（定稿）立交桥绿化项目建议书

为此，设计是就必须计算使之达到不形成自锁的条件，未找到引用源四位置精度要求高般来说，直角和圆柱坐标式机械手位置精度要求较高关节式机械手的位置精度最难控制，故精度差在手臂上加设定位装置和检测结构，能较好地控制位置精度，检测装置最好装在最后的运动环节以减少或消除传动啮合件间的间隙。

总结除此之外，要求机械手的通用性要好，能适合多种作业的要求工艺性好，便于加工和安装用于热加工的机械手，还要考虑隔热冷却用于作业区粉尘大的机械手还要设置防尘装置等。

以上要求是相互制约的，应该综合考虑这些问题，只有这样，才能设计出完美的性能良好的机械手。

焊接机器人工业上典型手臂机构以及结构的选择手臂的典型运动机构常见的手臂伸缩机构有以下几种双导杆手臂伸缩机构手臂的典型运动形式有直线运动，如手臂的伸缩，升降和横向移动回转运动，如手臂的左右摆动，上下摆动符合运动，如直线运动和回转运动组合，两直线运动的双层液压缸空心结构双活塞杆液压缸结构活塞杆和齿轮齿条机构。

手臂运动机构的选择通过以上，综合考虑，本次设计选择液压缸伸缩机构，使用液压驱动，水平伸缩液压缸选用伸缩式液压缸竖直伸缩液压缸选用双作用活塞缸。

机器人手臂直线运动时的驱动力计算首先进行粗略的估算，或类比同类结构，根据运动参数初步确定有关机构的主要尺寸，再进行校核计算，修正设计。

如此反复，绘出最终的结构图。

作水平伸缩直线运动的液压缸的驱动力，应根据液压缸运动时所要克服的摩擦力和惯性力等几个方面的阻力进行确定。

液压缸活塞的驱动力的计算公式可表示为η手臂摩擦力的分析与计算摩擦力的计算不同的配置和不同的导向截面形状，其摩擦阻力是不同的，要根据具体情况进行估算。

图机械手臂部受力示意图计算如下总得总得摩摩摩总摩式中参与运动的零部件所受的总重力含工件手臂与运动的零部件的总重量的重心到导向支撑的前端的距离，参考上节的计算导向支撑的长度当量摩擦系数，其值与导向支撑的截面有关对于圆柱面摩擦系数，对于静摩擦且无润滑时钢对青铜取钢对铸铁取选取，导向支撑设计为。

将有关数据代入进行计算摩手臂惯性力的计算本设计要求手臂平动是假定在计算惯性力的时候，设置启动时间，启动速度总惯总惯密封装置的摩擦阻力不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂设计中，采用型密封，当液压缸工作压力小于。

液压缸处密封的总摩擦阻力可以近似为摩。

经过以上分析计算最后计算出液压缸的驱动力机器人液压缸正常工作时压力以及结构的确定经过上面的计算，确定了液压缸的驱动力，根据表选择液压缸的工作压力。

确定液压缸的结构尺寸液压缸内径的计算，如图所示图双作用液压缸示意图当油进入无杆腔η当油进入有杆腔中环境下，运用对该机器人的正运动学逆运动学工作空间和轨迹规划等进行仿真机器人动学分析内容与方法机器人运动学包括正运动学正解逆运动学逆解雅可比矩阵工作空间和轨迹规划等。

方法为描述相给定的技术要求和参数进行结构设计与计算。

最后，就是要确定腕部的回转力矩选用回转液压缸动静载荷以及选取各关键部位螺栓的强度计算。

第章焊接机器人臂部结构的设计及计算机器人的手臂是机械手的主要握持部件以及输出动力的部件。

其作用是支撑腕部和手部并且为手部和腕部提供动力的重要部件，当中包括了工件或工具，而且需要带动它们在空间中运动旋转和移动。

本次毕业设计所设计的手臂运动包括了个运动伸缩回转以及升降。

本章详细叙述手臂的伸缩运动手臂的回转以及升降运动装置安装在机身处，将会在下章纤细叙述。

手臂部分运动的主要功能是要将手部运送到所能达到空间运动范围内任意点。

例如如果改变手部的方位，就只要运用腕部的自由度就可以加以实现。

所以，般来说手臂部分最少也应该具备个自由度以上才可以满足设计的基本要求，不仅要实现手臂伸缩左右回转还要实现升降运动。

手臂的各个方向和位置姿态的运动需要使用驱动机构以及机器人的传动机构来加以实现。

但是从臂部的受力情况以及载荷情况分析，手臂部分在工作中的受力情况既有来自承受腕部手部和工件的静动载荷，而且自身运动较多，所以承受的力多而且复杂。

因而，在设计与研究臂部的结构灵活性工作范围工作性能以及受力都会直接影响到机械手的工作性能工作范围以及工作效率。

焊接机器人臂部研究与设计的基本要求臂部设计是第个要求是要实现所要求的运动手臂伸缩回转和升降，因此就必须满足下几点要求第臂部应承载能力大力矩大刚度好自重轻对于机械手臂部或机身的承载能力，通常取决于其刚度。

以臂部为例，般结构上较多采用悬臂梁形式水平或垂直悬伸。

显然伸缩臂杆的悬伸长度愈大，则刚度愈差。

而且其刚度随着臂杆的伸缩不断变化。

对机械手的运动性能位置精度和负荷能力影响很大。

为提高刚度，除尽可能缩短臂杆的悬伸长度外，尚应注意以下几方面根据受力情况，合理科学的选择截面形状和轮廓尺寸提高支撑刚度提升机构的强度以及合理选择支撑点的距离科学合理布置作用力的位置方向和大小注重机械结构的简化提高工件的精度和配合精度。

二臂部运动速度要高，惯性要小机械手的其手臂的运动速度是机械手的最主要参数之，其速度直接的反映出了机械手的生产水平和效率。

对于输出高速度运动的机械手，其最大移动速度是设计在最大回转角速度设计范围以内，本次别业设计采取的是平均移动速度，平均回转角速度。

在保证能够达到速度和回转角速度定的情况下，适当的减小自身重量是减小惯性的最有效也是最直接的办法，因此，机械手臂部重量要尽可能的轻。

下就是减少机构惯性量的具体个有效途径，未找到引用源。

减少手臂运动件的重量，采用铝合金材料减少臂部运动件的轮廓尺寸减少回转半径，再安排机械手动作顺序时，先缩后回转或先回转后伸缩，尽可能在较小的前伸位置下进行回转动作在驱动系统中设缓冲装置。

三手臂动作应该尽可能的灵巧为减少手臂机构运动之间的摩擦阻力，尽将滑动摩擦转换为滚动摩擦。

对于工业上悬臂式的机械手，它的传动件导向件和定位件布置定要科学合理的分布，要使手臂运动尽可能平衡，以减少对升降支撑轴线的偏心力矩邻杆有转矩，其轴颈较小，故剖面两侧均可能为危险面，故分别计算剖面的抗弯截面系数其抗弯截面系数为抗扭截面系数为剖面左侧弯曲应力为剖面右侧弯曲应力为扭剪应力为按弯扭合成强度进行校核计算，对于单向转动的转轴，转矩按脉动循环处理，故取折合系数，则当量应力为，故剖面右侧为危险截面由表查得钢调质处理抗拉强度极限，则由表查得轴的许用弯曲应力，强度满足要求校核键连接的强度齿轮处键连接的挤压应力为取键轴及带轮的材料都为钢，由表查得强度足够齿轮处的键长于齿轮处的键，故其强度也足够低速轴的设计计算已知条件低速轴传递的功率，转矩，转速，齿轮分度圆直径，齿轮宽度选择轴的材料因传递的功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，故由表选用常用的材料钢，调质处理初算轴径查表得，取中间值，则轴与带轮连接，有个键槽，轴径应增大，轴端最细处直径结构设计轴承部件的结构设计为方便轴承部件的装拆，减速器的机体采用剖分式结构，该减速器发热小，轴不长，故轴承采用两端固定方式。

按轴上零件的安装顺序，从最细处开始设计联轴器与轴段轴段上安装联轴器，此段设计应与联轴器的选择设计同步进行。

为补偿联轴器所联接两轴的安装误差，隔离振动，选用弹性柱销联轴器。

查表，取载荷系数，计算转矩为由表查得中的型联轴器符合要求公称转矩为，许用转速，轴孔范围为。

考虑到，取联轴器孔直径为，轴孔长度联，型轴孔，型键，联轴器从动端代号为，相应的轴段的直径。

其长度略小于孔宽度，取密封圈与轴段的设计在确定轴段的轴径时，应考虑联轴器的轴向固定及密封圈的尺寸。

若联轴器采用轴肩定位，轴肩高度。

轴段的轴径，其值最终由密封圈确定。

该处轴的圆周速度均小于，可选用毡圈油封，查表初选毡圈，则轴承与轴段和轴段的设计考虑齿轮油轴向力存在，但此处轴径较大，选用角接触球轴承。

轴段上安装轴承，其直径应既便于安装，又符合轴承内径系列。

现暂取轴承为由表得轴承内径，外径，宽度，内圈定位直径，外径定位，轴上力作用点与外圈大端面的距离，故。

由于该减速器锥齿轮的圆周速度大于，轴承采用油润滑，无需放挡油环，取。

为补偿箱体的铸造误差，取轴承靠近箱体内壁的端面与箱体内壁距离。

通常根轴上的两个轴承取相同的型号，则齿轮与轴段的设计轴段上安装齿轮，为便于齿轮的安装，应略大于，可初定，齿轮轮廓的宽度范围为，，取其轮毂宽度与齿轮宽度相等，其右端采用轴肩定位，左端采用套筒固定。

为使套筒端面能够顶到齿轮端面，轴段长度应比齿轮的轮毂略短，取轴段和轴段的设计轴段为齿轮提供轴向定位作用，定位轴肩的高度为，取，则，，取轴段的直径可取轴承内圈定位直径，即，齿轮左端面与箱体内壁距离为则轴段的长度轴段与轴段的长度轴段的长度除与轴上的零件有关外，还与轴承座宽度及轴承端盖等零件有关。

轴承座的宽度为和偏心重力，特别要防止发生机构卡死和自锁现象。

为此，设计是就必须计算使之达到不形成自锁的条件，未找到引用源四位置精度要求高般来说，直角和圆柱坐标式机械手位置精度要求较高关节式机械手的位置精度最难控制，故精度差在手臂上加设定位装置和检测结构，能较好地控制位置精度，检测装置最好装在最后的运动环节以减少或消除传动啮合件间的间隙。

总结除此之外，要求机械手的通用性要好，能适合多种作业的要求工艺性好，便于加工和安装用于热加工的机械手，还要考虑隔热冷却用于作业区粉尘大的机械手还要设置防尘装置等。

以上要求是相互制约的，应该综合考虑这些问题，只有这样，才能设计出完美的性能良好的机械手。

焊接机器人工业上典型手臂机构以及结构的选择手臂的典型运动机构常见的手臂伸缩机构有以下几种双导杆手臂伸缩机构手臂的典型运动形式有直线运动，如手臂的伸缩，升降和横向移动回转运动，如手臂的左右摆动，上下摆动符合运动，如直线运动和回转运动组合，两直线运动的双层液压缸空心结构双活塞杆液压缸结构活塞杆和齿轮齿条机构。

手臂运动机构的选择通过以上，综合考虑，本次设计选择液压缸伸缩机构，使用液压驱动，水平伸缩液压缸选用伸缩式液压缸竖直伸缩液压缸选用双作用活塞缸。

机器人手臂直线运动时的驱动力计算首先进行粗略的估算，或类比同类结构，根据运动参数初步确定有关机构的主要尺寸，再进行校核计算，修正设计。

如此反复，绘出最终的结构图。

作水平伸缩直线运动的液压缸的驱动力，应根据液压缸运动时所要克服的摩擦力和惯性力等几个方面的阻力进行确定。

液压缸活塞的驱动力的计算公式可表示为η手臂摩擦力的分析与计算摩擦力的计算不同的配置和不同的导向截面形状，其摩擦阻力是不同的，要根据具体情况进行估算。

图机械手臂部受力示意图计算如下总得总得摩摩摩总摩式中参与运动的零部件所受的总重力含工件手臂与运动的零部件的总重量的重心到导向支撑的前端的距离，参考上节的计算导向支撑的长度当量摩擦系数，其值与导向支撑的截面有关对于圆柱面摩擦系数，对于静摩擦且无润滑时钢对青铜取钢对铸铁取选取，导向支撑设计为。

将有关数据代入进行计算摩手臂惯性力的计算本设计要求手臂平动是假定在计算惯性力的时候，设置启动时间，启动速度总惯总惯密封装置的摩擦阻力不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂设计中，采用型密封，当液压缸工作压力小于。

液压缸处密封的总摩擦阻力可以近似为摩。

经过以上分析计算最后计算出液压缸的驱动力机器人液压缸正常工作时压力以及结构的确定经过上面的计算，确定了液压缸的驱动力，根据表选择液压缸的工作压力。

确定液压缸的结构尺寸液压缸内径的计算，如图所示图双作用液压缸示意图当油进入无杆腔η当油进入有杆腔中环境下，运用对该机器人的正运动学逆运动学工作空间和轨迹规划等进行仿真机器人动学分析内容与方法机器人运动学包括正运动学正解逆运动学逆解雅可比矩阵工作空间和轨迹规划等。

方法为描述相