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Winiecki: Organizacja komputerowych system243。主體采用鋁合金材料大大減輕總體質(zhì)量，有利于提高其動(dòng)態(tài)特性。論證分析過(guò)程用到極限點(diǎn)法，即證明能夠滿足燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)50各個(gè)極限點(diǎn)，則其它各點(diǎn)必然滿足。180。對(duì)大軸 1 、大軸 小軸 小軸 2 的各個(gè)段的尺寸進(jìn)行了確定，同時(shí)確定了安裝在軸上的軸承的類型和型號(hào)，最后按照彎扭合成力矩對(duì)軸進(jìn)行了校核。Nm?選取的螺釘材料為 Q235，直徑為 12mm，固定用的螺栓數(shù)目為第 4 章 軸、螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)與校核496。因此小軸 1 的強(qiáng)度滿足要求，故安全。2VH?畫軸轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)矩 T= T ，轉(zhuǎn)矩圖見(jiàn)圖 (f) 圖。+ =1HFr2153= (67+153)故 =， =垂直面受力圖如圖 (b)所示。固定齒輪的軸肩高度為 。ef 段為過(guò)渡段，長(zhǎng)度為 95mm，直徑 38mm。這一段由于和聯(lián)軸器連接，所以開(kāi)有鍵槽，具體尺寸和電機(jī)輸出端的一樣。兩根軸的主體機(jī)構(gòu)和材料以及熱處理方式一樣，大軸 2 的受力比大軸 1 的受力小得多，當(dāng)大軸 1 滿足強(qiáng)度條件時(shí)，大軸 2 必然滿足強(qiáng)度條件。脹緊套選用 Z2 型脹緊套。裝配的軸承為角接觸球軸承，型號(hào)是 7217C。由于大齒輪的齒寬為 75mm，軸頭的長(zhǎng)度應(yīng)該小于輪轂的長(zhǎng)度，所燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)44以 de 段的長(zhǎng)度為 60mm，直徑為 90mm。確定大軸 2 的材料以及各段直徑和長(zhǎng)度大軸 2 的材料為 40Cr，調(diào)制處理。取 =。垂直面彎矩圖見(jiàn)圖 (d) 圖。故在這里只計(jì)算小齒輪的受力。而且這段軸與大臂的連接方式是脹緊聯(lián)結(jié)，通過(guò)脹緊套使大軸 1 與大臂連接在一起。ef 段要安裝用于齒輪的軸向固定和軸承的軸向固定的軸套，考慮燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)40到另一半的密封箱的壁厚和孔徑以及大齒輪輪轂比軸頭多出的長(zhǎng)度，這段軸頸的長(zhǎng)度為 60mm，直徑為 85mm。bc 段為過(guò)渡段，長(zhǎng)度為 80mm，直徑 92mm，固定齒輪的軸肩高度為 。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)38第 4 章 　 軸、螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)與校核第 4 章 軸、螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)與校核39　 大軸 1 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核　大軸 1 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 　大軸 1 的傳動(dòng)方案 確定大軸 1 上的零件的裝配方案大軸 1 上的零件的裝配方案如圖 所示。　 本章小結(jié)本章首先用簡(jiǎn)單的空間立體幾何方法建立了噴漆機(jī)器人的工作空間的數(shù)學(xué)模型，驗(yàn)證了假設(shè)條件中的噴漆機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)的尺寸是符合工作要求的。大臂轉(zhuǎn)速 = /2 rad/s，長(zhǎng)為 1m, 傳感器線數(shù)為：ωns=2 /(i )=2 /(100 )=524?θ180。增量型編碼器能夠物體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生信號(hào)。此外還要求腰部回轉(zhuǎn)盤的運(yùn)動(dòng)精度較高，要在驅(qū)動(dòng)元件上安裝傳感器，檢測(cè)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)精度。1339。=49186。21’10”2活塞行程為零時(shí)：Φ =43186。經(jīng)計(jì)算可得出 227。第 3 章 噴漆機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)35結(jié)構(gòu)尺寸： 、 ，油缸兩支點(diǎn)距離最大mO16539。所以，采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。主要評(píng)價(jià)的性能指標(biāo)是功率密度，由于驅(qū)動(dòng)元件是安裝在腰部回轉(zhuǎn)盤上的，如果驅(qū)動(dòng)元件過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致腰部回轉(zhuǎn)盤過(guò)大，所以這里要求驅(qū)動(dòng)元件的功率密度應(yīng)該盡可能的大些。1I = m2平移到 i 軸上 = +m1I39。大臂總體質(zhì)量的計(jì)算大臂的大體結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體并且兩端中空，鉆有小孔。大臂的傳動(dòng)形式與小臂相同，都是由液壓缸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)大臂的俯仰運(yùn)動(dòng)。30’30’’702??燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)32活塞行程為零時(shí)小臂與大臂夾角 Φ =β +227。=12186。，最小時(shí) ，則活塞全行程為 220mm。O大臂處于垂直位置時(shí)的小臂動(dòng)作范圍。25r =+27 = m2對(duì) i 軸總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以上計(jì)算的 、 、 、 、 均是在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最大的情況下計(jì)算1I23I45I得到的，所以用這些轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算出的總力矩和功率，從而選擇的電機(jī)必然滿足噴漆機(jī)器人在其他工作狀態(tài)下的工作要求。后桿的尺寸為1001000，底桿的尺寸為 100400。3I1m = kg m2平移到 i 軸上 = +m3I39。21r第 3 章 噴漆機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)29 =+5(+＋) 2 = m2回轉(zhuǎn)套支架對(duì) i 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量回轉(zhuǎn)套支架繞其質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 = m(b2+h2)39。小臂總體質(zhì)量的計(jì)算 [2125]小臂的大體結(jié)構(gòu)為分段空心圓柱，材料為鋁合金體積 V=lA = /4＋ 178。ab邊為機(jī)架，ad 邊為搖桿， bc 邊為曲柄。對(duì)于雙搖桿機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)機(jī)架為最短邊的對(duì)邊，既大臂與最短桿相對(duì)。噴漆機(jī)器人的小臂俯仰機(jī)構(gòu)通過(guò)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來(lái)完成，安裝在腰第 3 章 噴漆機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)27部回轉(zhuǎn)盤上的直流伺服電機(jī)通過(guò)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)小臂實(shí)現(xiàn)俯仰運(yùn)動(dòng)。因此設(shè)計(jì)手臂時(shí)，該充分考慮根據(jù)機(jī)器人所要完成任務(wù)而提出設(shè)計(jì)要求，從而確定手臂桿的大體結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度。電機(jī)輸出軸端進(jìn)行適當(dāng)?shù)募哟旨娱L(zhǎng) [1620]。電機(jī)通過(guò)脹緊套連接空心軸，所以電機(jī)輸出軸也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)募哟旨娱L(zhǎng)。設(shè)回轉(zhuǎn)套、電機(jī)、減速器、短軸、鍵、噴槍及噴槍夾的質(zhì)量共5kg。圓柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：J = m(3 R2+L2)1 = 3(3 + ). = 取噴槍的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為 ω =2 rad/s，n=60r/min?取啟動(dòng)時(shí)間為 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)論文25由此轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度 =20 rad/s2??計(jì)算力矩 T 為：T= J =P=Tω =2 =故訂做的減速電機(jī) 1 的額定電壓為 220V，輸出功率至少為 4w，輸出轉(zhuǎn)矩至少為 ，轉(zhuǎn)速為 1400r/min，減速箱的減速比為 23。電機(jī) 1 帶動(dòng)噴頭做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，故此電機(jī)應(yīng)小巧靈便以減輕電機(jī) 2的負(fù)擔(dān)，因此電機(jī) 1 應(yīng)該質(zhì)量輕、體積小且能滿足功率滿要求。 腕部設(shè)計(jì) 電機(jī)的選擇手腕部分的電機(jī)的安裝：帶動(dòng)噴槍旋轉(zhuǎn)的減速電機(jī) 1 安裝在回轉(zhuǎn)套內(nèi)帶動(dòng)噴槍夾做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使噴槍時(shí)刻正對(duì)被加工。經(jīng)過(guò)上面的計(jì)算和分析可證明小臂的末端可達(dá)的覆蓋范圍大于空間 abcdefgh。讀圖可知達(dá)到 h 點(diǎn)時(shí)，細(xì)桿 1 的俯仰角度最大為 45 186。根據(jù)設(shè)計(jì)方案知細(xì)桿 2 相對(duì)于細(xì)桿 1 的最小俯仰角度80 186。讀圖可知當(dāng)達(dá)到其他位置時(shí)，細(xì)桿 1 與細(xì)桿 2 相對(duì)于細(xì)桿 1 的俯仰角度均小于設(shè)計(jì)方案中規(guī)定的極限值。讀圖可知達(dá)到 d 點(diǎn)時(shí)，細(xì)桿 1 的俯仰角度最大為 51 186。綜上所述，我們現(xiàn)在的論證空間是 abcdefgh，在論證時(shí)只需要驗(yàn)證細(xì)桿 2 的末端能否達(dá)到空間 abcdefgh 的八個(gè)頂點(diǎn)即可。圖 　工作的空間模型論證的細(xì)桿 2 末端所要達(dá)到的運(yùn)動(dòng)范圍如圖 所示。 至80186。170176。170176。 至90186。并給出了各關(guān)節(jié)的傳動(dòng)方案，同時(shí)進(jìn)行了必要的分析論證，在這之后設(shè)計(jì)了各個(gè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和大體上的連接方案。精度控制方面，會(huì)在電機(jī)后部安裝光柵編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)回轉(zhuǎn)角度的控制 [15]。腰部旋轉(zhuǎn)和大臂的俯仰以及小臂的俯仰共同配合將實(shí)現(xiàn)腕部在空間任意位置定位。這種傳動(dòng)方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔有效、傳動(dòng)精度較高、通過(guò)自身的調(diào)速減輕了整個(gè)腰部的負(fù)載。這個(gè)四桿機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡可能的減少底桿和后桿的重量，使之與腕總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19部的質(zhì)量接近，而且其所占空間也應(yīng)該盡可能的小，綜合考慮選擇曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，具體尺寸會(huì)在下一章根據(jù)工作空間所設(shè)計(jì)的手臂的長(zhǎng)度給出。范圍內(nèi)的俯仰運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)整個(gè)腕部的空間位置。a —大臂長(zhǎng)2L —大臂合重心矩 的長(zhǎng)度2O 其算法與小臂相同。3它對(duì) 的力矩亦起著平衡一部分偏重力矩的作用，因而小臂的平衡力3O矩 3PSGM???式中 M 為油缸對(duì) 的靜阻力矩。它使平衡支架在下臂運(yùn)動(dòng)時(shí)做平面運(yùn)動(dòng)，保證小臂在大臂運(yùn)動(dòng)時(shí)其夾角 227。該機(jī)器人的大臂小臂均采用彈簧平衡裝置，如下圖所示。手臂的平衡：為了減小驅(qū)動(dòng)力矩和增加運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，大臂和小臂原則上說(shuō)都要進(jìn)行平衡。目前大臂和小臂的結(jié)構(gòu)比較流行的是中間有多層圓筒形套裝梁結(jié)構(gòu)，外型像啞鈴，多為焊鑄件組合結(jié)構(gòu)。 210186。總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11 噴漆機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù) 項(xiàng)目 技術(shù)參數(shù)結(jié)構(gòu)形式 關(guān)節(jié)式自由度 6?1 ?2 ?3 ?4 ?5 ?6活動(dòng)范圍100186。多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)空間比前三者大，可以完成十分復(fù)雜的動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)軌跡靈活多變，自由度多而且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。 確定驅(qū)動(dòng)件和自由度由于工作需求的不同以及工作對(duì)象的不同，因此工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)型有多種結(jié)構(gòu)形式，主要包括直角坐標(biāo)系機(jī)器人、圓柱坐標(biāo)機(jī)器人、極坐標(biāo)機(jī)器人、多關(guān)節(jié)機(jī)器人直角坐標(biāo)系機(jī)器人只能在 x、y、z 三個(gè)方向上作直線運(yùn)動(dòng)