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（独家原创）喷漆机器人的设计（全套CAD图纸）

结构简图见。图小臂传动简图各轴转速输入功率转矩见表。表小臂各轴情况表轴轴轴轴转速.功率转矩•.圆锥圆柱齿轮传动其具体尺寸参数见表。表小臂级齿轮参数表齿数节锥角分度圆直径.齿顶圆直径节锥顶距.模数.齿宽第二级圆柱齿轮参数齿数模数压力角分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径中心距.齿宽表小臂二级齿轮参数表.第三级圆柱齿轮参数表小臂三级齿轮参数表齿数模数压力角分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径中心距.齿宽选择减速器因为前面设计中腕部到末端执行器的距离定为，所以算出腕部的旋转扭距•，摆动转矩•则式中.将各值代入得则.取.采用系列小惯量直流伺服电机，尺寸规格如下额定功率.额定转矩.•最大转矩.•惯量.额定转速最高转速质量.在此处由于传动系统的减速比太高,因此决定采用谐波传动的方式。谐波传动的基本构件是波发生器刚轮和柔轮。当波发生器转动时，迫使柔轮产生连续移动着的弹性变形波，并与刚轮相互作用而实现传动。而且谐波传动与般齿轮传动相比，有许多特点传动平稳，承载能力高。在传动时同时参与啮合的齿数多，故传动平稳，承载能力高，传递单位扭矩的体积和重量小。在相同的工作条件下，体积可减小传动比大，而且范围广零件少体积小重量轻运动精度高而回差小运动平稳噪声低承载能力高磨损小效率高，可通过密封壁传递运动。无论作为控制系统的传动或大转距的动力传动都能得到满意的结果。经过各种传动比优化和计算后，决定采用的谐波减速器型号为减速比输入输出力矩•质量.电机经谐波减速后的功率.因减速器传动比则输出转速经计算后得出的锥齿轮尺寸如表所示。表小臂级锥齿轮参数齿数节锥角分度圆直径齿顶圆直径节锥顶距.模数齿宽同步带的设计计算小臂的设计的形式般为多层套筒组合而成，通过内外套筒的相对转动来带动腕部的三个自由度转动。但这种结构最大的缺点是制造非常复杂，成本高。因此，借鉴人家的设计方法用了种同步带传动的方式，因为同步带传动综合了带传动和链传动的优点。同步带工作时，带的凸齿与带轮外缘上的齿槽进行啮合传动。由于抗拉层承载后变形小，能保持同步带的周节不变，故带与带轮间没有相对滑动，从而保证了同步传动。同步带的优点是无滑动，能保证固定的传动比预紧力较小，轴和轴承上所受的载荷小带的厚度小，单位长度的质量小，故允许的线速度较高带的柔性好，故所有带的直径可以较小。具体数据为输入功率.，转速，传动比.，轴间距，。表查得根据和查得应选用型，节距小带轮齿数根据带型和小带轮转速查得小带轮齿数，在此取小带轮节圆直径查得其外径大带轮齿数大带轮节圆直径查得其外径带速初定轴间距取带长.小带轮啮合齿数基本额定功率查得所需带宽查得型带则根据查得应选用带宽代号为的型带，其带轮结构和尺寸如下小带轮大带轮安装方式如图所示皮带小臂手腕同步带轮锥齿轮图小臂结构简图.腕部设计喷漆机器人的腕部位于小臂臂体的前端，腕部的摆动回转运动由安装在小臂臂体后端的伺服电机经同步传动带传动，通过设置在腕部的谐波减速器带动腕部转动。手腕的功能是利用自身的活动度确定被末端执行器夹持物体的空间姿态，也可以说是确定末端执行器的姿态。它的结构设计要求是重量轻传动系统结构简单并有利于小臂对整机的静力平衡。本次设计的腕部结构采用两自由度的汇交式结构，其具体的结构见图同步带机架同步带轮齿轮轴齿轮轴图手腕结构图图中同步带轮由后置的驱动器带动，与锥齿轮轴相连，通过齿轮副带动末杆回转同步带轮与机架相连，也是由后置的驱动器带动，使末杆摆动，从而形成两个自由度。其中两个带轮对称的分配在小臂中线的两边，使得结构紧凑，驱动器的后置，对小臂的平衡十分有利。第章工业机器人的控制系统.控制特点与分级工业机器人的控制有如下特点.机器人有若干个关节．典型工业机器人有至个关节。每个关节由个伺服系统控制，多个关节的运动要求各个伺服系统协同工作。.机器人的工作任务是要求操作机的末端执行器进行空间电位运动或轨迹运动。对机器人运动的榨控制．需要进行复杂的标变换运算．以及矩阵函数的逆运算。.机器人的数学模型是个多变量．非线性和变参数的复杂模型，各变量之间还存在着耦合，因此机器人的控制经常使用前馈．补偿．解耦自适应等复杂控制技术。.较高级的机器人要求对环境条件，控制指令进行测定和分析，采用汁算机建立庞大的信息库，用人工智能的方法进行控制决策．管理和操作，按照给定的要求．自动选择最佳控制规律。另外机器人的控制系统相当于人的大脑，它指挥着机器人的动作，并协调机器人与生产系统之间的关系。机器人的工作顺序，应达到的位置动作时间间隔运动速度等都是在控制系统指挥下，通过每运动部件沿各坐标轴的动作来实现的。值得注意的是，般机械设备的控制系统，多着眼于自身运动的控制，而工业机器人的控制系统则更注重本体与操作对象的关系。因为，无论多么高级的控制系统，如果不能按要求把工件传送到指定的位置，都是毫无意义的。工业机器人的控制对象特性往往变化大，且有外界负荷干扰。因此，要求控制系统精度高，稳定性好，保证工作可靠，并能满足生产系统节拍的要求。机器人的控制部分，严格地讲，不仅是指发出动作指令信号的控制单元，还应包括伺服机构反馈环节的检测元件等，才能共同构成个完整的控制系统。