【正文】 ，設d=50mm,則回轉(zhuǎn)缸的內(nèi)徑通過下列計算： D=151mm既設計液壓缸的內(nèi)徑為150mm,(不是最終尺寸)，再經(jīng)過配合等條件的考慮。（3） 液壓缸蓋螺釘?shù)挠嬎?，因為回轉(zhuǎn)缸的工作壓力為8Mpa,所以螺釘間距t小于80mm,根據(jù)初步估算， ，,所以缸蓋螺釘?shù)臄?shù)目為（一個面6個，兩個面是12個）。危險截面所以， 所以螺釘材料選擇Q235，則（）螺釘?shù)闹睆铰葆數(shù)闹睆竭x擇d=。經(jīng)過以上的計算，需要螺釘來連接，內(nèi)徑為150mm，外徑為230mm，輸出軸徑為50mm圖 回轉(zhuǎn)缸的截面圖（4） 動片和輸出軸間的連接螺釘。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。 于是得 式中——每個螺釘預緊力；D——動片的外徑；f——被連接件配合面間的摩擦系數(shù)，剛對銅取f=螺釘?shù)膹姸葪l件為 或 帶入有關數(shù)據(jù)，得=螺釘材料選擇Q235，則（）螺釘?shù)闹睆?螺釘?shù)闹睆竭x擇d=。 機身升降機構(gòu)的計算 手臂偏重力矩的計算圖手臂各部件重心位置圖（1） 零件重量、等?，F(xiàn)在對機械手手臂做粗略估算：總共=33Kg+++= (2)計算零件的重心位置，求出重心到回轉(zhuǎn)軸線的距離。=1920mm== ()所以，回轉(zhuǎn)半徑(3) 計算偏重力矩 升降不自鎖條件分析計算手臂在的作用下有向下的趨勢，而里柱導套有防止這種趨勢。由力的平衡條件有=h=即 ==所謂的不自鎖條件為：即 取 () 當=1650mm時，=528mm因此在設計中必須考慮到立柱導套必須大于528mm 手臂做升降運動的液壓缸驅(qū)動力的計算 式中摩擦阻力， 取f=G——零件及工件所受的總重。（1）的計算設定速度為V=4。起動或制動的時間差t=。將數(shù)據(jù)帶入上面公式有：=（2）的計算 =（3）液壓缸在這里選擇O型密封，所以密封摩擦力可以通過近似估算 最后通過以上計算 當液壓缸向上驅(qū)動時，F(xiàn)=6756N 當液壓缸向下驅(qū)動時，F(xiàn)=6756=6184N 軸承的選擇分析 對于升降缸的運動，對于機身回轉(zhuǎn)用的軸承有影響，因此，這里要充分考慮這個問題。對于本設計，采用一支點，雙固定，另一支點游動的支撐結(jié)構(gòu)。作為固定支撐的軸承，應能承受雙向軸向載荷，故內(nèi)外圈在軸向全要固定。其結(jié)構(gòu)參看本章開始的——。本設計采用兩個角接觸球軸承，面對面或者背對背的組合結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以承受雙向軸向載荷。 驅(qū)動方式 該機器人一共具有四個獨立的轉(zhuǎn)動關節(jié)，連同末端機械手的運動，一共需要五個動力源。機器人常用的驅(qū)動方式有液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動和電機驅(qū)動三種類型。這三種方法各有所長，：內(nèi)容驅(qū)動方式液壓驅(qū)動氣動驅(qū)動電機驅(qū)動輸出功率 很大，壓力范圍為50～140Pa大，壓力范圍為48～60Pa，最大可達Pa 較大控制性能利用液體的不可壓縮性，控制精度較高，輸出功率大，可無級調(diào)速，反應靈敏，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制氣體壓縮性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，難以實現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制控制精度高，功率較大，能精確定位，反應靈敏，可實現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制，伺服特性好，控制系統(tǒng)復雜響應速度 很高較高 很高結(jié)構(gòu)性能及體積結(jié)構(gòu)適當，執(zhí)行機構(gòu)可標準化、模擬化，易實現(xiàn)直接驅(qū)動。功率/質(zhì)量比大，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，密封問題較大結(jié)構(gòu)適當，執(zhí)行機構(gòu)可標準化、模擬化，易實現(xiàn)直接驅(qū)動。功率/質(zhì)量比大，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，密封問題較小伺服電動機易于標準化，結(jié)構(gòu)性能好，噪聲低，電動機一般需配置減速裝置，除DD電動機外，難以直接驅(qū)動，結(jié)構(gòu)緊湊，無密封問題安全性防爆性能較好，用液壓油作傳動介質(zhì)，在一定條件下有火災危險防爆性能好，高于1000kPa(10個大氣壓)時應注意設備的抗壓性設備自身無爆炸和火災危險，直流有刷電動機換向時有火花，對環(huán)境的防爆性能較差對環(huán)境的影響液壓系統(tǒng)易漏油，對環(huán)境有污染排氣時有噪聲無在工業(yè)機器人中應用范圍適用于重載、低速驅(qū)動，電液伺服系統(tǒng)適用于噴涂機器人、點焊機器人和托運機器人適用于中小負載驅(qū)動、精度要求較低的有限點位程序控制機器人，如沖壓機器人本體的氣動平衡及裝配機器人氣動夾具適用于中小負載、要求具有較高的位置控制精度和軌跡控制精度、速度較高的機器人，如AC伺服噴涂機器人、點焊機器人、弧焊機器人、裝配機器人等成本液壓元件成本較高成本低成本高維修及使用方便，但油液對環(huán)境溫度有一定要求方便較復雜機器人驅(qū)動系統(tǒng)各有其優(yōu)缺點，通常對機器人的驅(qū)動系統(tǒng)的要求有：1）．驅(qū)動系統(tǒng)的質(zhì)量盡可能要輕，單位質(zhì)量的輸出功率要高，效率也要高；2）．反應速度要快，即要求力矩質(zhì)量比和力矩轉(zhuǎn)動慣量比要大，能夠進行頻繁地起、制動，正、反轉(zhuǎn)切換；3）．驅(qū)動盡可能靈活，位移偏差和速度偏差要?。?）．安全可靠；5）．操作和維護方便；6）．對環(huán)境無污染，噪聲要小；7）．經(jīng)濟上合理，尤其要盡量減少占地面積?；谏鲜鲵?qū)動系統(tǒng)的特點和機器人驅(qū)動系統(tǒng)的設計要求，本文選用直流伺服電機驅(qū)動的方式對機器人進行驅(qū)動。 電機參數(shù)腰關節(jié)肩關節(jié)肘關節(jié)腕關節(jié)手爪型號MAXON2332MAXON2332MAXON2332MULTIPLEXSTELLSERVOMULTIPLEXSTELLSERVO額定電壓18v18v18v6v6v額定轉(zhuǎn)矩 Nm Nm Nm Nm Nm最大轉(zhuǎn)矩mmm額定轉(zhuǎn)速7980rpm7980rpm7980rpm5460rpm5460rpm最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子慣量9200rpmcm9200rpmcm9200rpmcm 傳動方式由于一般的電機驅(qū)動系統(tǒng)輸出的力矩較小，需要通過傳動機構(gòu)來增加力矩，提高帶負載能力。對機器人的傳動機構(gòu)的一般要求有：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，即具有相同的傳動功率和傳動比時體積最小，重量最輕；（2）傳動剛度大，即由驅(qū)動器的輸出軸到連桿關節(jié)的轉(zhuǎn)軸在相同的扭矩時角度變形要小，這樣可以提高整機的固有頻率，并大大減輕整機的低頻振動；（3）回差要小，即由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)時空行程要小，這樣可以得到較高的位置控制精度；（4）壽命長、價格低。 本文所選用的電機都采用了電機和齒輪輪系一體化的設計，結(jié)構(gòu)緊湊，具有很強的帶負載能力，但是不能通過電機直接驅(qū)動各個連桿的運動。為減小機構(gòu)運行過程的沖擊和振動，并且不降低控制精度，采用了齒形帶傳動。齒形帶傳動是同步帶的一種，用來傳遞平行軸間的運動或?qū)⒒剞D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動，在本文中主要用于腰關節(jié)、肩關節(jié)和肘關節(jié)的傳動。 。齒輪帶的傳動比計算公式為 齒輪帶的平均速度為 齒形帶傳動 制動器制動器及其作用：制動器是將機械運動部分的能量變?yōu)闊崮茚尫?，從而使運動的機械速度降低或者停止的裝置，它大致可分為機械制動器和電氣制動起兩類。在機器人機構(gòu)中，學要使用制動器的情況如下：① 特殊情況下的瞬間停止和需要采取安全措施② 停電時，防止運動部分下滑而破壞其他裝置。機械制動器： 機械制動器有螺旋式自動加載制動器、盤式制動器、閘瓦式制動器和電磁制動器等幾種。其中最典型的是電磁制動器。 在機器人的驅(qū)動系統(tǒng)中常使用伺服電動機，伺服電機本身的特性決定了電磁制動器是不可缺少的部件。從原理上講，這種制動器就是用彈簧力制動的盤式制動器，只有勵磁電流通過線圈時制動器打開，這時制動器不起制動作用，而當電源斷開線圈中無勵磁電流時，在彈簧力的作用下處于制動狀態(tài)的常閉方式。因此這種制動器被稱為無勵磁動作型電磁制動器。又因為這種制動器常用于安全制動場合，所以也稱為安全制動器。電氣制動器 電動機是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，反之，他也具有將旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電功能。換言之，伺服電機是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，可將電能轉(zhuǎn)換為機械能，同時也能通過其反過程來達到制動的目的。但對于直流電機、同步電機和感應電機等各種不同類型的電機，必須分別采用適當?shù)闹苿与娐贰? 本文中，該機器人實驗平臺未安裝機械制動器，因此機器人的肩關節(jié)和軸關節(jié)在停止轉(zhuǎn)動的時候，會因為重力因素而下落。另外，由于各方面限制，不方便在原有機構(gòu)上添加機械制動器，所以只能通過軟件來實現(xiàn)肩關節(jié)和軸關節(jié)的電氣制動。 采用電氣制動器，其優(yōu)點在于：在不增加驅(qū)動系統(tǒng)質(zhì)量的同時又具有制動功能，這是非常理想的情況，而在機器人上安裝機械制動器會使質(zhì)量有所增加，故應盡量避免。缺點在于：這種方法不如機械制動器工作可靠，斷電的時候?qū)⑹ブ苿幼饔谩ＴO計小結(jié)在本設計的開題論證、課題研究、論文撰寫和論文審校整個過程中，我學到許多新知識，但是也發(fā)現(xiàn)了不少存在的問題。在這次的畢業(yè)設計中，能否看懂圖紙是關鍵，要了解圖紙上所標注的是何含義，有何作用。在這次編制工藝過程中，也犯了不少原本可以避免的錯誤，但在老師的精心指導下，逐漸糾正了這些錯誤，也說明了繪圖時規(guī)范性。編制工序?qū)ξ襾碚f，還處于理論方面的知識，在實踐中還是有所欠缺的。當拿到一張零件圖紙后，卻不知該從何下手了。如何定基準。加工的工藝路線也前后矛盾。加工時所用的刀具，測量時所需測量工具等等。都不清楚，使我感到十分困惑。但是在學校技工培訓和在威浮有限公司實習期間已對各個方面都有了一定的認識。這次畢業(yè)設計是我們在學校的最后一次課。它將我們平時所學相互結(jié)合起來，為我們將來進入工作做準備。它讓我們了解了更多的新知識。感謝老師、系領導和學校的關心和指導，在設計過程中，結(jié)合工作體會和經(jīng)歷，為我完成設計給予了極大的幫助，為我們上了最后一次重要的課程。致 謝在本設計的開題論證、課題研究、論文撰寫和論文審校整個過程中，得到了老師的親切關懷和精心指導，使得本設計得以順利完成，其中飽含了老師的汗水和心血。老師敏銳的學術思想、嚴謹踏實的治學態(tài)度、淵博的學識、精益求精的工作作風、誨人不倦的育人精神，將永遠銘記在學生心中，使學生終生受益。在此我們向老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。同時也感謝班主任老師在這三年來對我們的虛心的教導。感謝學校給我們提供設計場地，和系領導的關心和指導，在設計過程中，結(jié)合工作體會和經(jīng)歷，提出了許多建設性的觀點，為我完成設計給予了極大的幫助。感謝機電工程系的領導和老師對我的關心和幫助。再次感謝所有支持和幫助過我的領導、老師、同學們。參考文獻,1986,12. ,1998,2. ,1998,4楊長能, . ,1992,1:機械工業(yè)出版社,1999,5:機械工業(yè)出版社,2002,91:高等教育出版社,2003,91:高等教育出版社,2004,61:機械工業(yè)出版社,2001,71:機械工業(yè)出版社，2004,8 2022/8/23