（全套dwg图纸）关节式自动上下料机械手设计（含毕业论文）

对于变负载的传动齿轮系统的各级传动比最好采用不可约的比数，避免同期啮合以降低噪音和振动。

对于提高传动精度和减小回程误差为主的传动齿轮系统，按总转角误差最小原则对于增速传动，由于增速时容易破坏传动齿轮系工作的平稳性，应在开始几级就增速，并且要求每级增速比最好大于，以有利于增加轮系的刚度，减小传动误差。

对以比较大传动比传动的齿轮系，往往需要将定轴轮系和行星轮系结合为混合轮系。

对于相当大大传动比并且要求传动精度与传动效率高，传动平稳以及体积小重量轻时。

可选用新型的谐波齿轮传动。

.谐波齿轮传动谐波齿轮传动具有结构简单体积小重量轻，传动比大几十到几百，传动精度高回程误差小噪音低传动平稳，承载能力强效率高等系列优点。

故在工业机器人系统中得到广泛的应用。

谐波齿轮传动与少齿差行星齿轮传动十分相似，它是依靠柔性齿轮产生的可控变形波引起齿间的相对错齿来传递动力与运动的，故谐波齿轮传动与般的齿轮传动具有本质上的差别。

.螺旋传动螺旋传动及丝杠螺母，它主要是用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。

螺旋传动有传递能量为主的，如螺旋压力机千斤顶等有以传递运动为主的，如机床工作台的进给丝杠。

丝杠螺母传动分为普通丝杠滑动摩擦和滚珠丝杠滚动摩擦，前者结构简单加工方便制造成本低，具有自锁能力但是摩擦阻力矩大传动效率低。

后者虽然结构复杂制造成本高，但是其最大的优点是摩擦阻力矩小传动效率高，其运动平稳性好，灵活度高。

通过预紧，能消除间隙提高传动刚度进给精度和重复定位精度高。

使用寿命长而且同步性好，使用可靠润滑简单，因此滚珠丝杠在机器人中应用很多。

由于滚珠丝杠传动返行程不能自锁因此在用于垂直方向传动时，须附加自锁机构或制动装置。

在选用滚珠丝杠要考虑以下几项指标滚珠丝杠的精度等级滚珠丝杠的传动间隙允许值和预加载荷的期望值载荷条件静动载荷以及载荷允许值滚珠丝杠的工作寿命滚珠丝杠的临界转速滚珠丝杠的刚度减小滚珠丝杠空回行程的方法，多是采用双螺母结构，使螺母与丝杠之间有定的预加载荷。

这样可以消除传动间隙，提高传动精度与刚度。

但是预加载荷会使滚珠丝杠寿命下降，所以，预加载荷不应超过工作载荷的。

.同步带传动同步带传动是综合了普通带传动和链轮链条传动优点的种新型传动，它在带的工作面及带轮外周上均制有啮合齿，通过带齿与轮齿作啮合传动。

为保证带和带轮作无滑动的同步传动，齿形带采用了承载后无弹性变形的高强力材料，无弹性滑动，以保证节距不变。

同步带具有传动比准确传动效率高可达节能效果好能吸振噪声低不需要润滑传动平稳，能高速传动可达传动比可达，结构紧凑维护方便等优点，故在机器人中使用很多。

其主要缺点是安装精度要求高中心距要求严格，同时具有定的蠕变性。

同步带带轮齿形有梯形齿形和圆弧齿形。

.钢带传动钢带传动的特点是钢带与带轮间接触面积大，是无间隙传动摩擦阻力大，无滑动，结构简单紧凑运行可靠噪声低，驱动力矩大寿命长，钢带无蠕变传动效率高。

.链传动在机器人中链传动多用于腕传动上，为了减轻机器人末端的重量，般都将腕关节驱动电机安装在小臂后端或大臂关节处。

由于电机距离被传动的腕关节较远，故采用精密套筒滚子链来传动。

.钢丝绳轮传动钢丝绳轮传动具有结构简单传动刚度大结构柔软，成本较低等优点。

其缺点是带轮较大安装面积大加速度不宜太高。

设计具体采用方案具体到本设计，因为选用了液压缸作为机械手的水平手臂和垂直手臂，由于液压缸实现直接驱动，它既是关节机构，又是动力元件。

故不需要中间传动机构，这既简化了结构，同时又提高了精度。

而机械手腰部的回转运动采用步进电机驱动，必须采用传动机构来减速和增大扭矩。

经分析比较，选择圆柱齿轮传动，为了保证比较高的精度，尽量减小因齿轮传动造成的误差同时大大增大扭矩，同时较大的降低电机转速，以使机械手的运动平稳，动态性能好。

这里只采用级齿轮传动，采用大的传动比大于，齿轮采用高强度高硬度的材料，高精度加工制造。

.机械手驱动系统的设计机器人各类驱动系统的特点工业机器人的驱动系统，按动力源分为液压气动和电动三大类。

根据需要也可这三种基本类型组合成复合式的驱动系统。

这三类基本驱动系统的主要特点如下。

.液压驱动系统由于液压技术是种比较成熟的技术，它具有动力大力或力矩与惯量比大快速响应高易于实现直接驱动等特点。

适合于在承载能力大，惯量大以及在防火防爆的环境中工作的机器人。

但是，液压系统需要进行能量转换电能转换成液压能，速度控制多数情况下采用节流调速，效率比电动驱动系统低，液压系统的液体泄露会对环境产生污染，工作噪音也较高。

.气动驱动系统具有速度快，系统结构简单，维修方便价格低等特点。

适用于中小负荷的机器人中采用。

但是因难于实现伺服控制，多用于程序控制的机器人中，如在上下料和冲压机器人中应用较多。

.电动驱动系统由于低惯量大转矩的交直流伺服电机及其配套的伺服驱动器交流变频器直流脉冲宽度调制器的广泛采用，这类驱动系统在机器人中被大量采用。

这类驱动系统不需要能量转换，使用方便，噪声较低，控制灵活。

大多数电机后面需安装精密的传动机构。

直流有刷电机不能直接用于要求防爆的工作环境中，成本上也较其他两种驱动系统高。

但因为这类驱动系统优点比较突出，因此在机器人中被广泛的使用。

工业机器人驱动系统的选择原则设计机器人时，驱动系统的选择，要根据机器人的用途作业要求机器人的性能规范控制功能维护的复杂程度运行的功耗性价比以及现有的条件等综合因素加以考虑。

在注意各类驱动系统特点的基础上，综合上述各因素，充分论证其合理性可行性经济性及可靠性后进行最终的选择。

般情况下.物料搬运包括上下料使用的有限点位控制的程序控制机器人，重负荷的选择液压驱动系统，中等负荷的可选电机驱动系统，轻负荷的可选气动驱动系统。

冲压机器人多采用气动驱动系统。

.用于点焊和弧焊及喷涂作业的机器人，要求具有点位和轨迹控制功能，需采用伺服驱动系统。

只有采用液压或电动伺服系统才能满足要求。

点焊弧焊机器人多采用电动驱动系统。

重负荷的任意点位控制的点焊及搬运机器人选用液压驱动系统。

机器人液压驱动系统液压系统自年在世界上第台机器人中应用到现在，已在工业机器人中获得了广泛的应用。

目前，虽然在中等负荷以下的工业机器人中大量采用电机驱动系统，但是在简易经济型重型的工业机器人和喷涂机器人中采用液压系统的还仍然占有很大的比例。

液压系统在机器人中所起的作用是通过电液转换元件把控制信号进行功率放大，对液压动力机构进行方向位置和速度的控制，进而控制机器人手臂按给定的运动规律动作。

液压动力机构多数情况下采用直线液压缸或摆动马达，连续回转的液压马达用得很少。

在工业机器人中，中小功率的液压驱动系统用节流调速的为多，大功率的用容积调速系统。

节流调速系统，动态特性好，但是效率低。

容积调速系统，动态特性不如前者，但效率高。

机器人液压驱动系统包括程序控制和伺服控制两类。

.程序控制机器人的液压系统这类机器人属非伺服控制的机器人，在只有简单搬运作业功能的机器人中，常常采用简易的逻辑控制装置或可编程控制器对机器人实现有限点位的控制。

这类机器人的液压系统设