工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-02-08 11:38本頁(yè)面
【正文】 25 參考文獻(xiàn) [1] 劉進(jìn)長(zhǎng) ,辛健成 .機(jī)器人世界 [M].鄭州 :河南科學(xué)技術(shù)出版社 ,2021 [2] 諸靜 .機(jī)器人 與控制技術(shù) [M].杭州 :浙江大學(xué)出版社 ,1991 [3] 吳廣玉 ,姜復(fù)興 .機(jī)器人工程導(dǎo)論 [M].哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,1988 [4」 周遠(yuǎn)清 ,張?jiān)倥d .智能機(jī)器人系統(tǒng) [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,1989 [5] 付京孫 .機(jī)器人學(xué) [M].合肥 :中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社 ,1992 [6] 白民 ,劉遠(yuǎn)江 .從 2021中國(guó)國(guó)際機(jī)器人展覽看中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和未來(lái)[J]:機(jī) 器人技術(shù)與應(yīng)用 .2021.(1):2024 [7] 劉明保 ，呂春紅等 .機(jī)械手的組成機(jī)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)的確定 .河南高等專 科學(xué)校學(xué)報(bào) ,2021. 。 本文針對(duì)機(jī)器人所需完成的任務(wù)，進(jìn)行了三方面的研究基本符合機(jī)器人的工作要求。 3．機(jī)器人步進(jìn)電機(jī)的控制 由于機(jī)器人采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。第三個(gè)關(guān)節(jié)采用了絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)，絲杠本身具有自鎖功能，傳動(dòng)精度較高 :第四關(guān)節(jié)采用了步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。 SCARA 機(jī)器人四個(gè)關(guān)節(jié)均選用價(jià)格低廉的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。其中第三個(gè)自由度為移動(dòng)關(guān)節(jié) 。本課題正是在這種背景下提出來(lái)的，這是一項(xiàng)具有重要意義的課題。將數(shù)據(jù)帶入上面公式有： GvF gt?? ?總慣 = 2 8 6 0 .0 6 7 9 5 8 .19 .8 0 .0 2ms Ns? ?? （ 2） F摩 的計(jì)算 12 RF F f?摩 122 8 6 9 . 8 1 . 6 5 8 7 2 5 . 60 . 5 3RR G K g N K g mF F Nhm? ??? ? ? ?總 ? 12 RF F f??摩2? ? = （ 3）液壓缸在這里選擇 O 型密封，所以密封摩擦力可以通過(guò)近似估算 ?密 最后通過(guò)以上計(jì)算 當(dāng)液壓缸向上驅(qū)動(dòng)時(shí)， F=6756N 當(dāng)液壓缸向下驅(qū)動(dòng)時(shí)， F=6756? ?286 2? =6184N 24 八、總結(jié)和展望 我國(guó)機(jī)器人的研究和應(yīng)用起步較晚，但是隨著國(guó)內(nèi)外機(jī)器人的快速發(fā)展、社會(huì)需求的增大和技術(shù)的進(jìn)步，裝配機(jī)器人得到了迅速的發(fā)展，多品種、少批量生產(chǎn)方式和為提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的生產(chǎn)工藝需求，是推動(dòng)裝配機(jī)器人發(fā)展的直接動(dòng)力。起動(dòng)或制動(dòng)的時(shí)間差 ? t=。 由力的平衡條件有 1RF = 2RF 1RF h=G總 ? 即 1RF = 2RF =Gh?總 所謂的不自鎖條件為： G總 11 2 122 RF F F F f? ? ? 即 G總 2 Gh?總 f 2hf? 取 ? 則 ? ? 當(dāng) ? = 時(shí)， ? = 因此在設(shè)計(jì)中必須考慮到立柱導(dǎo)套必須大于 手臂做升降運(yùn)動(dòng)的液壓缸驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 F F F F F G? ? ? ? ?回慣 摩 密 式中 F摩 — — 摩擦阻力，參考圖 23 12F Ff?摩 取 f= G—— 零件及工件所受的總重。 KGG ?工件 現(xiàn)在對(duì)機(jī)械手手臂做粗略估算： G爪 和 G腕總共 =33Kg Kg?臂 G?總 G工 件 +G爪 +G腕 +G臂 = (2)計(jì)算零件的重心位置，求出重心到回轉(zhuǎn)軸線的距離 ? 。 d 為輸出軸與動(dòng)片連接處的直徑，設(shè) d=50mm,則回轉(zhuǎn)缸的內(nèi)徑通過(guò)下列計(jì)算： 28MDd??驅(qū)bp 21 D=151mm （ 2） 既設(shè)計(jì)液壓缸的內(nèi)徑為 150mm,根據(jù)表 選擇液壓缸的基本外徑尺寸180mm(不是最終尺寸 )，再經(jīng)過(guò)配合等條件的考慮。 ? ?2 2 23 1 2 4 3zcJ m l R N m s? ? ? ? ? 220 1495c GJ J N m sg ?? ? ? ? ? 00 0 .3 1 4=1495 0 .1M J J t?? ?? ? ? ??慣 2Nms?? 密封處的摩擦阻力矩可以粗略估算下 M阻 = ，由于回油背差一般非常的小，故在這里忽略不計(jì)。 若手臂回轉(zhuǎn)零件的重心與回轉(zhuǎn)軸的距離為 ? ，則 20 c GJJg ??? 式中 cJ —— 回轉(zhuǎn)零件的重心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 M M M M? ? ?驅(qū) 阻 回慣 慣性力矩的計(jì)算 00M J J t?? ??? ?慣 式中 ?? —— 回轉(zhuǎn)缸動(dòng)片角速度變化量（ rads ），在起動(dòng)過(guò)程中 ? ? =? ； ? t—— 起動(dòng)過(guò)程的時(shí)間 (s)?；剞D(zhuǎn)角度一般靠機(jī)械擋塊來(lái)決定，對(duì)于本設(shè)計(jì)就是考慮兩個(gè)葉片之間可以轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，為滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì) 中動(dòng)片和靜片之間可以回轉(zhuǎn) 1800。這種結(jié)構(gòu)是導(dǎo)向桿在內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊。花鍵軸與與升降缸的下端蓋用鍵來(lái)固定，下短蓋與連接地面的的底座固定?；剞D(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)軸與升降缸的活塞桿是一體的。如上圖所示，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)置于升降缸之上的機(jī)身結(jié)構(gòu)。 分析： 經(jīng)過(guò)綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的結(jié)構(gòu)。 3活塞缸和齒條齒輪機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)采用單缸活塞桿，內(nèi)部導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點(diǎn)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線長(zhǎng)，花鍵軸的變形對(duì)回轉(zhuǎn)精度的影響較大。常用的機(jī)身結(jié)構(gòu)有以下幾種： 1回轉(zhuǎn)缸置于升降之下的 結(jié)構(gòu)。為了設(shè)計(jì)出合理的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，就要綜合考慮，分析。機(jī)身是可以固定的，也可以是行走的，既可以沿地面或架空軌道運(yùn)動(dòng)。一般實(shí)現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都安在機(jī)身上，或者直接構(gòu)成機(jī)身的軀干與底座相連。 66226210 19. 8 10 100 10F Mpad? ??? ? ? ? ? ?? 結(jié)論： 活塞桿的強(qiáng)度足夠。 經(jīng)過(guò)以上分析計(jì)算最后計(jì)算出液壓缸的驅(qū)動(dòng)力： 0 .0 3 = 6 2 1 0 NF F F F? ? ?摩 慣 液壓缸工作壓力和結(jié)構(gòu)的確定 經(jīng)過(guò)上面的計(jì)算，確定了液壓缸的驅(qū)動(dòng)力 F=6210N，根據(jù)表 的工作壓力 P=2MPa 1確定液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸： 液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算，如圖 所示 圖 雙作用液壓缸示意圖 當(dāng)油進(jìn)入無(wú)桿腔， 21 4DF F p ????? 當(dāng)油進(jìn)入有桿腔中， ? ?222 4DdF F p ?????? 液壓缸的有效面積： 18 1FS p? 故有 114 1 .1 3FFD pp? ? ??? （無(wú)桿腔） 214FDdp???? （有桿腔） F=6210N， 1p = 62 10 pa? ，選擇機(jī)械效率 ? ? 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入： 6114 6 2 1 01 . 1 3 1 . 1 3 0
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