【正文】 設(shè)計(jì)功率，故帶的傳動(dòng)能力足夠 。 Pb節(jié)距, mm L 中心距 代號(hào)160Lp2=635 mm 齒數(shù) 80 Lp帶長(zhǎng)　mm　d1,d2一配合帶輪直徑 mm　 (216)式中: i= i1l2=由表 I,II,III,Ⅳ各帶輪的直徑:d1=,　　　　　d2=d3=,　　　　　d4=由[12]式 (15)可得帶長(zhǎng)計(jì)算公式:　 Z2=i1Z1=5Z1=65根據(jù)【12]表 ，取Z2=60同理可得:則：　 Pd=k0P== w(2)選擇帶的節(jié)距　 由Pd= n1=25r/min，從[12],對(duì)應(yīng)的節(jié)距為Pd= ([1])。 L1=100mm,L2=250mm(1)求出設(shè)計(jì)功率 Pd　 由文獻(xiàn)[12] k0=，因?yàn)槲词褂脧埦o輪,又是減速運(yùn)動(dòng)，故文獻(xiàn)[12]中表 。 (215)設(shè)傳動(dòng)比分配為:第一級(jí)傳動(dòng)i1=5, 第二級(jí)傳動(dòng)i2=2, 帶輪依次為I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,則：Ⅳ輪轉(zhuǎn)速： n4=150/s= r/minⅡ、III輪轉(zhuǎn)速: n2=n3=i2n4=2=5r/min 同步齒形帶傳動(dòng)設(shè)計(jì),同步帶輸出轉(zhuǎn)矩為: m , 輸出轉(zhuǎn)速為:ω=150/s,單級(jí)傳動(dòng)效率為:η=85%,傳動(dòng)比為:10,取安全系數(shù)為k=3,則同步帶傳遞功率為:P=k T ω/η2 =3(π/12)/ （214）選擇電機(jī)型號(hào): =+= N m Dm （211）式中: fc 摩擦系數(shù)， (210)螺紋所受摩擦力矩為: (29)螺紋阻力矩為:T1=d2/2 Q tg(λ+ρˊ)=tg(+)= m (28)當(dāng)量摩擦角為: f=螺旋升角為: d=10mm,中　 徑:絲杠基本參數(shù)選擇:螺紋牙形: 梯形螺紋，β=300螺　 距　: （27）選擇步進(jìn)電機(jī)型號(hào)： KP56LMS21步距角：最大啟動(dòng)力矩: kg cm （26）設(shè)安全系數(shù)為2，同步帶減速比i=10，同步帶傳動(dòng)效率為:η=85% 。 = N m （25）選擇步進(jìn)電機(jī)型號(hào)： KP8M2037步距角：最大啟動(dòng)力矩: kg cm （24）設(shè)安全系數(shù)為2，同步帶減速比i=10，同步帶傳動(dòng)效率為:η=85% 。 第一自由度步進(jìn)電機(jī)的選擇設(shè)大臂速度為ω1=300/s，使機(jī)器人大臂從ω0=0到ω1=300/s所需的時(shí)間為:△t=, 則同步帶應(yīng)輸出轉(zhuǎn)矩為: 腕部重心距第二關(guān)節(jié)軸的水平距離 mm。 l5 　　 (23)式中： l4 =+4　 =3++4 J1= m1 1 12+ m2122+ m3l32　 1 1, 12, l3分別為各重心到第一關(guān)節(jié)處的距離，其值為150mm ,450mm,550mm。因?yàn)閷⒈凵扉_呈一條直線時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最大，所以在旋轉(zhuǎn)開始時(shí)可產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩不足?！CARA機(jī)器人兩個(gè)關(guān)節(jié)均選用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。對(duì)此機(jī)器人，這些特點(diǎn)決定了它的驅(qū)動(dòng)方式。為避免本系統(tǒng)也出現(xiàn)同類問題，在可能的前提下，本系統(tǒng)將盡量避免使用該種驅(qū)動(dòng)方式。: 液壓伺服馬達(dá)具有較大的功率/體積比，運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，定位精度較高，負(fù)載能力也比較大，能夠抓住重負(fù)載而不產(chǎn)生滑動(dòng)，從體積、重量及要求的驅(qū)動(dòng)功率這幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)考慮，不失為一個(gè)合適的選擇方案。采用 16位 CPU+32位 DSP三環(huán) (位置、速度、電流)全數(shù)字控制，增量式碼盤的反饋可達(dá)到很高的精度。:交流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，使用維修方便，與步進(jìn)電機(jī)相比價(jià)格要貴一些。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，而且需要外圍轉(zhuǎn)換電路與微機(jī)配合實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。步進(jìn)電機(jī)具有自鎖能力 (變磁阻式)和保持轉(zhuǎn)矩 (水磁式)的能力，這對(duì)于控制系統(tǒng)的定位是有利的，適于傳動(dòng)功率不大的關(guān)節(jié)或小型機(jī)器人 。通常不需要反饋就能對(duì)位置和速度進(jìn)行控制。，尤其是要盡量減少占地面積。 　。，位移偏差和速度偏差要小。，即要求力/重量比和力矩/慣量比要大。故綜合考慮，選擇方案一。成本上考慮，方案一采用標(biāo)準(zhǔn)件較多，零部件較少，且比較規(guī)則，易于加工，絲杠螺母在精度要求不高的情況下，加工成本也不是很高。外觀上，方案二顯得更好一些。方案一結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，各傳動(dòng)元件的定位比較容易實(shí)現(xiàn)。齒輪的加工成本比較高，體積和重量都比較大。電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的同時(shí)兼有減速的作用，一步把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)精度較高，絲杠有自鎖功能，速度不宜過高。，充分利用了大臂的空間，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比恒定，傳動(dòng)功率大，效率較高，但對(duì)安裝有一定要求，需加調(diào)整裝置。方案二：大臂轉(zhuǎn)動(dòng)采用齒輪減速，小臂轉(zhuǎn)動(dòng)采用二級(jí)同步帶傳動(dòng)，升降軸采用一級(jí)齒帶傳動(dòng)加齒輪齒條實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)。 SCARA機(jī)器人傳動(dòng)方案的比較及確定初步確定以下兩種可行方案：方案一：大臂轉(zhuǎn)動(dòng)采用諧波減速，小臂轉(zhuǎn)動(dòng)采用二級(jí)同步帶減速，升降軸采用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)，手腕轉(zhuǎn)動(dòng)采用步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。 第二章為了滿足靈活性強(qiáng)、工作空間大、重量輕及結(jié)構(gòu)緊湊等工作要求，將其設(shè)計(jì)為具有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的機(jī)器人。該機(jī)器人的突出特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)承載能力強(qiáng)，具有較好的通用性，重復(fù)定位精度高，動(dòng)作速度快，應(yīng)用范圍廣。SCARA機(jī)器人為平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人，一般采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單，編程方便?！”維CARA機(jī)器人采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，速度要求不高，故減速比可在一定范圍內(nèi)調(diào)整 ，只要能滿足轉(zhuǎn)矩即可。要實(shí)現(xiàn) SCARA機(jī)器人的四個(gè)自由度，內(nèi)部零件應(yīng)盡量小巧，結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能緊湊。這樣，結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，成本也隨之降低。故機(jī)器人的外形應(yīng)巧妙設(shè)計(jì)，部分外殼應(yīng)采用透明材料，內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單明了，另外，機(jī)器人的動(dòng)作應(yīng)連續(xù)，速度適中。而研制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低 SCARA 機(jī)器人用于教學(xué)可以提高教育的現(xiàn)代化水平，用于實(shí)際生產(chǎn)可以大大提高工作效率，還可以用于科學(xué)研究工作，為開發(fā)更先進(jìn)的裝配機(jī)器人提供有利條件，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，我們有能力也有必要進(jìn)行這方面的研究　SCARA機(jī)器人的特點(diǎn)根據(jù)工作環(huán)境、工作特點(diǎn)等要求，本 SCARA機(jī)器人應(yīng)具備以下幾個(gè)特點(diǎn):，適于觀察。但總體來說，國(guó)內(nèi)機(jī)器人發(fā)展還是趨于落后，特別是在應(yīng)用方面發(fā)展緩慢。隨著國(guó)內(nèi)教育和科技的發(fā)展，哈工大等高校出現(xiàn)了專門的機(jī)器人機(jī)構(gòu)，研究水平在某些方面己達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。近年來計(jì)算機(jī)、CIMS及柔性 自動(dòng)裝配系統(tǒng)等的發(fā)展，又為裝配機(jī)器人的應(yīng)用和發(fā)展提供了良好的可能性?？梢哉f，SCARA型機(jī)器人在輕型、較簡(jiǎn)單且要求機(jī)器人價(jià)格較低的裝配作業(yè)中大顯了身手。從事印刷電路板上電子元器件的插入作業(yè)。1991年世界上4萬余臺(tái)在生產(chǎn)上應(yīng)用的裝配機(jī)器人中，SCARA機(jī)器人約占3/4左右。關(guān)節(jié)型裝配機(jī)器人又有垂直關(guān)節(jié)型 (即空間關(guān)節(jié)型)和平面關(guān)節(jié)型 (即SCARA型)兩種。機(jī)器人對(duì)于改善勞動(dòng)條件、減少安全事故 ，減少人受危險(xiǎn)環(huán)境的傷害等方面都有顯著的效果。因此，用傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式難以滿足人們的需求，當(dāng)前柔性制造系統(tǒng)的飛速發(fā)展正是適應(yīng)了這種發(fā)展趨勢(shì)，而機(jī)器人是柔性系統(tǒng)中不可缺少的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的關(guān)鍵設(shè)各。機(jī)器人工作抗干擾能力強(qiáng)，一心一意按所編程序工作，動(dòng)作精度、重復(fù)精度高，因此能保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量。總之，機(jī)器人的應(yīng)用面相當(dāng)廣泛，機(jī)器人的工作特點(diǎn)是在計(jì)算機(jī)控制下離開人的干預(yù)進(jìn)行各項(xiàng)工作。在建筑中，己有一種爬壁機(jī)器人可用來修理墻面，擦洗窗戶。在放射性環(huán)境中，如在核電站里，機(jī)器人可用來檢查、修復(fù)管道、閥門等，如日本東芝公司研制的一種蛇形機(jī)器人，具有八個(gè)關(guān)節(jié)，可以在狹小的空間里操作，臂頂端裝有電視攝像機(jī)。在海洋開發(fā)方面，美國(guó)曾用 Curv號(hào)有纜水下機(jī)器人成功地從西班牙附近 900米深的海底打撈一顆因 B52轟炸機(jī)失事掉入水中的氫彈。某些飛機(jī)機(jī)身、機(jī)艙的噴漆作業(yè)，發(fā)動(dòng)機(jī)零部件等離子噴涂也采用了機(jī)器人。PUMA機(jī)器人是一種典型的裝配機(jī)器人，有 6個(gè)自由度，關(guān)節(jié)式，直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，微機(jī)控制點(diǎn)位或連續(xù)軌跡，用VAL語(yǔ) 言示教編程，其手腕機(jī)構(gòu)具有順應(yīng)性，可克服裝配中的誤差。搬運(yùn)物料的作業(yè)包括為機(jī)床上下料，為自動(dòng)生產(chǎn)線轉(zhuǎn)運(yùn)工件，搬運(yùn)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床一起組成柔性加工系統(tǒng)，一條柔性生產(chǎn)線可配置幾臺(tái)至十幾臺(tái)搬運(yùn)機(jī)器人，典型的搬運(yùn)機(jī)器人是T3和 Funac機(jī)器人。Unimate, Motoman, ASEA等都是典型的焊接機(jī)器人 。傳統(tǒng)的點(diǎn)焊機(jī)雖然可以減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度，焊接質(zhì)量也較好，但它適宜少品種大批量的生產(chǎn)環(huán)境，其夾具和焊槍位置不能隨零件的改變而變化，而點(diǎn)焊機(jī)器人可通過重新編程來調(diào)整空間點(diǎn)位，滿足不同零件的需要，故特別適宜于小批量多品種的生產(chǎn)環(huán)境。食品工業(yè)、家用產(chǎn)品制造等行業(yè)發(fā)展。 機(jī)器人的應(yīng)用在發(fā)達(dá)國(guó)家，機(jī)器人己廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、國(guó)防、科技、生活等各個(gè)領(lǐng)域。包括: 模式識(shí)別能力、規(guī)劃決策能力、知識(shí)庫(kù)、專家系統(tǒng)、人機(jī)交互能力等。(3)第三代機(jī)器人 即智能機(jī)器人。按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓驅(qū)動(dòng)式、氣動(dòng)式、電力驅(qū)動(dòng)式 (這是目前用得最多的一類) “代”分類　(1)第一代　機(jī)器人 其特點(diǎn)是采用開關(guān)量控制，示教再現(xiàn)控制或數(shù)字控制，其作業(yè)路徑和運(yùn)動(dòng)參數(shù)需通過示教或編程給定。　(2)連續(xù)軌跡控制(CP)機(jī)器人 機(jī)器人的各關(guān)節(jié)同時(shí)作受控運(yùn)動(dòng)，準(zhǔn)確控制機(jī)器人末端執(zhí)行器按預(yù)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，并能控制末端執(zhí)行器沿曲線軌跡上各點(diǎn)的姿態(tài)。(1)點(diǎn)位控制 (PTP)機(jī)器人 就是由點(diǎn)到點(diǎn)的控制方式，這種控制方式只能在目標(biāo)點(diǎn)處準(zhǔn)確控制機(jī)器人末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)，完成預(yù)定的操作要求。球坐標(biāo)型。