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（图纸+论文）高空作业机器人设计（全套完整）

线握持机构采用机械手。机械手是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是年第台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度大容量低价格的方向发展。同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人和机械手控制系统的开发奠定了基础。另方面，核能技术的研究要求些操作机械代替人处理放射性物质。在这需求背景下，美国于年开发了遥控机械手控制系统和遥控机械手，年又开发了机械式的主从机械手控制系统和机械手。计算载荷系数.根据纵向重合度，从参考文献中图查得螺旋角影响系数计算当量齿数.查取齿形系数由参考文献中表查得，查取应力校正系数由参考文献中表查得，计算大小齿轮的，并加以比较对于大小齿轮.小齿轮的数值大设计计算取.几何尺寸计算计算中心距.将中心距圆整为按圆整后的中心距修正螺旋角因为值无太大变化，故参数等不必修正计算大小齿轮的分度圆直径.计算齿轮宽度因为对齿轮强度要求不高，所以最后取,.进给机构参数的确定进给机构采用螺旋传动，螺杆选择,普通螺纹，螺距设计计算.耐磨性计算螺纹工作面上的耐磨性条件为.令，则，代入式.，整理后得.对于普通螺纹，接触高度.代入，有在式.中，各参数值如下因此，有强度足够.螺杆的强度计算第四强度理论.其中，螺杆受的轴向力，螺纹段的危险截面面积，螺纹段的抗扭截面系数，螺杆所受扭矩，•螺杆材料的许用应力其中根据螺杆转速,查得••因此有.螺杆的稳定性计算螺杆的稳定性条件.螺杆稳定性的计算安全系数螺杆稳定性安全系数，取螺杆的临界载荷，根据欧拉公式计算，即.由参考文献中表查得螺杆的长度系数因,所以无需进行稳定性校核.抓线和导线握持机构参数的确定抓线机构参数确定图.抓手如图.所示，抓手部分主要由两部分驱动，其中图为抓线时抓手位置，中间空间为高压线所处空间，整个抓线过程中，抓手应实现两次分和，次是抓住引线，第二次是将引线和导线握在起。图是推杆，即抓手的动力来源，推杆工作时，两个小圆环是拉手，通过将推杆上下移动，来使抓手实现抓线和松开线的动作。本结构的参数确定主要是根据高压线的尺寸而定的。图.抓手零件尺寸示意图如图.所示，为抓手上部的零件尺寸参数。图.抓手推杆部分零件尺寸示意图如图.和.所示，为抓手推杆部分的尺寸参数。导线握持机构参数的确定图.导线握持机构的平面图，从结构可看出，导线握持机构是典型的四杆机构，工作时，两个相同的抓手将导线握在起，其具体参数主要根据导线的尺寸而定，先确定中间握住导线的椭圆形状的尺寸，然后依其运动情况确定其他部位的尺寸，如连杆，此处或可根据具体的运动仿真分析而定，运动仿真之无攀爬式全自动高空接线机器人工作时，线盒被安放在从动齿轮上，随着从动齿轮作圆周运动和横向进给。而进给采用的是滑动螺旋传动。工作时，螺杆与齿轮旋和，同时连接着个联轴器，联轴器与进给杆相连，进给杆与架子相连，当螺杆转动时，方面与主动齿轮旋和，同时主动齿轮又与从动齿轮啮合，这样完成绕线功能而与联轴器相连的进给杆则带动架子和主从动齿轮进给。通常所说的滑动螺旋传动就是普通滑动螺旋传动。滑动螺旋通常采用梯形螺纹和锯齿形螺纹，其中梯形螺纹应用最广，锯齿形螺纹用于单面受力。矩形螺纹由于工艺性较差强度较低等原因应用很少对于受力不大和精密机构的调整螺旋，有时也采用三角螺纹。螺旋传动的优点是结构简单承载能力大，传动平稳无噪声，能实现自锁要求，传动精度高，故广泛应用于机床进给机构螺旋起重机和螺旋压力机中。缺点是，螺纹之间产生较大的相对滑动，摩擦磨损严重，传动效率低。.本章小结通过查阅资料，并对几种方案进行分析和比较优缺点，排除了较不合理的方案之后，决定选择方案三作为最后方案，运用斜齿轮啮合机构绕线，滑动螺旋传动进给，这样进给和绕线共用个电动机，可以减少个电动机的使用，从减少重量和电动机的角度看，都是很好的选择。第章参数的确定及电机的选择.绕线机构参数的确定斜齿圆柱齿轮传动.选精度等级材料及齿数材料尼龙精度等级级小齿轮主动齿数，大齿轮齿数选取螺旋角初选.按齿面接触强度设计按参考文献中式计算，即.确定公式中各计算数值试选由参考文献中图选取区域系数由参考文献中图查得则许用接触应力.小齿轮传递的转矩•选取齿宽系数由参考文献中表查得材料的弹性影响系数齿数比计算小齿轮分度圆直径计算圆周速度.计算齿宽及模数.计算纵向重合度.计算载荷系数查得使用载荷系数动载荷系数齿向载荷分布系数因此.按实际的载荷系数校正算得的分度圆直径，由式得.计算模数按齿根弯曲强度设计由参考文献中式.确定计算参数或槽轮数的减少而加剧，故不宜用于高速场合。对于本设计的绕线部分，齿轮传动是首选。.发展前景展望无攀爬式全自动高空接线机器人的主要优点经济性现在使用的高空作业车格价般为几百万不等，经济性低，需要使用者的经济承受能力很强而无攀爬式全自动高空接线机器人的价格在几千元左右，与前者相比，优越性目了然。安全性高空作业安全直是我国的重中之重，而本设计可避免这问题，安全性高。效率高无攀爬式全自动高空接线机器人在绕线过程中的时间约为分钟，而整个过程约为分钟，与较传统的方法相比较，工作效率大大提高。适用范围广在何种环境均可工作，对工作条件没有特别高的要求，实用性强。鉴于以上优点，无攀爬式全自动高空接线机器人具有很高的可行性，发展前景广阔。第章总体方案确定.齿轮齿条绕线机构现有使用较广泛的绕线装置是较大型的绕线机。绕线机，顾名思义是把线状的物体缠绕到特定的工件上的机器。欧美绕线机以其加工精度高质量稳定而在国际绕线机市场上占有重要地位。欧美绕线机般可绕.的线径，转动误差极小。绕线机用精密微机控制，以程控操作，这些程序极易掌握，人机对话简单，即使工作人员并无绕线工作的经验也可应付自如。目前欧洲生产的绕线机已经趋于自动化，而美国的绕线机介于自动和半自动之间，德国制造的外形比较美观，零件比较讲究，但是造价高。随着国际绕线机市场的蓬勃发展，相互间的竞争越来越激烈，各国的厂家都必须开发出新代的绕线机。现在主要是趋向自动化的发展方向。然而本设计课题，要求结构简便，对重量有要求，大型的绕线机显然不符合设计要求，因此，不考虑使用绕线机。图.全自动十二轴绕线机绕线主要是通过圆周运动实现，可以实现圆周运动的机构有很多，本方案选择齿轮齿条传动作为绕线机构。齿轮齿条传动将旋转运动变高空作业,机器人,设计,毕业设计,全套,图纸摘要在切追求人性化的今天，越来越多繁重危险和高难度的工作，开始采用机器人包括机械手来代替人类完成。裸高压导线输电线路的高空接线工作，直是困扰高空作业人员的棘手问题，由于其危险性极大，作业条件艰难，仅靠人力很难做到，所以都是借助高空作业车的帮助来实现的。近年来，越来越多的人致力于多自由度的高空全自动绕线装置的研究，试图找到种简便经济安全有效的方法，来解决这难题。因此，无攀爬式全自动高空接线机器人应运而生，该机器人通过实现高空握持导线不规则的圆周绕线运动和横向进给运动等动作，来完成绕线任务。通过对各种方案的对比，决定采用斜齿轮传动绕线，螺旋传动进给来实现主要功能。本设计构思新颖，而且具有结构轻便经济适用效率高安全等显著优势，顺应时代发展方向，具有很高的可行性，适用于各种工作场合。关键词无攀爬式自动绕线斜齿轮传动进给螺旋传课题研究背景.课题研究目的和意义课题研究目的课题研究意义.国内外发展现状.发展前景展望第章总体方案确定.齿轮齿条绕线机构.内啮合齿轮绕线机构.斜齿轮啮合绕线机构.本章小结第章参数的确定及电机的选择.绕线机构参数的确定.进给机构参数的确定.抓线和导线握持机构参数的确定抓线机构参数确定导线握持机构参数的确定.电机的选择进给机构电机的选择握持机构电机的选择.本章小结第章绕线机构设计.绕线机构结构设计.进给机构结构设计.支架结构设计.本章小结第章抓取机构的设计.抓线机构结构设计.导线握持机构结构设计.本章小结第章实体机构装配.实体机构装配.本章小结结论参考文献致谢第章绪论.课题研究背景裸高压导线输电线路的备用导线高空接线，其绕线轨迹不规范转自线圈的线径粗折弯力较大折弯运动空间受限等，给高空接线增加了难度，而多自由度的高空全自动绕线装置的研究是高空接线中亟待解决的瓶颈问题。而且高空绕线工作危险大难度高，需借助高空作业车的帮助来完成，并且对工作环境的要求较高，在恶劣环境条件下无法正常工作，由于种种因素的限制，裸高压导线输电线路的备用导线高空接线工作直困扰着人们。无攀爬式全自动高空接线机器人的应运而生，能够代替工人进行操作，避免了工作中潜在的各种危险，同时能够提高工作效率，并且减少了高压输电线路的电流损耗。.课题研究目的和意义课题研究目的针对传统接线工作中存在的各种弊端，无攀爬式全自动高空接线机器人出现了，它是为实现无攀爬式全自动高空接线而设计的机器人装置。裸高压导线输电线路的备用导线高空接线，其绕线轨迹不规范转子线圈的线径粗折弯力较大折弯运动空间受限等，给高空接线增加了难度，而多自由度的高空全自动绕线装置的研究是高空接线中亟待解决的瓶颈问题。本课题根据仿生学和机器人学的原理，运用常用的机械运动机构及其组合，实现高空握持导线不规则的圆周绕线运动和横向进给运动的全新自动绕线机器人的研究。课题研究意义在切智慧化人性化高效率化的今天，越来越多的机器人代替人进行繁重危险的劳动，在很多高度危险和繁重的工作中，都采用了机器人，它们的高效率和几乎为零的风险是人类无法与之相比的优势。机器人技术的采用显著减轻了工人的劳动强度和工作负担，大大改善了劳动条件，提高了劳动生产率和自动化水平。在高空裸导线的接线中，以前都需要操作人员攀高接线，劳动强度大安全性不可靠而无攀爬式全自动高空接线机器人能够代替工人进行高空作业，避免了工作中潜在的各种危险，同时提高了工作效率，并且减少了高压输电线路的电流损耗，也为低碳经济提供了个新的探索方案。该设计经济实用性高，具有光明的发展前景。本设计是主要实现高空握持导线不规则的圆周绕线运动和横向进给运动的全新自动绕线装置具体设计要求如下导线直径绕线直径绕线材料铝导线高度整机重量.完成绕线时间分钟左右要求经济适用，效率高。.国内外发展现状本课题设计的无攀爬式全自动高空接线机器人主要实现高空握持导线不规则的圆周绕线运动和横向进给运动，其主要结构有导线握持机构和绕线机构。导线握持机构采用机械手。机械手是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是年第台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度大容量低价格的方向发展。同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人和机械手控制系统的开发奠定了基础。另方面，核能技术的研究要求些操作机械代替人处理