（定稿）新建年生产万吨复合催化无铅醇醚汽油生产线投资申请报告0

前面也对驱动力矩做出估计并给出转速，，。

这里参考机械设计里的带式输送机减速器的高级级齿轮传动设计进行校核。

由于这里的齿条可以理解为半径无穷大的圆柱齿轮，故不存在疲劳强度是否符合要求，对齿条的强度无需校核，这里只需校核齿轮的弯曲疲劳强度接触疲劳强度。

选定齿轮类型精度等级材料这里以直齿圆柱齿轮齿条传动。

该焊接机器人速度不高，故选用级精度。

由表选择齿轮材料为调质，硬度为，齿条材料为钢调质，硬度为，二者材料硬度差为。

按齿面接触强度校核按照公式进行校核确定公式内的各计算数值计算载荷系数根据，级精度，由表查得动载系数由表查得使用系数直齿轮，调质，及。

查表的由表查的级精度小齿轮相对支承非对称布置时，将数据带入后得由，计方案选择功率估计电机选择校核。

第四章结论对该集装箱波纹板三自由度焊接机器人进行了方案设计，并对机构进行运动学逆解，证明该方案可行，能够满足集装箱波纹板焊接的要求，能够提高在直线段与在波内斜边段的焊缝成形的致性，提高集装箱的生产质量。

完成了车体结构设计车体结构方案的比较与选择驱动电机功率的估计计算与选择齿轮齿条传动的接触疲劳强度与弯曲疲劳强度校核。

还有摆动关节驱动电机的选择。

其它方面车轮与选用导轨的匹配设计，关节间的联接匹配设计。

这些都是直接在图纸上设计出来了。

查图得故载荷系数。

齿宽系数。

由表查得材料的弹性影响系数。

由图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限。

由式计算应力循环次数。

由图查得接触疲劳系数。

计算接触疲劳许用应力取失效概率，安全系数，由式得由于这里是齿轮齿条传动，故可认为传动比计算将上面计算的各项数据带入示，机器人采用三个运动关节左右平移的焊接机器人本体，前后平移的十字滑块和做旋转运动的末端效应器。

通过三个关节之间的协调运动，来保证末端效应器的姿态发生变化时，焊接速度保持不变，焊枪与焊缝间的夹角保持垂直关系，来做到直线段与波内斜边段焊缝成形的致。

运动学模型此处省略字图移动效率高点，精度要求并不是很高，。

故可从表可选择出方案作为该小车的设计结构方案。

小车驱动电机功率的确定电机功率的估计根据机器人的重量小车运行速度轮胎直径来确定驱动电机的功率。

假定小车在轨道上行走，不考虑小车行驶中的空气阻力，分析小车的受力情况，以便估计小车所需的驱动力矩。

此时，应把轮胎看成个弹性体来考虑。

前面也提到了，在这里，由于电机的驱动是通过齿轮齿条的啮合来驱动，故该小车的四轮都为从动轮。

这里先分析车轮的受力情况图车轮受力简图假设在运动过程中，轮子做纯滚动。

设小车运动时的加速度为，相应的车轮角加速度为。

根据可推得其中为小车速度，为车轮角速度，为车轮的半径。

图画出了该小车的车轮在运动过程中的受力简图，图中车轮上的载荷，车轮的质量，地面对车轮的法向反作用力，为车轮的切向反作用力，车轮轴的车轮式得而这里设计该传动的齿轮半径，显然满足接触疲劳强度。

按齿根弯曲疲劳强度校核这里按照公式进行校核确定公式内各计算数值由图查得齿轮的弯曲疲劳强度极限由图查得弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，由式得计算载荷系数查取齿形系数由表查得查取应力校正系数由表可查的得计算而这里设计的是，显然满足弯曲疲劳强度，故校核结果符合要求。

结论综上，所设计的齿轮参数符合要求，校核完毕。

摆动关节电机选择考虑到摆动关节的实际情况，对电机的要求质量轻，体积小，频繁的正反转，换向性能好，较好的运动控制精度，功率为二十多瓦。

故这里选择直流伺服电机中的印刷绕组直流永磁式。

该类型直流伺服电机又称盘式电机，有特点快速响应性能好可以频繁的起动制动正反转工作转子无铁损，效率高换向性能好寿命长负载变化时转速变化率小，输出力矩平稳。

这里选择的型号是组合体系电机功率为行星轮减速箱传动比约为编码器。

本章小结这里主要是进行了车体结构设位移分析速度分析及加速度分析。

根据机器人各个关节变量的值，便可计算出机器人末端的位姿方程，称为机器人的运动学分析正向运动学反之，为了使机器人所握工具相对参考系的位置满足给定的要求，计算相应的关节变量，这过程称为运动学逆解。

从工程应用的角度来看，运动学逆解往往更加重要，它是机器人运动规划和轨迹控制的基础。

在该课题里，很显然这里是已知末端执行器端点焊枪的位移，速度及焊枪与焊缝间的夹角关系，来求三个关节的协调运动，即三个关节的运动规律，故为运动学逆解。

运动学分析数学基础其次变换变换齐次坐标将直角坐标系中坐标轴上的单元格的量值作为第四个元素，用有四个数所组成的列向量来表示前述三维空间的直角坐标的点，它们的关系为则，称为三维空间点的齐次坐标。

这里所建立的直角坐标系的坐标轴上的单元格的量值，故，为三维空间点。

齐次变换对于任意齐次变换，可以将其分解为式表示活动坐标系在参考系中的方向余旋阵，即坐标变换中的旋转量而式表示活动坐标系原点在参考系中的位置，即坐标变换中的平移量。

特殊情况有平移变换和旋转变换平移变换旋转变换，变换方程的建立机构运动原理图三自由度焊接机器人运动简图俯视图如图所机交流伺服电机等。

考虑到步进电机通过改变脉冲频率来调速。

能够快速启动制动，有较强的阻碍偏离稳定的抗力。

又由于这里的位置精度要求并不高，而步进电机在机器人无位置反馈的位置控制系统中得到了广泛的应用。

这里选定步进电机为驱动电机，考虑到在实际的选择中应考虑到定的裕度。

这里选用的是杭州日升生产的永磁感应子式步进电机型号步距角度电压相数电流静转矩空载运行频率转动惯量齿轮齿条传动的校核这里齿轮齿条的传动是按照结构联系上来设计的，故这里对齿轮进行弯曲强度校核接触强度校核。

其参数为齿轮直径，齿宽的推料了。

为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的。

本次创新设计最终圆满完成与熊老师的热情指导十分不开的，在设计中遇到了很多专编程相对简单。

为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。

当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。

而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。

方案二本方案完全用软件实现数字时钟。

原理为在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时分秒信息。

利用定时器与软件结合实现秒定时中断，每产生次中断，存储器内相应的秒值加若秒值达到，则将其清零，并将相应的分字节值加若分值达到，则清零分字节，并将时字节值加若时值达到，则将十字节清零。

该方案具有硬件电路简单的特点。

而且，由于是软件实现，当芯片不上电，程序不执行时，时钟将不工作。

基于硬件电路的考虑，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。

数码管显示方案方案静态显示。

所谓静态显示，就是当显示器显示字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止。

该方式每位都需要个位输出口控制。

静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。

但当所显示的位数较多时，静态显示所需的口太多，造成了资源的浪费。

方案二动态显示。

所谓动态显示就是位位的轮流点亮各个位，对于显示器的每位来说，每隔段时间点亮次。

利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。

显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。

调整参数可以实现较高稳定度的显示。

动态显示节省了口，降低了能耗。

从节省口和降低能耗出发，本设计采用方案二。

硬件设计总体设计利用芯片制作简易电子时钟，由六个数码管五个按键数码管驱动及数码管位选，如下图所示电源部分直流电源复位电路按键控制部分数码管驱动位选部分个七段共阴极数码管显示秒分时位图系统框图模块设计位选芯片是款高速器件，引脚兼容低功耗肖特基系列。

可充当个输出多路分配器，未使用的使能输入端必须保持绑定在各自合适的高有效或低有效状态。

与逻辑功能致，只不过为反相输出。

译码器可接受位二进制加权地址输入，和，并当使能时，提供个互斥的低有效输出至。

特有个使能输入端两个低有效和和个高有效。

除非和置低且置高，否则将保持所有输出为高。

利用这种复合使能特性，仅需片芯片即可轻松实现个数码管的选择导通。

如图所示图中提供的内部振荡电路，在芯片的引脚与之间连接晶振，启动内部振荡器。

另种方法是不使用片内的振荡电路，完全由外部有源晶体振荡器产生时钟信号，直接接入引脚，此时，脚悬空。

这种方法称为晶振方式。

但着方式仍是用片内的倍频电路来对这来自片外的时钟进行倍频，以产生所需的时钟。

图锁相环电路片外滤波电路标准接口。

是年指定的检测和芯片的个标准。

仿真器般提供的时钟信号，只参与数据的传输，即将目标代码通过接口从机下载到目标系统的存储器中。

仿真器的仿真头如下图及仿真信号表所示图仿真器的仿真头表仿真信号系统总原理图信号为，模数为，齿数为。

前面也对驱动力矩做出估计并给出转速，，。

这里参考机械设计里的带式输送机减速器的高级级齿轮传动设计进行校核。

由于这里的齿条可以理解为半径无穷大的圆柱齿轮，故不存在疲劳强度是否符合要求，对齿条的强度无需校核，这里只需校核齿轮的弯曲疲劳强度接触疲劳强度。

选定齿轮类型精度等级材料这里以直齿圆柱齿轮齿条传动。

该焊接机器人速度不高，故选用级精度。

由表选择齿轮材料为调质，硬度为，齿条材料为钢调质，硬度为，二者材料硬度差为。

按齿面接触强度校核按照公式进行校核确定公式内的各计算数值计算载荷系数根据，级精度，由表查得动载系数由表查得使用系数直齿轮，调质，及。

查表的由表查的级精度小齿轮相对支承非对称布置时，将数据带入后得由，计方案选择功率估计电机选择校核。

第四章结论对该集装箱波纹板三自由度焊接机器人进行了方案设计，并对机构进行运动学逆解，证明该方案可行，能够满足集装箱波纹板焊接的要求，能够提高在直线段与在波内斜边段的焊缝成形的致性，提高集装箱的生产质量。

完成了车体结构设计车体结构方案的比较与选择驱动电机功率的估计计算与选择齿轮齿条传动的接触疲劳强度与弯曲疲劳强度校核。

还有摆动关节驱动电机的选择。

其它方面车轮与选用导轨的匹配设计，关节间的联接匹配设计。

这些都是直接在图纸上设计出来了。

查图得故载荷系数。

齿宽系数。

由表查得材料的弹性影响系数。

由图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限。

由式计算应力循环次数。

由图查得接触疲劳系数。

计算接触疲劳许用应力取失效概率，安全系数，由式得由于这里是齿轮齿条传动，故可认为传动比计算将上面计算的各项数据带入示，机器人采用三个运动关节左右平移的焊接机器人本体，前后平移的十字滑块和做旋转运动的末端效应器。

通过三个关节之间的协调运动，来保证末端效应器的姿态发生变化时，焊接速度保持不变，焊枪与焊缝间的夹角保持垂直关系，来做到直线段与波内斜边段焊缝成形的致。

运动学模型此处省略字图移动效率高点，精度要求并不是很高，。

故可从表可选择出方案作为该小车的设计结构方案。

小车驱动电机功率的确定电机功率的估计根据机器人的重量小车运行速度轮胎直径来确定驱动电机的功率。

假定小车在轨道上行走，不考虑小车行驶中的空气阻力，分析小车的受力情况，以便估计小车所需的驱动力矩。

此时，应把轮胎看成个弹性体来考虑。

前面也提到了，在这里，由于电机的驱动是通过齿轮齿条的啮合来驱动，故该小车的四轮都为从动轮。

这里先分析车轮的受力情况图车轮受力简图假设在运动过程中，轮子做纯滚动。

设小车运动时的加速度为，相应的车轮角加速度为。

根据可推得其中为小车速度，为车轮角速度，为车轮的半径。

图画出了该小车的车轮在运动过程中的受力简图，图中车轮上的载荷，车轮的质量，地面对车轮的法向反作用力，为车轮的切向反作用力，车轮轴的车轮