【正文】 （ ） M偏 —— 參與轉(zhuǎn)動的零部件的重量（包括工件、手部、手腕回轉(zhuǎn)缸體的動片）對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩 （ ） M摩 —— 手腕轉(zhuǎn)動軸與支撐孔處的摩擦力矩 （ ） 9 圖 4 手部回轉(zhuǎn)力矩計算圖 （ 1）摩擦阻力距 M摩 M摩＝ f（ N1D1+N2D2） /2 （ ） 式中 f—— 軸承的摩擦系數(shù)，滾動軸承取 f＝ ，滑動軸承取 f＝ N N2—— 軸承制成反力 （ N） D D2—— 軸承直徑 （ m） 由設(shè)計知 D1＝ D2＝ N1＝ 800N N2＝ 200N G1＝ 98N e＝ M摩＝ *（ 200*+800*） /2 得 M偏＝ （ ） （ 2）工件重心偏置力矩引起的偏置力矩 M偏 M偏＝ G1e （ ） 式中 G1—— 工件重量（ N） e—— 偏心距（即工件重心到腕回轉(zhuǎn)中心線的垂直距離），當工件重心與手腕回轉(zhuǎn)中心線重合時 ， M偏為零 當 e＝ ， G1＝ 98N時 M偏＝ （ ） （ 3）腕部啟動時的慣性阻力距 M慣 10 ①當知道手腕回轉(zhuǎn)角速度ω時，可用下式計算 M慣 M慣＝（ J+J工件ω /t）（ ） 式中 ω —— 手腕回轉(zhuǎn)角速度（ t/s） T—— 手腕 啟動過程中所用時間（ s），（假定啟動過程中就近加速運動） J—— 手腕回轉(zhuǎn)部件對回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量（ ） J工件 —— 工件對手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量（ ） 按已知計算得 J＝ J工件＝ ω＝ ， t＝ 2 故 M慣＝ （ ） ②當知道啟動過程所轉(zhuǎn)過的角度ψ時，也可以用下面的公式計算 M慣： M慣＝（ J+J工件）ω平 方 /2ψ （ ） 式中 ψ —— 啟動過程所轉(zhuǎn)過的角度（ rad） ω —— 手腕回轉(zhuǎn)角速度（ l/s） 考慮到驅(qū)動缸密封摩擦損失等因素，一般講 M取大一些，可取 M＝ ～１ .２（Ｍ慣 +Ｍ偏 +Ｍ摩） （Ｎ .ｍ） Ｍ＝１ .２ *（２ .５ +１ .９６ +１ .３）＝６ .９（Ｎ .ｍ） 4 手臂的結(jié)構(gòu) ４ .１手臂直線運動機構(gòu) 機械手手臂的身上、升降及橫向移動均屬于直線運動，而實現(xiàn)手臂往復(fù)直線運動的機構(gòu)形式比較多，常用的有活塞油（ 氣）缸、活塞缸和齒輪齒條機構(gòu)、絲杠螺母機構(gòu)以及活塞缸和連桿機構(gòu)。當回轉(zhuǎn)油缸的兩腔分別通入壓力油時，驅(qū)動動片連同夾緊油缸缸體和 支 座一同轉(zhuǎn)動，即為手腕的回轉(zhuǎn)運動。 . 如下圖所示為腕部的結(jié)構(gòu)，定片與后蓋，回轉(zhuǎn)缸體和前蓋均用 螺釘和銷子進行連接和定位，東片與手部的夾緊油缸缸體用鍵連接。 本機械手采用回轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動實現(xiàn)腕部回轉(zhuǎn)運動，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、但密封性差，回轉(zhuǎn)角度為177。 ④要適應(yīng)工作環(huán)境的需要。 ②轉(zhuǎn)動靈活，密封性要好。 3 腕部的結(jié)構(gòu) 腕部是連接手部與臂部的部件，起支撐作用。）平方 *49=（ N） P實際 =P計算 K1K2/η 取η =， K1=， K2=1+1000/9810≈ 則 P實際 =**（ N） 兩只點回轉(zhuǎn)式鉗爪的定位誤差的分析 鉗口與鉗爪的連接點 E為鉸鏈聯(lián)結(jié)，如圖示幾何關(guān)系，若設(shè)鉗爪對稱中心 O到工件中心 O′的距離為x，則 X=根號下 l平方 （ R/sinα +ba）平方 當工件直徑變化時， x的變化量即為定位誤差△，設(shè)工件半徑 R由 Rmax時，其最大定位誤 差為 7 △ =│ 根號下 l平方 （ Rmax/sinx/sinα +ba）平方 根號下 l平方 （ Rmin/sinα +ba）平方 │ 其中 l=45mm， b=5mm， a=27mm， 2α =120176。α =30176。查《工業(yè)機械手設(shè)計基礎(chǔ)》中表 21可知，V 形手指加緊圓棒料時，握力的計算公式 N=，綜合前面驅(qū)動力的計算方法，可求出驅(qū)動 力 P 實際應(yīng)按以下公式計算，即： P實際 =PK1K2/η 6 式中 η —— 手部的機械效率，一般取 ～ K1—— 安全系數(shù)，一般取 ～ 2 K2—— 工作清理 系數(shù)，主要考慮慣性力的影響， K2 可近似按下式估計， K2=1+a/g，其中 a為被抓取工件運動時的最大加速度， g為重力加速度。這里取α =30度。 由上式可知，當驅(qū)動力 P一定時，α角 增大 則握力 N也隨之增加，但α角過大會導(dǎo)致拉桿（即活塞）的行程過大，以及手指滑槽尺寸長度增大，因此，一般取α =30176。由手指的力矩平衡條件，即∑m01（ F） =0得 P1′ h=Nb 因 h=a/cosα 所以 P=2b（ coosα ） 平方 N/a 式中 a—— 手指的回轉(zhuǎn)支點到對稱中心線的距離（毫米）。在拉桿 3作用下銷軸 2向上的拉力為 P，并通過銷軸中心 O點，兩手指 1的滑槽對銷軸的反作用力為 P P2，其力的方向垂直于滑槽中心線 OO1 和 OO2并指向 O點 ， P1和 P2的延長線交 O1O2于 A及 B，由于△ O2OA均為直角三角形，故∠ AOC=∠ BOC=α 。 ⑤應(yīng)考慮被抓取對象的要求 應(yīng)根據(jù)抓取工件的形狀、抓取部位和抓取數(shù)量的不同，來設(shè)計和確定手指的形狀。例如圓柱形工件采用帶‘ V’形面的手指，以便自動定心。若加緊不同直徑的工件，應(yīng)按最大直徑的 工件考慮。 ②手指間有一定的開閉角 兩個手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度成為手指開閉角。其傳力機構(gòu)形式 比較多，如滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜懈杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式 ......等，這里采用滑槽杠桿式。機械手結(jié)果不像人手，它的手指形狀也不像人的手指，它沒有手掌，只有自身的運動將物體包住，因此，手部結(jié)構(gòu)及型式根據(jù)它們的使用場合和被加持工件的形狀、尺寸、重量、材質(zhì)以及被抓取部位不同而設(shè)計各種類型的手部結(jié)構(gòu)，它一般可分為鉗爪式、七吸式、電磁式和其他型式。 參考《工業(yè)機器人》表 96 和表 97，按照設(shè)計 要求，本機械手采用的驅(qū)動方式為液壓驅(qū)動，控制方式為固定程序 PLC控制。除一些專用機械手外，大多數(shù)機械手均需進行專門的控制系統(tǒng)的設(shè)計。 機械手的驅(qū)動與控制方式是根據(jù)它們的特點結(jié)合生產(chǎn)工藝的要求來選擇的，要盡量選擇控制性能好、 4 體積小、維修方便、成本低的方式。 利用行程開關(guān)檢測位置，精度低，故一般與機械擋塊聯(lián)合應(yīng)用。 位置檢測裝置的選擇 機械手常用的位置檢測方式有三種：行程開關(guān)型、模擬型和數(shù)字式 。本機械手采用機座式，機座式結(jié)構(gòu)多為工業(yè)機器人所采用，機座上可以裝上獨立的控制裝置，便于搬運和安放，機座底部也可以安裝行走機構(gòu) ，以擴大其活動范圍，它分為手臂配置在機座頂部與手臂配置在機座立柱上兩種形式。 /s 手臂升降速度 V臂升＝ 50mm/s 立柱水平運動速度 V柱移＝ 50mm/s 手指加緊油缸的運動速度 V夾＝ 50mm/s 手臂的配置形式 機械手的手臂配置形式基本上反映了它的總體布局。 液壓上料機械手的各動作運動速度如下： 手腕回轉(zhuǎn)速度 V腕回 =40176。 ③ 在工作節(jié)拍短、動作多的情況下，常使幾個動作同時進行。 在滿足節(jié)拍要求的條件下，應(yīng)盡量選取較低的運動速度。液壓上料機械手要完成整個上料過程，需完成加緊工件、手臂升降、伸 縮、回轉(zhuǎn)、平移等一系列的動作，這些動作都應(yīng)該在工作拍節(jié)規(guī)定的時間內(nèi)完成，具體時間的分配取決于很多因素，根據(jù)各種因素反復(fù)考慮，對分配的方案進行比較，才能確定。 115176。 115176。一個操作運動的軌跡是幾個動作 的合成，在確定的工作范圍時，可將軌跡分解成單個的動作，由單個動作的行程確定機械手的最大行程。 1mm。本液壓傳動機械手的臂力為 N臂 =1650（ N），安全系數(shù) K 一般可在 ~3，本機械手取安全系數(shù) K=2。 由于設(shè)計經(jīng)驗不足以及理論知識的匱乏，本次設(shè)計肯定存在許多不足之處，望答辯老師諒解并不吝賜教 。 本次我所設(shè)計的機器人為五自由度弧焊機器人。 總所周知，焊接加工一方面 要求焊工要有熟練的操作技能、豐富的實踐經(jīng)驗、穩(wěn)定的焊接水平；另一方面，焊接又是一種勞動條件差、煙塵多、熱輻射大、危險性高的工作。我們所說的焊接機器人其實就是在焊接生產(chǎn)領(lǐng)域代替焊工從事焊接任務(wù)的工業(yè)機器人，這些焊接機器人中有的是為某種焊接方式專門設(shè)計的，而大多數(shù)的焊接機器人其實就是通用的工業(yè)機器人裝上某種焊接工具而構(gòu)成的。但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)，遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機器人、智能裝配機器人、機器人化機械等的開發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步，與國外先進水平差距較大，需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套科供實用的技術(shù)和產(chǎn)品 ，以期在?十五?后期立于世界 先進行列中。 我國的智能機器人和特種機器人在? 863?計 劃的支持下，也獲得了不少成果。醫(yī)生原因主要是沒有形成機器人產(chǎn)業(yè)，當前我國的機器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求，?已客戶 ,一次重新設(shè)計?，品種規(guī)模多 、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。 我國的工業(yè)機器人從 80年代?七五?科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下，通過?七五?、?八五?科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機器人操作機的設(shè)計制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)、運動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)部分機器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出 噴漆、 弧焊、電焊、裝配、搬運等機器人；其中有 130 多臺套噴漆機器人 在二十余家企業(yè)的近 30 條自動噴漆生產(chǎn)線（站）上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。在我國社會主義制度的優(yōu)越性決定了機器人能夠充分發(fā)揮其長處。 2 我國工業(yè)機器人的發(fā)展 有人認為，應(yīng)用機器人只是為了節(jié)省勞動力，而我國勞動力資源豐富，發(fā)展機器人不一定符合我國國情。 （ 7） .機器人化機械開始興起。 （ 5） .虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操作機器人。 （ 3） .工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于 PC機的 開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 （ 2） .機械結(jié)構(gòu)像模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運行，現(xiàn)代的工業(yè)機器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。 機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機械特長的一種擬人的電子機械裝置，即有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng) 和分析判斷能力，又有機械可長時間持續(xù)工作、精確 度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。貼吧適用于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。 到了近代，機器人一詞的出現(xiàn)和世界上第一胎工業(yè)機器人問世之后，不同功能的機器人也相繼出現(xiàn)并且活躍在不同的領(lǐng)域，從天上到地下，從工業(yè)拓廣到農(nóng)業(yè)、林、牧