(全套dwg图纸)六自由度关节型机器人腰部结构设计(含毕业论文)










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立柱.dwg
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小齿轮.dwg
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腰关节装配图.dwg
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中间轴1.dwg
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主轴-23.dwg
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总体尺寸图-GAI.dwg
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总体装图.dwg
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根据任务要求,要实现机器人焊接功能,则机器人的工作范围要广,所以我选择了立柱式的配置方式。
其特点是占地面积小,工作范围大,机器人手臂可绕立柱回转。
根据分析,可将机器人的参数列在表中表关节型机器人的主要参数项目技术要求结构型式关节型自由度数运动范围最大速度∕腕部最大负荷续表项目技术要求驱动方式直流电机重复定位精度.控制方式∕操作方式示教再现存储容量质量机械本体.控制柜.输入∕输出∕位电源交流.安装环境.关节型机器人本体结构设计图关节型机器人传动原理图图是整个机器人本体机械传动系统的简图。
机械传动系统共有个齿轮,为了实现在同平面改变传递方向,有个齿轮为圆锥齿轮,有利于简化系统运动方程式的结构形式。
如果采用蜗轮蜗杆结构,则必然以空间交叉方式变向,就不利于简化系统运动方程式的结构形式。
机器人主要由立柱与基座组成的回转基座以及大臂小臂手腕组成。
基座是个铝制的整体铸件,其上装有关节的驱动电机,在基座内安置了关节的回转轴及其轴承轴承座等。
大臂和小臂的结构形式相似,都由内部铝制的整体铸件骨架与外表面很薄的铝板壳相互胶接而成。
内部铸件既作臂的承力骨架,又作内部齿轮组的轮壳与轴的支承座。
大臂上装有关节,的驱动电机,内部装有对应的传动齿轮组。
关节,都采用了三级齿轮减速,其中第级采用锥齿轮,以改变传动方向。
第二三级均采用圆柱直齿轮进行减速。
关节传动的最末个大齿轮固定在立柱上关节传动的最末个大齿轮固定在小臂上。
小臂端部连接具有手腕,在臂的根部装有关节,的驱动电机,在小臂的中部,靠近手腕处,装有关节的驱动电机。
关节,均采用两级齿轮传动,不同的是关节采用两级圆柱直齿轮,而关节采用第级圆柱直齿轮,第二级锥齿轮,使传动轴线改变方向。
关节采用三级齿轮传动,第级与第二级为锥齿轮,第三级为圆柱直齿轮,关节的齿轮组除关节第级齿轮装在小臂内以外,其余的均装在手腕内部。
所设计的机器人本体结构特点如下.内部铝铸件形状复杂,既用作内部齿轮安装壳体与轴的支承座,又兼作承力骨架,传递集中载荷。
这样不仅节省材料,减少加工量,又使整体质量减轻。
手臂外壁与铸件骨架采用胶接,使连接件减少,工艺简单,减轻了质量。
.轴承外形环定位简单。
般在无轴向载荷处,载荷外环采用端面打冲定位的方法。
.采用薄壁轴承与滑动铜衬套,以减少结构尺寸,减轻质量。
.有些小尺寸齿轮与轴加工成体,减少连接件,增加了传递刚度。
.大小臂,手腕部结构密度大,很少有多余空隙。
如电机与臂的外壁仅有.间隙,手腕内部齿轮传动安排亦是紧密无间。
这样使总的尺寸减少,质量减少。
.工作范围大,适应性广。
除了自身立柱所占空间以外,它的工作空间几乎是他的长臂所能达到的全球空间。
再加之其手腕轴的活动角度大,因此使它工作时位姿的适应性强。
譬如用手腕拧螺钉,手腕关节,配合,次就能转。
.由于结构上采用了刚性齿轮传动,调整齿轮间隙机构,弹性万向联轴器,工艺上加工精密,多用整体铸件,使得重复定位精度高。
.机器人手臂材料的选择机器人手臂的材料应根据手臂的工作状况来选择。
根据设计要求,机器人手臂要完成各种运动。
因此,对材料的个要求是作为运动的部件,它应是轻型材料。
而另方面,手臂在运动过程中往往会产生振动,这将大大降低它的运动精度。
因此,在选择材料时,需要对质量刚度阻尼进行综合考虑,以便有效地提高手臂的动态性能。
机器人手臂材料首先应是结构材料。
手臂承受载荷时,不应有变形和断裂。
从力学角度看,即要具有定的强度。
手臂材料应选择高强度材料,如钢铸铁合金钢等。
机器人手臂是运动的,又要具有很好的受控性,因此,要求手臂比较轻。
综合而言,应该优先选择强度大而密度小的材料做手臂。
其中,非金属材料有尼龙聚乙烯和碳素纤维等金属材料以轻合金为主。
在我们的设计中为减轻机器人本体的重量选用铸铝材料。
关节型机器人总体结构如图所示。
图关节型机器人的总体结构关节型机器人腰部结构设计通过总体分析后,确定了机器人的结构。
所设计的腰关节部分采用二级齿轮减速传动。
图关节型机器人腰关节驱动器和齿轮传动机构简图.电动机的选择设两臂及手腕绕各自重心轴的转动惯量分别为
