四自由度抓取平移機(jī)器人_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(參考版)
2024-09-02 17:50本頁(yè)面
【正文】 正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝 意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來(lái)越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下 。在最后階段， 肖 老師耐心的幫助我檢查設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，以及論文在書寫的過(guò)程中應(yīng)注意的一些問(wèn)題，再次感謝 肖 老師的幫助。理論力學(xué) .北京：高等教育出版社， 【 13】 成大仙主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 本設(shè)計(jì)還有很多不足之處，由于自身的知識(shí)儲(chǔ)備還很淺薄，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 、力的計(jì)算及系統(tǒng)分析上還有很多漏洞，這些都需要自己在以后的生活中不斷學(xué)習(xí)研究并通過(guò)實(shí)踐加以完善。文章從 抓取 機(jī)器人的實(shí)用方面入手，提出了一套總體設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)機(jī)器人自由度的要求選取圓柱坐標(biāo)系為本次設(shè)計(jì)坐標(biāo)系。 本 模型 研究了國(guó) 內(nèi)外機(jī) 器人 發(fā)展的現(xiàn)狀，通過(guò)學(xué)習(xí) 機(jī)器人 的工作原理，熟悉了搬運(yùn) 機(jī)器人 的運(yùn)動(dòng)機(jī)理。運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人可以節(jié)省時(shí)間有可以大大提高工作效率快速適應(yīng)市場(chǎng)的需求，從而獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的 能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。 毫米。準(zhǔn)備把故障前平均時(shí)間，故障前平均時(shí)間是指一臺(tái)設(shè)備可靠性的一種量度。 我們應(yīng)該十分注意提 高機(jī)械手的可靠性，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，降低成本。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛。 機(jī)械 手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。未來(lái)的工業(yè)機(jī)器人將集成更多的功能，具有感知環(huán)境變化的適應(yīng)能力，智能水平大幅提高。 隨著科技的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的性能更完善、價(jià)格會(huì)更低，其應(yīng)用將越普遍，神秘感消失。部分發(fā)達(dá)國(guó)家已制定出人工搬運(yùn)的最大限度，超過(guò)限度的必須由搬運(yùn)機(jī)器人來(lái)完 成。搬運(yùn)機(jī)器人可安裝不同的末端執(zhí)行器以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運(yùn)工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動(dòng)。最早的搬運(yùn)機(jī)器人出現(xiàn)在1960 年的美國(guó)。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng)；圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作；球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；關(guān)節(jié)型的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～ 6 個(gè)運(yùn)動(dòng) 自由度 ，其中腕部通常有 1～ 3 個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。 技術(shù)分析 工業(yè) 搬運(yùn) 機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和 控制系統(tǒng) 三個(gè)基本部分組成。有了理論和方法，規(guī)劃設(shè) 計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)管理等部門就能夠根據(jù)各種具體情況來(lái)解決各種具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。一是研究共同的評(píng)價(jià)理論和方法；二是結(jié)合不同技術(shù)研究不同的評(píng)價(jià)理論和方法。技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究任務(wù)是正確地認(rèn)識(shí)和處理技術(shù)和經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，尋找技術(shù)經(jīng)濟(jì)的客觀規(guī)律，尋找技術(shù)和經(jīng)濟(jì)之間的合理關(guān)系，包括最佳關(guān)系和協(xié)調(diào)關(guān)系。則機(jī)座的三維圖如下： 圖 38 底座立體圖 由上述可得到整個(gè)模型的三維圖如下： 17 圖 39 總裝配三維圖 則二 維 圖的裝配如下圖： 18 圖 310 總裝配二維圖 1 底座 2墊片 3M4螺栓 4固定架 5墊片 6M5螺母 7M5螺栓 8支柱 9角接觸球軸承 10M4螺釘 11套筒 12升降軸 13端蓋 14墊片 15M3螺栓 16密 封圈 17升降臺(tái) 18步進(jìn)電機(jī) 19M10墊片 20M10螺母 21旋轉(zhuǎn)支柱 22角接觸球軸承 23墊片 24M8螺母 25M8螺栓 26下支板 27墊片 28M5螺栓 29上支板 30M4螺釘 31端蓋 32密封圈 33套筒 34深溝球軸承 35手臂伸長(zhǎng)軸 36手臂 37步進(jìn)電機(jī) 38M3螺栓 39墊片 40M3螺母 41固定架 42M2螺釘 43M2螺栓 44墊片 45端蓋 46密封圈 47角接觸球軸承 48M5螺栓 49墊片 50M5螺母 51螺桿軸 52螺母 53圓錐銷 54手指 55手指固定架 56手臂擋條 57M16 螺母 58墊片 59端蓋 60密封圈 61旋轉(zhuǎn)軸 62M4螺釘 模型原理簡(jiǎn)單說(shuō)明：?jiǎn)?dòng)底座下的步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)螺桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)使升降臺(tái)沿底座導(dǎo)柱做上下直線運(yùn)動(dòng)，從而使得整個(gè)機(jī)身實(shí)現(xiàn)升降，升到一定距離，由控制部分停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)升降臺(tái)上的電機(jī)運(yùn)動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)整個(gè)機(jī)身旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到一定角度，由控制部分控制停止該電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)：再驅(qū)動(dòng)上支板 上的電機(jī)運(yùn)動(dòng)，使手臂螺桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得手臂做直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)伸縮運(yùn)動(dòng)，當(dāng)伸縮一定程度由控制部分控制停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；再驅(qū)動(dòng)手指上的電機(jī)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)手指螺桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得說(shuō)只螺母做上下直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)手指開合抓取和放下工件。 我們采用機(jī)座式機(jī)身 ,升降臺(tái) 安裝在機(jī)座立柱的頂端 ,在 其上 只實(shí)現(xiàn) 升降 運(yùn)動(dòng) ,采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套類型的安裝，安裝的精度不需太高，再其上面安裝旋轉(zhuǎn)部分及其手臂部分，升降臺(tái)下安裝立柱，能夠承受較大的軸向力。機(jī)身既可以是固定式，也可以是行走式的，即在它的下部裝有能行走的機(jī)構(gòu)，可沿地面過(guò)架 空軌道運(yùn)動(dòng)。 底座的設(shè)計(jì) 機(jī)身表示直接連接支承，傳動(dòng)手臂和行走機(jī)構(gòu)的部件，一般情況下實(shí)現(xiàn)臂部的升降，回轉(zhuǎn)或俯仰等運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置或傳動(dòng)部件都安裝在機(jī)身上。 所 以 15 mNdFTT vq ??????? ? ) a n (*)2/10*(**25)t a n (*)2/(* 321 ???? 則選用 86BH2A80408 型步進(jìn)電機(jī)滿足要求。 腰部升降部分與底座的設(shè)計(jì) 腰部升降設(shè)計(jì) 將上面整個(gè)機(jī)身部分 簡(jiǎn)化則整個(gè)上機(jī)身及其升降臺(tái)部分的質(zhì)量估算為 m=25kg,選用直徑 d=36mm 的 梯形 螺桿 ， 螺距 p=3mm, 螺紋頭數(shù) n=2. 所 以 螺 桿 的 中 徑mmpdd ??? .螺紋升角 ? ? ?*/* 2 ?? dpna rct g ?? ，螺紋的當(dāng)量摩擦角 ?)c o s/( ?? ?? fa rctgv ，其中 f 為摩擦系數(shù)取 ， ? 是螺紋牙型角取 15? ，則 螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角，該螺桿螺母機(jī)構(gòu)可安全自鎖。則根據(jù)要求選擇型號(hào)為 86BH2A80408 型步進(jìn)電機(jī)。 手臂旋轉(zhuǎn)部分設(shè)計(jì) 臂部回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力應(yīng)根據(jù)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力矩與回轉(zhuǎn)支撐處的摩擦力矩來(lái)計(jì)算 ，且啟動(dòng)過(guò)程中不是等加速運(yùn)動(dòng)，故最小驅(qū)動(dòng)力比理論上要大一些，即?/ ）（ 摩慣驅(qū) MMM ??
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