【正文】 18 CHIRIKJIAN G．Kinematics of a metamorphic robotic system．Proc．IEEE、ICRA，1995：449—455．19 Zukav Iwata， Masahiko Onsite, et al．Virtual Manufacturing systems as Advanced Information Infrastructure for Integrating Manufacturing Resources and Activities ， [J] CIRP Annals，1997． 1(46)．附 錄 50 。在本文即將結(jié)束之際，請允許我對在這四年的大學(xué)生活學(xué)習(xí)中給予我支持和鼓勵的各位老師和同學(xué)致以深深的感謝。在畢業(yè)設(shè)計時還得到我班許多同系同學(xué)的幫助，謝謝他們在設(shè)計中給予的幫助和支持。程老師以其高度負責(zé)的責(zé)任心，用辛勤的汗水將我們帶到了成功的彼岸。與他們在一起讓我學(xué)到了許多，這不僅僅是指知識和技術(shù)，更是他們對工作嚴肅認真的作風(fēng)，對技術(shù)勤于鉆研的精神，和他們?yōu)槿说闹t和態(tài)度及對人的真誠幫助，乃至他們上上下下強烈的團結(jié)精神。致 謝首先感謝在學(xué)習(xí)和研究工作中諸位老師給予的理解、支持和幫助。當然，由于缺乏實踐經(jīng)驗，該設(shè)計還有許多的不足之處，例如步態(tài)分析、驅(qū)動程序等，這些工作都有待進一步的完善。回顧所做的工作，發(fā)現(xiàn)自己的付出是值得的。機械手這一課題，涉及到了很多學(xué)課的知識，是一個典型的綜合性課題。這樣使得機械手的設(shè)計簡單，制造安裝容易，使用維護方便。同時學(xué)習(xí)到了很多新的知識，了解了工業(yè)機械手的發(fā)展、應(yīng)用及其發(fā)展的動態(tài)，知道了目前工業(yè)機械手中應(yīng)用的新技術(shù)。(五)考慮被抓取對象的要求根據(jù)機械手的工作需要，通過比較，我們采用的機械手的手部結(jié)構(gòu)是一支點， 兩指回轉(zhuǎn)型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設(shè)計成V型結(jié) 論對于這個設(shè)計題目，其方法和成果早已非常成熟和完善，但對于大學(xué)本科，尤其是機械或機電專業(yè)的學(xué)生而言，此題目是一個非常好的題目。例如圓柱形工件采用帶“V”形面的手指，以便自動定心。對于移動型手指只有開閉幅度的要求。(二)手指間應(yīng)具有一定的開閉角兩手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。移動型應(yīng)用較少，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜龐大，當移動型手指夾持直徑變化的零件時不影響其軸心的位置，能適應(yīng)不同直徑的工件。同理，當二支點回轉(zhuǎn)型手指的手指長度變成無窮長時，就成為移動型。夾持式是最常見的一種，其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指式:按手指夾持工件的部位又可分為內(nèi)卡式(或內(nèi)漲式)和外夾式兩種:按模仿人手手指的動作，手指可分為一支點回轉(zhuǎn)型，二支點回轉(zhuǎn)型和移動型(或稱直進型)，其中以二支點回轉(zhuǎn)型為基本型式。第6章 夾持式手部結(jié)構(gòu)夾持式手部結(jié)構(gòu)由手指(或手爪)和傳力機構(gòu)所組成。 帶輪材料的選擇帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150或HT200，在此次設(shè)計中，選擇兩帶輪的材料均為HT150。 根據(jù)式（8—20）計算帶所需的基準長度 =㎜由表選帶的基準長度=450㎜。= 從動輪基準直徑=i=㎜ 驗算帶的速度V= =50m/s帶的速度合適。 同步帶的選擇及計算 確定計算功率因為電動機型號為HC——MFS43(B)，額定功率P=，轉(zhuǎn)速n=3000r/min，一天運轉(zhuǎn) 8h. 由表得工作狀況系數(shù)=,故 = P == 選擇同步帶帶型 由表得選擇XL型同步帶，節(jié)距為：，基準寬度為：。傳動時，同步帶的失效形式是同步帶疲勞斷裂，帶齒的剪切和壓潰以及同步帶兩側(cè)、帶齒的磨損。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，造價低廉以及緩沖吸振等特點，在近代機械中被廣泛應(yīng)用。第5章 同步帶的選擇帶傳動是由固聯(lián)于主動軸上的帶輪，固聯(lián)于從動軸上的帶輪和緊套在兩輪上的傳動帶組成的。另外對相應(yīng)電機連接的諧波減速器進行選擇。 本章主要內(nèi)容 本章主要對大臂、中臂、小臂以及腕部進行設(shè)計和計算?？梢源_定小臂關(guān)節(jié)選用XB1單級諧波減速器，60型，傳動比為同理， 可以確定大臂關(guān)節(jié)選用XB1單級諧波減速器，120型，傳動比為200。==則 P===30W考慮摩擦等因素，取=35W電機所需功率由公式 求得；式中為總的傳動效率，取=? ，其中、為減速機和滾動軸承的傳遞效率。g取10N/kg可得 = = N?m由公式 可得腕部所需功率。此時靜力矩為： 式中：為手腕和負載的質(zhì)量為2kg。==10rad/s則 P===102W考慮摩擦等因素，取=120W電機所需功率由公式 求得；式中為總的傳動效率，取=? ，其中、為減速機和滾動軸承的傳遞效率。g取10N/kg可得 = = N?m由公式 可得小臂所需功率。 求得 =300/()=根據(jù)，選擇三菱系列交流伺服電機 HCSFS 52(B) HCSFS 52 (B) 交流伺服電機技術(shù)參數(shù)型號轉(zhuǎn)矩（N?m）轉(zhuǎn)速（r/min）功率(W) 電流(A)HCSFS 52(B) 2000500 小臂的設(shè)計由于考慮到小臂仰俯時需要考慮自重以及負載產(chǎn)生的阻力矩，并且當小臂工作狀態(tài)處于水平位置是產(chǎn)生的阻力矩最大。式中為中臂最大角速度，可由端部的最大線速度獲得。此時靜力矩為： 式中：分別為小臂及手腕和負載的質(zhì)量及中臂的質(zhì)量，分別為6kg，分別為小臂負載后小臂中心和中臂中心的距離，分別為570mm，210mm。=則 P===考慮摩擦等因素，取=600W電機所需功率由公式 求得；式中為總的傳動效率，取=? ，其中、為減速機和滾動軸承的傳遞效率。g取10N/kg可得 T=++ = N?m由公式 可得大臂所需功率。第4章 機械手大臂、中臂與小臂的設(shè)計 大臂的設(shè)計由于考慮到大臂仰俯時需要考慮自重以及中臂、小臂和負載產(chǎn)生的阻力矩，并且當大臂、中臂和小臂工作狀態(tài)處于水平位置是產(chǎn)生的阻力矩最大。 本章主要內(nèi)容本章主要設(shè)計和計算了機械手手臂的長度和質(zhì)量，并根據(jù)所算結(jié)果選擇腰部電機，并對傳動系統(tǒng)進行設(shè)計。C=, 滿足設(shè)計要求。帶入數(shù)據(jù)計算，得：L==15976h大于10000h，滿足設(shè)計要求。對軸承受力分析計算：F=F=因2軸承的徑向力較大，故只需對B軸承進行校合因其所受的軸向力相對徑向力很小，故只需考慮徑向力對軸承的影響。預(yù)期使用壽命L h 162。同理，大臂、中臂、小臂以及腕部關(guān)節(jié)由于不受軸向載荷則應(yīng)采用一對深溝球軸承（GB/T 2761994）兩端固定的方式。在這種固定方式中，兩端成對稱配置能各限制一個方向的軸向移動，同時能夠承受雙向軸承承載。 軸承的選用與配合（一） 軸承的選擇綜合設(shè)計要求，考慮到腰部關(guān)節(jié)承受的徑向載荷和軸向載荷，在腰部關(guān)節(jié)選擇的軸承為圓錐滾子軸承（30000型）GB/T 2971994。如N0000、30000型等。如10000、20000型等。除此之外，保持架的材料和結(jié)構(gòu)對軸承能承受的轉(zhuǎn)速也有較低的影響，實體保持架所能承受的轉(zhuǎn)速要高些。因為超輕、特輕、輕系列的軸承外徑尺寸相對較小，離心慣性力小，故適于高速時選用；而重系列及特重系列的軸承只適于低速時選用。當承受徑向載荷時，一般選用向心軸承；當承受純軸向載荷時，一般選用推力軸承；當既承受徑向又承受不大軸向載荷時，可選用深溝球軸承或接觸角不大的向心推力軸承；當既承受徑向載荷又承受較大的軸向載荷時，可選用接觸角較大的向心推力軸承，也可選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)。1. 軸承所承受載荷的大小和方向軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)。大齒輪的設(shè)計計算符合設(shè)計要求。查圖表計算各參數(shù)值： F t ＝，b=11，m=3, K=1, K ＝， K＝，K＝， Y ＝，Y＝。查圖表計算各參數(shù)值，K=，T1＝80N m g ,Y FS ＝，φ＝10， z ＝123，σ＝1134MPa，計算得：m≥=考慮傳動形式為開式，應(yīng)增大齒輪得模數(shù)，標準化后選擇齒輪的模數(shù)為m=3 精度為6級。 大齒輪的校核（1）許用應(yīng)力計算：σ=式中， σ ——許用彎曲應(yīng)力；σ ——齒輪材料的彎曲疲勞強度基本值；Y ——抗彎強度計算的壽命系數(shù)；Y——相對齒根圓角敏感系數(shù)；Y——相對表面狀況系數(shù)；Y ——抗彎強度計算的尺寸系數(shù)；S F min ——彎曲強度最小安全系查圖表計算各參數(shù)值：σ ＝630MPa，Y ＝， Y ＝1，Y ＝，Y X