搬運機器人——畢業(yè)設(shè)計論文(參考版)
2025-03-03 00:08本頁面
【正文】 最后，給出了設(shè)計中所需的技術(shù)參數(shù)。 本章小結(jié) 本章從搬運機器人的實用方面入手，提出了一套總體設(shè)計方案，并根據(jù)機器人自由度的要求選取圓柱坐標系為本次設(shè)計坐標系。使用了蝸輪蝸桿機構(gòu)起到減速和增大扭矩的作用。 方案 2： 的運動機構(gòu)采用平行四連桿機構(gòu)?？紤]在指尖的平面上貼傳感器片，進行力的控制，設(shè)計了兩種手爪： 兩種手爪都采用電機驅(qū)動，平行開合機構(gòu)。 (4) 小臂部件： 包括小臂、減速齒輪箱、傳動部件、傳動軸等，在小 臂前端（靠近大臂的一端）固定驅(qū)動手腕三個運動的步進電機 。在腰部支架上固定著驅(qū)動大臂俯仰和小臂俯仰的電機。 (2) 腰部回轉(zhuǎn)部件： 腰部回轉(zhuǎn)部件包括腰部支架、回轉(zhuǎn)軸、支架、諧波減速器和步進電機、制動器等。 參考同類機器人的運動參數(shù)，結(jié)合工作情況的需要，定出該型機器 人的運動參數(shù)如下： 關(guān)節(jié) 1（ T ）： 30 o/s ( rad/s) ( 5 r/min) 關(guān)節(jié) 2（ W ）： 30 o/s ( rad/s) ( 5 r/min) 關(guān)節(jié) 3（ U ）： 60 o/s ( rad/s) (10 r/min) 關(guān)節(jié) 4（ C ）： 120 o/s ( rad/s) (20 r/min) 關(guān)節(jié) 5（ B ）： 120 o/s ( rad/s) (20 r/min) 關(guān)節(jié) 6（ S ）： 180 o/s ( rad/s) (30 r/min) 最大加速度： 2 m/s2 各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動范圍： 關(guān)節(jié) 1（ T ）： 360 o ～ +360 o 關(guān)節(jié) 2（ W ）： 90 o ～ + 90 o 關(guān)節(jié) 3（ U ）： 60 o ～ +210 o 關(guān)節(jié) 4（ C ）： 360 o ～ +360 o 關(guān)節(jié) 5（ B ）： 90 o ～ + 90 o 關(guān)節(jié) 6（ S ）： 360 o ～ +360 o 方案結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析 該機器人的本體 各部件組成和功能描述如下： (1) 底座部件： 底座部件包括底座、回轉(zhuǎn)部件、傳動部件和步進電機等。但考慮到這些軸承價格昂貴，而使用普通的球軸承或滾子軸承也能滿足結(jié)構(gòu)的需要，所以在該機器人的結(jié)構(gòu)中仍然全部采用球軸承。 在現(xiàn)代機器人結(jié)構(gòu)中廣泛使用著各種機器人軸承，常用的有環(huán)形軸 承和交叉滾子軸承。諧波減速器具有傳動比大、承載能力強、傳動平穩(wěn)、體積小、重量輕的優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代機器人中。由于大臂俯仰和小臂俯仰運動的力矩很大，分別為 150Nm 和 27Nm左右，如果使用電機直接驅(qū)動的話，要求電機的輸出扭矩很大，因此考慮在大臂關(guān)節(jié)和小臂關(guān)節(jié)處使用減速器。使用直流伺服電機能構(gòu)成閉環(huán)控制，精度高，額定轉(zhuǎn)速高，但價格較高，而步進電機驅(qū)動具有成本低，控制系統(tǒng)簡單的優(yōu)點。這種驅(qū)動方式具有結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、使用維修方便、不污染環(huán)境等優(yōu)點，這也是現(xiàn)代機器人應(yīng)用最多的驅(qū)動方式。共有六個自由度，依次為 腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰、小臂俯仰、 手腕回轉(zhuǎn)、手腕俯仰、手腕側(cè)擺。這種 AGV 可以實現(xiàn)水平方 向兩個自由度的運動，導(dǎo)航方式有多種，如磁導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、程序自動軌跡控制等方式，因此，該機器人有運動自由靈活的特點。 圖 23 該型機器人構(gòu)形 前三個關(guān)節(jié)決定了末端執(zhí)行器在空間的位置，后三關(guān)節(jié)決定了末端 執(zhí)行器在空間的姿態(tài)。 旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)相對平移關(guān)節(jié)來講，操作空間大，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，關(guān)節(jié) 易于密封防塵。 R 表示轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，指組成腕關(guān)節(jié)的相鄰運動構(gòu)件的軸線在工作過程中相互間角度不變。三自由度的手腕通常有以下四種形式： BBR 型、 BRR 型、 RBR 型和 RRR 型 四種三自由度手腕構(gòu)形 。由于在同樣的體積條件下，關(guān)節(jié)型機器人比非關(guān)節(jié)型機器人有大得多的相對空間（手腕可達到的最大空間體積與機器人本體外殼體積之比）和絕對工作空間，結(jié)構(gòu)緊湊，同時關(guān)節(jié)型機器人的動作和軌跡更靈活，因此該型機器人采用關(guān)節(jié)型機器人的結(jié)構(gòu)。 本課題要求機器人手臂能達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。為了使手部能達到工作空間的任意位置， 手臂一般至少有三個自由度，少數(shù)專用的工業(yè)機器人手臂自由度少于三個。采用電動機驅(qū)動，設(shè)計負重為 6公斤，手爪開合范圍 5 mm～ 100 mm。能夠固定在移動裝置（如 AGV）上，以實現(xiàn)靈活移動。 (4) 按用途分類： 可分為 搬運機器人、噴涂機器人、焊接機器人、裝配機器人、切削 加工機器人和特種用途機器人等 。 電氣驅(qū)動是 20 世紀 90 年代后機器人系統(tǒng)應(yīng)用最多的驅(qū)動方式。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。以 q,f, y 為坐 標，位置函數(shù)為 P = f (q ,f, y)，該型機器人的優(yōu)點是靈活性好，占地面積小，但剛度、精度較差。這種形式的機器人占用空間小，結(jié)構(gòu)簡單。缺點是占地面積大、工作空間小。 （ 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，如機器人進行焊縫為曲線的弧焊作業(yè)時的軌跡控制。 (1) 按機器人的控制方法的不同，可分為點位控制型（ PTP），連續(xù) 軌跡控制型（ CP）： （ a） 點位控制型（ Point to Point C
研究報告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1