算個(gè)關(guān)節(jié)的傳動(dòng)比及詳細(xì)尺寸如下表： 表 3. 關(guān)節(jié)傳動(dòng)件尺寸 關(guān)節(jié)名稱 小齒輪（小蝸輪） 大齒輪（大蝸輪） 模數(shù) /mm 傳動(dòng)比 齒數(shù)（頭數(shù)） 分度圓直徑/mm 齒數(shù) 分度圓直徑/mm 手爪 1 8 50 25 1:50 腕部回轉(zhuǎn) 20 8 100 40 1:5 腕部俯仰 1 10 30 12 1:30 腕部偏轉(zhuǎn) 1 10 30 12 1:30 肘關(guān)節(jié) 1 12 30 24 1:30 肩部偏轉(zhuǎn) 1 16 32 32 1 1:32 腰部回轉(zhuǎn) 1 30 40 60 1:40 電機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算及選型 經(jīng)過(guò)計(jì)算個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù)如下 : 表 4. 關(guān)節(jié)電機(jī)參數(shù)表 手爪 腕部回轉(zhuǎn) 腕部俯仰 腕部偏轉(zhuǎn) 肘關(guān)節(jié) 肩關(guān)節(jié) 腰部回轉(zhuǎn) 型號(hào) JA12N20 JA12N20 JA12N20 JA12N20 JGA25370 JB37Y540 JB37Y3530 工作電壓 12 12 12 12 12 12 12 關(guān) 節(jié) 名 稱 電 機(jī) 參 數(shù) 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 26 (V) 空載轉(zhuǎn)速(r/min) 148 120 120 120 122 290 228 額定轉(zhuǎn)速(r/min) 118 96 96 96 98 232 182 額定力矩(kg mm) 2 2 2 4 14 堵轉(zhuǎn)力矩(kg mm) 9 16 16 16 9 13 39 質(zhì)量 (g) 10 10 10 10 88 250 185 水密性的處理 由于水下機(jī)械手特有的工作環(huán)境，密封設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)水下機(jī)械手功率消耗、安全性等有重要影響。水下機(jī)械手各關(guān)節(jié)內(nèi)都裝有齒輪、傳感器、電機(jī)等部件，一旦密封處理不好，將會(huì)導(dǎo)致齒輪生銹，電源線短路，燒毀電機(jī)，甚至損壞系統(tǒng)等，造成無(wú)法估量的損失。所以水下機(jī)械手應(yīng)盡量減少密封配合，在必須進(jìn)行密封的為止做好密 封處理。 水下機(jī)械手密封方式的選擇，一般需要綜合考慮密封件的工作狀態(tài)、壓力、溫度和介質(zhì)等因素。常用的動(dòng)密封元件油封， O 型圈；靜密封元件有 O 型圈。 O 型圈是一種截面為圓形的膠圈，在安裝時(shí)有 20%~30%的變形量，當(dāng)收到外界壓力時(shí)， O 型圈會(huì)偏向壓力低的一側(cè)，由于壓差的作用，零部件的接縫被完全密封。采用 O型圈的優(yōu)點(diǎn)有價(jià)格低廉、型號(hào)齊全、安裝方便、適用于壓力較小的水下靜密封和速度較低的動(dòng)密封。由于本設(shè)計(jì)中各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)速都不高，且工作壓力都比較低，因此本設(shè)計(jì)選用 O型圈作為主要密封元件，其密封結(jié)構(gòu)示意圖如下： 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 27 單關(guān)節(jié)的傳動(dòng)軸處通過(guò) O 型密封圈密封；兩平面、法蘭面之間的密封可在裝配時(shí)涂抹 SL5051 液態(tài)密封膠；安裝螺釘時(shí)要先在螺紋孔上點(diǎn)螺紋膠來(lái)起到防松、防水的作用。 O 型圈 密封膠 圖 21. 單關(guān)節(jié)密封方案 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 28 結(jié) 論 隨著海洋開(kāi)發(fā)進(jìn)程的加快，作為海洋開(kāi)發(fā)的載體的水下機(jī)械手將發(fā)揮著重要的作用，復(fù)雜水下環(huán)境工作的機(jī)械手有著重要意義和應(yīng)用價(jià)值。本論文的主要成果如下： 在分析研究國(guó)內(nèi)外水下機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)水下機(jī)器人的工作環(huán)境，作業(yè)內(nèi)容等要求，提出了水下六自由機(jī)器人車載機(jī)械手的總體方案，部件結(jié)構(gòu)，密封方案等，完成了水下六自由度機(jī)械手的三維虛 擬裝配過(guò)程，以及二維圖紙的繪制。 由于時(shí)間有限本人希望以后能夠在水下機(jī)器人的動(dòng)態(tài)阻抗，位置檢測(cè)，速度控制等方面做進(jìn)一步研究。 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 29 參 考 文 獻(xiàn) [1]李一平 . 水下機(jī)器人 —— 過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái) .自動(dòng)化博覽 . 2021,3： 153155. [2]童大煥 . 日本核泄漏如何影響世界 . 中國(guó)遠(yuǎn)洋航務(wù) . 2021,04. [3]徐玉如，龐永杰，甘永，孫玉山 . 智能水下機(jī)器人技術(shù)展望 . 智能系統(tǒng)學(xué)報(bào) . 2021,01. [4]徐玉如，馬鵬超 . 水下機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì) . 自然雜志 . 2021,03: 125130. [5]森恩方，龐永杰，卞紅雨 . 水下機(jī)器人技術(shù) . 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 . 2021,03. [6] 徐文強(qiáng) . 機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) [J]. 2021. [7] 姒柏昌 ,魯月琴 . 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢(shì) [J]中小企業(yè)管理與科技 (下旬刊 ),2021: 8586. [8] 李文鵬 . 機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)研究 [J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)， 2021,(4): 286287. [9]蔣新松，豐錫盛，王棣棠 . 水下機(jī)器人 . 沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 . 2021: 125131. [10]譚定忠，張立勛等 . 一種用于深海作業(yè)的智能機(jī)械手 . 傳感器技術(shù) . 1999， 18(1): 3435. [11]馬廈飛 . 主從式多功能水下機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)淺析 . 海洋技術(shù) . 1991. 10（ 4） : 6065. [12]沈陽(yáng)市機(jī)床工業(yè)公司七二一大學(xué)編著 . 工業(yè)機(jī)械手 . 遼寧人民出版社 . 1979. [13]主編郭洪紅 . 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)西安電子科技大學(xué)出版社 . 2021,3. [14] Thomas Lindsay Richard P Paul. Design Of A ToolSurrounding Compliant Instrumented Wrist. Technical Reports (CIS). April 1991. [15]Adam Paul Leeb. Anthro Arm The Design of a Seven Degree of Freedom Arm With Human Attributes. Banchelor of Sience at the Masschusetts of Tecehology. June,2021. [16]Development of tether mooring type underwater robots:Anchor diver Ⅰ andⅡ . Tokyo Institute of Technology Recieved23,March 2021,revised 28,April 2021. [17]孫杏初 . 關(guān)節(jié)型機(jī)器人主連桿（手臂）參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì) . 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào) . 1996， 22(4): 510512 頁(yè) [18]陳登瑞 . 六自由度機(jī)械手本體結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究 . 哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文 . 2021: 910. 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 30 致 謝 本文是在尊敬的 xxxx 老師 和 xxxx 老師 的悉心指導(dǎo)下完成的。老師 們 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富的工程經(jīng)驗(yàn)、淵博的學(xué)識(shí)、 和 敏銳的思維，使我在學(xué)習(xí)和工作中獲益非淺； xx 老師和 xxx 老師 在理論分析 、方案設(shè)計(jì)、工程圖繪制 及說(shuō)明書(shū)組織等等許多方面所給予我的指導(dǎo)和幫助，令我終生難忘。我在學(xué)習(xí)和說(shuō)明書(shū)工作中的點(diǎn)滴進(jìn)步，無(wú)不凝聚著導(dǎo)師的心血，值此論文完成之際，謹(jǐn)向 老師 致以崇高的敬意和誠(chéng)摯的感謝。同時(shí)，感謝在我畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予我許多支持和熱心幫助的各位同學(xué)及師兄 師姐 。
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