【正文】 32。他無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)，給了我很多解決問(wèn)題的思路，在此表示衷心的感激。在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與培育。學(xué)友情深，情同兄妹?；厥姿哪辏〉昧诵┰S成績(jī)，生活中有快樂(lè)也有艱辛。四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過(guò)的同學(xué)朋友對(duì)我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。再次對(duì)周巍老師表示衷心的感謝。郭謙功老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。沒有他們的幫助，我將無(wú)法順利完成這次設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問(wèn)題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日致 謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過(guò)去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績(jī)的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書本人及導(dǎo)師完全同意《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》(以下簡(jiǎn)稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入CNKI《中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)》，在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我提高了的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力，學(xué)生收獲頗多，這與王老師的悉心指導(dǎo)是分不開的。 同時(shí)，由于我知識(shí)量的限制，且時(shí)間倉(cāng)促，本設(shè)計(jì)還存在一些缺陷，希望在今后的學(xué)習(xí)工作中加以改進(jìn)。3)腰部轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。2)采摘機(jī)械手部分的設(shè)計(jì)。結(jié) 論我所做的課題是小漿果采摘機(jī)械手設(shè)計(jì)，選用的是關(guān)節(jié)型機(jī)器人。選電機(jī)：選擇直流伺服電機(jī)，型號(hào)為MULTIPLEX STELLSERVO、額定電壓、額定轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)速。為便于手指的順利合攏，可以在兩個(gè)手指之間設(shè)置一個(gè)彈簧，這樣還可以提供適當(dāng)?shù)膴A緊力。 機(jī)械手機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，O為電機(jī)輸出軸，曲柄OA、連桿AB、滑塊B和支架構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；滑塊B、連桿BC、搖桿CE和支架構(gòu)成滑塊搖桿機(jī)構(gòu)。本文采用回轉(zhuǎn)型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是向手指?jìng)鬟f運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)夾緊和松開動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。手指是直接與工件接觸的部件。本章對(duì)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)：腰部結(jié)構(gòu)、臂部結(jié)構(gòu)、腕部結(jié)構(gòu)、末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確定，選擇了鋁合金作為機(jī)械手的材料，對(duì)腰關(guān)節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)，大臂關(guān)節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)、小臂關(guān)節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)、手臂關(guān)節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。諧波減速器選擇：諧波減速器選擇型號(hào)為XB40，輸出轉(zhuǎn)矩T，輸出轉(zhuǎn)速。電機(jī)的選擇符合要求。折算到電機(jī)軸上的腕部負(fù)載靜轉(zhuǎn)矩：折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：其它傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相對(duì)于腕部負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，所以忽略不計(jì)。諧波減速器選擇：型號(hào)為XB輸出轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)速。總的傳動(dòng)比，其中。齒輪加工精度為 級(jí)。計(jì)算彎曲應(yīng)力＜計(jì)算結(jié)果表明該設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度要求。 ，(+)， ，取， 。確定許用應(yīng)力：齒面硬度:主動(dòng)齒輪按，從動(dòng)齒輪按。3）手腕轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì) (1)要求分析主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速:（諧波減速器的輸出轉(zhuǎn)速）齒數(shù)比 由于諧波減速器輸出的轉(zhuǎn)矩為，所以主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩也為。所用的時(shí)間為，則角加速度 ()負(fù)載加速轉(zhuǎn)矩 ()總的負(fù)載轉(zhuǎn)矩+＜諧波減速器的輸出轉(zhuǎn)矩。2）手腕轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)諧波減速器的計(jì)算初選諧波減速器：諧波減速器選擇型號(hào)為XB輸出轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)速，腕部負(fù)載靜轉(zhuǎn)矩。假設(shè)電機(jī)從加速到所用的時(shí)間為，則角加速度 () 折算到電機(jī)軸上的腕部負(fù)載加速轉(zhuǎn)矩 ()所以這算到電機(jī)軸上的總的腕部負(fù)載轉(zhuǎn)矩+＜電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩?？偟膫鲃?dòng)比。折算到電機(jī)軸上的負(fù)載靜轉(zhuǎn)矩： () 折算到電機(jī)軸上的負(fù)載加速轉(zhuǎn)矩： () () 為電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 假設(shè)電機(jī)從加速到所用的時(shí)間為，則角加速度 ）折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)矩+＜電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩電機(jī)的選擇符合要求。 小臂關(guān)節(jié)的傳動(dòng)同樣是由電動(dòng)機(jī)通過(guò)同步帶與齒輪的嚙合帶動(dòng)小臂轉(zhuǎn)動(dòng)的。由于進(jìn)電機(jī)不具有瞬時(shí)過(guò)載能力，故取安全系數(shù)為 2（下同），則步進(jìn)電機(jī)輸出的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩: （） 所以，選擇如下二相混合式步進(jìn)電機(jī)，型號(hào)：57BYG306；最大靜轉(zhuǎn)矩：；步距角：176。所需時(shí)間 則腕部俯仰角加速度： （）負(fù)載啟動(dòng)慣性矩（靜摩擦力矩忽略不計(jì)）： （）取兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比為2。設(shè)機(jī)器人腕部俯仰角速度從 176。大臂關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇步進(jìn)電機(jī)。腰部的傳動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)通過(guò)諧波減速器的減速后，再帶動(dòng)薄壁密封交叉滾子軸承轉(zhuǎn)動(dòng)從而使腰座回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的轉(zhuǎn)動(dòng)。在本次設(shè)計(jì)中采用的正是環(huán)形軸承，由于采集機(jī)械手對(duì)精度要求很高，所以采用這種結(jié)構(gòu)。環(huán)形軸承精度高、剛度大、復(fù)合力大、裝配簡(jiǎn)單方便，可以承受徑向力、軸向力及傾覆力矩，許多機(jī)器人都采用這種軸承作為腰部支承元件。缺點(diǎn)是腰部尺寸較高。腰部的支承結(jié)構(gòu)：　　1）采用普通軸承的機(jī)器人腰部支承結(jié)構(gòu)。；質(zhì)量:?？偟膫鲃?dòng)比。小臂與大臂的關(guān)節(jié)使用圓錐齒輪傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)置于大臂殼體內(nèi)。本文設(shè)計(jì)的機(jī)械手臂殼體采用鋁合金材料加工而成機(jī)械手手臂剛性好、抗扭能力強(qiáng)、重量輕，所有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置都置于機(jī)械手臂內(nèi)部，外形簡(jiǎn)潔；機(jī)械手表面還裝有緩沖墊，當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置出現(xiàn)故障或供電電池耗盡時(shí)，可以起到緩沖作用，避免手臂沖擊造成損壞。對(duì)于本文的果實(shí)采摘機(jī)器人，需要能夠剪切下物體即可，控制物體的位置和取向，選擇兩個(gè)手指就可以滿足此工作要求，所以在結(jié)構(gòu)上將采用兩指。 在這里還必須討論一下機(jī)械手手指數(shù)量的問(wèn)題，不同的手指數(shù)量可以完成的動(dòng)作、動(dòng)作復(fù)雜程度都不同，可以根據(jù)機(jī)械手必須完成的動(dòng)作確定機(jī)械手所需的最少手指數(shù)。3)應(yīng)保證抓取物體在手指內(nèi)的夾持精度，應(yīng)保證每個(gè)被抓取的物體，在手指內(nèi)都有準(zhǔn)確的相對(duì)位置。在確定握力時(shí)，除考慮抓取物體重量外，還應(yīng)考慮傳送或操作過(guò)程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)，以保證夾持安全可靠。兩自由度手腕足以滿足各種工作情況的需要。傳動(dòng)方式選擇圓錐齒輪傳動(dòng)，電機(jī)置于機(jī)械臂內(nèi)與腕部傳動(dòng)軸垂直。一般手腕設(shè)有回轉(zhuǎn)或再增加一個(gè)上下擺動(dòng)即可滿足工作要求。 手腕部件設(shè)置于手部和臂部之間，它的作用主要是在臂部運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改變或調(diào)整手部在空間的位置，以擴(kuò)大機(jī)械手的動(dòng)作范圍，并使機(jī)械手變得更靈巧，適應(yīng)性更強(qiáng)。4)位置精度要高。3)手臂動(dòng)作應(yīng)靈活。(3)減少回轉(zhuǎn)半徑。為減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，應(yīng)采取以下措施:(1)減少手臂運(yùn)動(dòng)件的重量，采用鋁合金等輕質(zhì)高強(qiáng)度材料。2)臂部運(yùn)動(dòng)速度要高，慣性要小。很明顯，在截面積和單位重量基本相同的情況下，鋼管、工字鋼和槽鋼的慣性矩要比圓鋼大得多。設(shè)計(jì)基本要求:1)臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕。如果改變手部的姿態(tài)(方位)，則用腕部的自由度加以實(shí)現(xiàn)。它的作用是支承腕部和手部，并帶動(dòng)它們做空間運(yùn)動(dòng)。本機(jī)械手采用的環(huán)形軸承的支承結(jié)構(gòu)。要設(shè)有調(diào)整機(jī)構(gòu)，用來(lái)調(diào)整腰部軸承間隙及減速器的傳動(dòng)間隙。6)腰部結(jié)構(gòu)要便于安裝、調(diào)整。5)腰部的回轉(zhuǎn)要有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置，它包括驅(qū)動(dòng)器及減速器。4)為了保證機(jī)器人的外部電纜不隨機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)而擺動(dòng)，所以，機(jī)器人的外部電纜（機(jī)器人與控制器的聯(lián)接電纜），都是安裝在不運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人基座上，并通過(guò)機(jī)器人腰部傳到機(jī)器人的各運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)。2)腰座要承受機(jī)器人的全部重量和載荷，因此，機(jī)器人的基座和腰部軸和軸承的結(jié)構(gòu)要有足夠大的強(qiáng)度和剛度，以保證其承載能力。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)部分全部安裝在腰座上，它承受了機(jī)器人的全部重量。工業(yè)機(jī)器人腰座，就是圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人、球坐標(biāo)機(jī)器人及關(guān)節(jié)型機(jī)器人的回轉(zhuǎn)基座。第3章 機(jī)械手零部件選擇及計(jì)算