【正文】 再次，向所有給予我關(guān)心和幫助的老師、同學(xué)和親友致以深深的謝意和美好的祝福。 其次，感謝機械工程學(xué)院各位老師和同學(xué)提供的各方面幫助。并詳細(xì)論述了驅(qū)動電機和傳動裝置的選擇過程。 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 20 4 總體裝配圖的設(shè)計 三維總裝配圖 腰部裝配圖設(shè)計 經(jīng)過前面的設(shè)計計算 ,主要傳動部件已經(jīng)選擇完畢 ,下一部該做的就是怎樣把這些主要零部件連接起來 ,首先設(shè)計腰部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) , 腰部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的輸出軸是由步進(jìn)電機通過 EPL減速器來驅(qū)動的 ,首先把電機固定在電機連接筒上 ,電機連接筒在通過內(nèi)六角柱頭螺釘固定在腰筒上 ,減速器的一端要和電機連接 ,一端固 定在減速器連接筒上 ,減速器連接筒再通過內(nèi)六角柱頭螺釘固定在電機連接筒上 ,這樣連接就實現(xiàn)了腰部電機的輸出 ,由于腰部輸出軸要驅(qū)動整個裝置轉(zhuǎn)動 ,所以腰部輸出軸上還得通過一個旋轉(zhuǎn)筒連接支撐肋板 ,這樣腰部的裝配設(shè)計就完成了 ,其三維裝配圖如下 : 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 21 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 22 其平面裝配圖如下 : 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 23 三維主要零件圖 其它各部分的設(shè)計如上 ,以下為三維總體裝配的主要零件圖： 連大臂軸 連接減速器板 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 24 第二關(guān)節(jié)軸 第二關(guān)節(jié)連電機筒 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 25 第三關(guān)節(jié)連接大臂筒 第三關(guān)節(jié)連接電機筒 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 26 第三關(guān)節(jié)一軸 第四關(guān)節(jié)連接電機筒 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 27 第四關(guān)節(jié)支撐大臂軸 第四關(guān)節(jié)軸 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 28 小臂一軸 小臂 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 29 第五關(guān)節(jié)連接筒 大臂 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 30 小臂二軸 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 31 6 總結(jié) 經(jīng)過兩個月的艱苦努力，最終完成了我的畢業(yè)設(shè)計。質(zhì)量 。質(zhì)量： . 腰部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)步進(jìn)電機及減速器的選擇 腰部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)由步進(jìn)電機通過減速器來驅(qū)動。 帶寬 0sb 00 pkpbbzbss ? ，由 8 表功 6。 4。 所以，選擇如下四相混合式步進(jìn)電機； 型號： 86HS38；最大靜轉(zhuǎn)矩： mN? ；步矩角； 176。 帶輪齒數(shù) ,12 11 ?? dZ . 軸間矩 3051?a . 第二級同步帶類型 :節(jié)矩代號為 XL。 ⑹帶寬 sb 計算同上，查表得 ?sb ， 050。 ?PL ，帶長代號為 210，齒數(shù)為 56。質(zhì)量： 2。 同步帶的傳動效率 .?? 同步帶的傳動比為 1。 2m —— 腕部總質(zhì)量約為 。由于 outT 必須小于步進(jìn)電機的最大靜轉(zhuǎn)矩，所以選擇如下二相步進(jìn)電機： 型號 :42HSM02。 (2) 大臂和小臂回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 第一關(guān)節(jié)輸出軸大臂小臂手腕大臂回轉(zhuǎn)電機及EPL減速器小臂回轉(zhuǎn)電機和EPL減速器手腕回轉(zhuǎn)電機手爪回轉(zhuǎn)電機及諧波減速器手爪主視圖 左視圖 圖 24 大臂﹑小臂﹑手腕和手爪回轉(zhuǎn)示意圖 大臂和小臂回轉(zhuǎn)都是通過 EPL減速器減速后直接帶動來實現(xiàn)的，且結(jié)構(gòu)簡單，通用性強，成本低，安裝方便。 兩種方案在傳動實現(xiàn)上，都是可行的。另外，位置精度也較差。 關(guān)節(jié)型機器人手臂有三個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，通常腰關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸是鉛垂的，手臂在水平面內(nèi)可繞腰關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動，肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸平行，且都平行于水平面，故手臂可在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動。 圖 21 幾種多自由度機器人手臂構(gòu)形 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 10 本課題要求機器人手臂能達(dá)到工作空間的任意位置和姿態(tài)，同時要結(jié)構(gòu)簡單，容易控制。 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 9 機器人手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 手臂的總體設(shè)計是工業(yè)機器人設(shè)計的首要問題，主要有包括總體方案設(shè)計和基本技術(shù)參數(shù)設(shè)計。它有結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、使用方便、運動精度高、驅(qū)動效率高、不污染環(huán)境等優(yōu)點。前三個關(guān)節(jié)都是 回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，特點是動作靈活、工作空間大、占地面積小，缺點是剛度和精度較差。這種形式的機器人占用空間小，結(jié)構(gòu)簡單。 (b) 連續(xù)軌跡控制型 (Continuous Path Control)：機器人各關(guān)節(jié)同時做受控運動，使機器人末端執(zhí)行器按預(yù)期軌跡和速度運動，為此各關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)需要獲得驅(qū)動機的角位移和角速度信號，如機器人進(jìn)行焊縫為曲線的弧焊作業(yè)時的軌跡控制。 (3) 機器人的分類 ,機器人分類方法有多種。主動關(guān)節(jié)的數(shù)目稱為機器人的自由度。 (1) 自由度 (Degrees Of Freedom , DOF)：工業(yè)機器人一般都為多關(guān)節(jié)的空間機構(gòu)，其運動副通常有移動副和轉(zhuǎn)動副兩種。 (4) 連桿系的受力狀態(tài)、剛度條件和動態(tài)性能都是隨位姿的變化而變化的，因此，極容易發(fā)生振動或出現(xiàn)其它不穩(wěn)定現(xiàn)象。由于操作機連桿的運動各自獨立，不同連桿的運動之間沒有依從關(guān)系，故而操作機的運動更為靈活。 2 機器人本體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計 機器人的工作要求 主要設(shè)計參數(shù)如下 自由度數(shù)目： 5個 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 7 機械機構(gòu)形式：立式關(guān)節(jié)型 作業(yè)半徑： 650mm 負(fù)荷能力： 2kg 重復(fù)定位精度： +/ 驅(qū)動電機：步進(jìn)電機 最大重量 : 40kg 機器人機械設(shè)計的特點 機器人獨特的結(jié)構(gòu)特點 (1) 關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人操作機可以簡化成各連桿首尾 相接、末端開放的一個開式連桿系。將其作為《機器人學(xué)》 、《機器人技術(shù)基礎(chǔ) 》及《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程及機械電子工程專業(yè)等機電結(jié)合的綜合教學(xué)實驗設(shè)備，不僅可以使學(xué)生在輕松愉快的氛圍中充分理解相關(guān)課程的專業(yè)知識，而且可以激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，樹立系統(tǒng)的工程概念，培養(yǎng)其獨立開展科學(xué)研究的能力。 軌跡 規(guī)劃既可在關(guān)節(jié)空間也可在直角空間進(jìn)行，但是所規(guī)劃的軌跡函數(shù)都必須連 續(xù)和平滑，使得操作臂的運動平穩(wěn)。而軌跡規(guī)劃是根據(jù)作業(yè)任務(wù)的要求，計算出預(yù)期的運動軌跡。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對于非線性映射的強大的逼近能力，采用 BP 網(wǎng)絡(luò)，利用位置逆解結(jié)果作為訓(xùn)練樣本，通過大量樣本的訓(xùn)練學(xué)習(xí)，實現(xiàn)機器人從關(guān)節(jié)變量空間到工作變量空間的非線性映射，從而取得并聯(lián)機器人運動學(xué)正解，避免了求位置正解時公式推導(dǎo)和編程計算等的繁雜性 [14]。對一般的機器人機構(gòu)逆解必須使用數(shù)值計算方法，因而數(shù)值解的計算速度和精度受到人們的關(guān)注，同時機器人機構(gòu)中常見的奇異狀態(tài) (不可解狀態(tài) )在數(shù)值解中如何避免也是討論三維問題之一 [13] 。所以我們應(yīng)該從基本做起，有必要研制少數(shù)型號的機器人和開展一批基礎(chǔ)技術(shù)研究作為機器人課題的主要研究與開發(fā)內(nèi)容。如何在 21 世紀(jì)加速我國機器人的發(fā) 展，使我國早日進(jìn)入機器人大國行列，已成為當(dāng)務(wù)之急。隨著我 國工業(yè)企業(yè)自動化水平的不斷提高，機器人自動化線的市場也會越來越大，并且逐漸成為自動化生產(chǎn)線的主要方式。在工業(yè)機器人選型方面，確定以開發(fā)點焊、弧焊、噴漆、裝配、搬運等機器人為主。