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01装配图1 A0.dwg
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02装配图2 A0.dwg
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04旋转轴 A3.dwg
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06手部主轴 A3.dwg
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07手臂下箱体 A1.dwg
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08底座 A2.dwg
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09齿轮 A2.dwg
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自行走式物料搬运机器人结构设计.doc
1、通过定量的核算确定电机的具体型号与规格。选择执行电机不能只停留在确定电机的类别及其控制方式上，还必须确定具体型号与规格，需要作定量的核算。为此，要根据被控对象的运动形式旋转或直线运动，运动的变化规律，运动负载的性质和具体数量，运行工作体制是长期连续运行或短时运行或间歇式运行，结合系统的稳态性能指标要求，作定量的分析。考虑被控对象工作的特点和环境条件。执行电机是伺服系统的个重要组成部分．同时又靠它驱动被控。
2、格是关键因素。其它些条件．如货源方便程度维修与服务技术成熟度未来发展等都可能成为选择何种电气伺服系统的考虑因素。电机的选用夹持部分所用电机选择步进电机，下面是步进电机的介绍步进电机的工作原理简述步进电机是种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进驱动器接收到个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动个固定的角度称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度步步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到。
3、确定位的目的同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机分类步进电机可以大概分为下几种永磁式步进电机般为两相，转矩和体积较小反应式步进电机般为三相，可实现大转矩输出混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点的电机，它又分为两相和五相。这是目前应用最广泛的种步进电机。永磁式步进电机工作原理简述永磁式步进电动机是个永久磁铁电动子,卷绕并且磁性地导电性定子。通电导线形成。
4、产中，物料的大小虽然形状差异比较大，但整体的抓取范围相差并不是很大，所以现在将手部爪子的最大张开宽度定为，最小张开宽度设为。丝杠螺距为.，爪子夹角为如果手爪夹紧时夹紧方向位移设为，丝杠传动的水平位移为，那么有。那么，若电机转动圈，丝杠向前传动个螺距的话，即，那么例如夹紧个边长为的立方体物料，则所以电机应该转动的圈数为圈丝杠传动最大水平位移确定设最大水平位移为，则第四章手臂的设计.手臂结构设计图.物料搬运。
5、设计要求。手部内部各个零件的质量粗略计算深沟球轴承.深沟球轴承.爪子的质量图.物料搬运机器人爪子简图爪子采用铸钢密度为.手部外壳质量手部主轴的质量电机质量其余质量估计值为所以手部总质量加上物料最大搬运质量总的质量最后确定为.由于上述计算少部分是概括计算，所以可能会造成计算质量与实际质量的少许偏差，但为了在计算结果满足我们预订的目标，所以我们在概括计算的基础上外加了上部分质量来满足我们忽略计算的部分，这样。
6、距角.，空载启动频率为，空载运行频率，外形尺寸总长，外径，轴径，保持转矩为,合适。.小结本章按要求分析了机器人手臂的结构及驱动力和驱动力矩的计算，为设计系统的动力装置，执行装置等提供的数据支持。第五章腰身及底座的设计.腰身的设计腰身的结构如图所示图.物料搬运机器人腰身结构简图从结构简图我们可以了解其是怎样运行的，腰身的运行过程如下，当电机正转的时候，联接在电机轴上的小齿轮旋转，通过竖直轴上的齿条啮合，带。
7、轴向上运动，从而带动了整个上部机器人的移动，当电机反转的时候，则向下运动。腰身以上部分的重量计算通过资料我们可以知道要想知道转矩我们必须知道些数据，主要先估算出腰身上部的质量，下面我们通过各个零件来估算其质量。深沟球轴承.深沟球轴承.手臂外壳质量其他质量通过查询和估算合计为所以总的质量腰身计算及电机选择通过上面的计算，我们已经知道了所需要的部件质量，现在把他们的质量之和求出，然后计算。然后按照公式方法计。
8、可以完成与实际质量的误差量减小，符合设计的要求。.手臂计算及电机选择手臂传动机构采用的和手部同样的螺旋传动机构，其驱动力矩.式中为螺纹摩擦力矩，且.为螺旋传动的轴向载荷，当量摩擦角，螺纹中径，螺旋线升角.螺纹传动轴向支撑面磨擦力矩因为支撑面是环形面支撑所以.为轴向支撑面间的摩擦系数由资料查出，深沟球轴承取.为螺旋传动径向轴承摩擦力矩，因为无径向支撑，所以此相为选用步进电机，相数为，额定电压，静态电流，步。
9、机器人手臂结构简图通过图示我们可以知道，当电机正向旋转时带动手臂主轴旋转，通过丝杠传动原理将手臂主轴上的传动轴带动，使其向前运行，前端有手部联接，所以就带动了手部前移，实现手部的伸，当电机反向旋转的时候，则向后移，实现手部的缩。.手部质量计算我们要计算出手臂的转矩，但在计算它之前我们要求出它受力多少，所以我们要计算出手部的质量，然后加上物料的质量，来得出手臂的受力。我们同样选择铸钢作为手部机壳的材料来满。
10、，其驱动力矩式中螺纹摩擦力矩螺旋传动的轴向载荷，当量摩擦角，螺纹中径螺旋线升角螺纹传动轴向支撑面磨擦力矩因为支撑面是环形面支撑所以.为轴向支撑面间的摩擦系数由资料查出，深沟球轴承取.为螺旋传动径向轴承摩擦力矩，因为无径向支撑，所以此相为选用步进电机，相数为，额定电压，静态电流，步距角.，空载启动频率为，空载运行频率，外形尺寸总长，外径，轴径，保持转矩为,合适。电机转速与夹紧力速度几何关系的确定因为在工业。
11、个磁场，定子磁场分布的改变，定子在磁场的作用下转动来带动负载。上图说明典型的步进电动机作用原理个两相绕阻。两相绕阻中的向通电产生磁场，磁场方向显示如图,因为转子受定子磁极吸引由向向绕阻转动。然后对向绕阻通电，使转子由向绕阻向向绕阻转动，即转子随磁场方向转动。磁场转到向绕阻，转子由向绕阻向向绕阻转动。重覆以上这个过程。每使电动机转子顺时针转过度，即步进电机向前进步个步距角。手部电机的选择夹紧机构采用螺旋传。
12、对象，因此它是伺服系统与被控对象相联系的个关键部件。执行电机必须适应被控对象工作的特点与环境条件，它的机械结构尺寸安装固定方式，必须与被控对象紧密配合，以求得总体的合理配置，便于安装调整，便于使用维护。这些都关系到执行电机的选择。在伺服系统应用的许多场合，要想改换别种类型的执行电机，常会遇到机械结构体积重量使用环境条件电源配备等条件的限制其它考虑因素。当两种电气伺服系统都能满足实际应用的要求时．则产品的。
参考资料：
（独家原创）自行走式物料搬运机器人结构设计（全套CAD图纸）
