PUMA560机器人的硬件改进和计算转矩的控制外文文献翻译.doc
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要求在预定的工作期限内正常可靠的工作，从而保证机器的各种功能的正常实现。
这就要求零件在预定的寿命内不会产生各种可能的失效，即要求零件在强度刚度震动稳定性耐磨性和温升等方面必须满足的条件，这些条件就是判定零件工作能力的准则。
要尽量降低零件的生产成本，这要求从零件的设计和制造等多方面加以考虑。
设计时合理的选择材料和毛坯的形式设计简单合理的零件结构合理规定零件加工的公差等级以及认真考虑零件的加工工艺性和装配工艺性等。
另外要尽量采用标准化系列化和通用化的零部件。
任何种机器都有动力机传动装置和工作机组成。
动力机是机器工作的能量来源，可以直接利用自然资源也称为次能源或二次能源转换为机械能，如内燃机气轮机电动机电动马达水轮机等。
工作机是机器的执行机构，用来实现机器的动力和运动能力，如机器人的末端执行器就是工作机。
传动装置则是种实现能量传递和兼有其它作用的装置。
.全方位轮式移动机构的研制在设计移动机器人本体时应遵循以下设计原则总体结构应容易拆卸，便于平时的实验调试和修理。
应给机器人暂时未安装的传感器功能元件等预留安装位置，以备将来功能改进与扩展。
对比绪论中各转向机构的优缺点，本文选用全方位轮式机构来设计。
全方位轮式机器人的运动包括纵向横向和自转三个自由度的运动。
车轮形移动机构的特征与其他移动机构相比车轮形移动机构有下列些优点能高速稳定的移动，能量利用率高，机构的控制简单，而且它可以能够借鉴日益完善的汽车技术和经验等。
它的缺点是移动只限于平面。
目前，需要机器人工作的场所，如果不考虑特殊环境和山地等自然环境，几乎都是人工建造的平地。
所以在这个意义上车轮形移动机构的利用价值可以说是非常高的。
图.是全方位轮式移动机构的示意图。
轮式移动机构预期设计要求实现零半径回转，可调速，便于控制。
车轮的旋转和转向是独立控制的，全方位移动机器人采用前后轮成对驱动来控制转向，以及控制每轮旋转来实现全方位移动。
图.全方位轮式移动机构示意图移动机器人车轮旋转机构设计在车轮旋转机构设计过程中，主要考虑了以下模型，如.图所示。
由图可以看出，模型结构简单，但是车轮与地面接触面积小，可能产生打滑现象，且对电机轴形成个弯矩，容易对电机轴造成破坏。
模型采用电机内嵌式结构，增大了车轮与地面接触面积，减小了打滑现象，但电机固定比较困难。
综合两种模型的优缺点，设计如下图中所示结构，图.旋转部分结构图将电机内嵌在车轮内部，既增大车轮与地面的接触面积，又缩短了整个结构的轴向距离。
为了保持轮子受力平衡使整个机构可以平稳运动，将轮子设计为两个组来实现。
采用了个深沟球轴承作为径向支承，方面避免了车轮对电机产生弯矩另方面保证了车轮的刚度。
轴承外圈与车轮内表面配合，由于内圈并不能与电机直接配合，设计了个电机壳结构，作电机和轴承的连接。
图.旋转部分车轮旋转部分的具体结构分为五个部分两个轴承由弹性挡圈和电机壳轴肩轴向定位通过电机壳外表面径向定位通过电机轴外表面径向定位。
此外，此处选用深沟球轴承作为支撑.深沟球轴承主要承载径向载荷，同时也可以承载小的轴向载荷。
选用它就可以达到设计的要求，而且深沟球轴承经济性好，方便购买。
而作为径向支撑，它主要避免了车轮对电机产生弯矩。
电机预装在电机壳上，依靠电机壳凸缘轴向定位但径向定位不能利用电机定位止口定位，只能采用车轮调整电机轴的同心完成径向定位。
车轮依靠轴承的外圈定位，然后再通过车轮自有联轴器与电机轴联接。
这个过程也是调整电机轴同心，然后从车轮侧面的预留安装孔将电机紧固在电机壳上。
整个车轮分为两部分组合而成。
个是带有轴径的车轮，另个是不带轴径的轮子，两者相配合使用组成组完整的车轮。
而车轮轴径与车体支撑件以滚动摩擦的形式配合使用，并且作为两车轮的轴向定位件。
车轮最终的固定是通过外侧的螺钉来顶紧挡板实现的。
具体结构如图.所示。
整个旋转部分结构设计完成，但它必须与转向机构连接起来才能实现全方位移动。
后小节转向机构的设计中设计有转向轴，为了使转动部分和转向部分的转向轴连接以实现全方位运动，此处设计了类似于半圆的固定件。
如图下图所示。
使用是采用两个配合来固定住旋转部分，通过四个螺栓的连接来实现和转向轴的连接，从而使转向机构和转动机构连为体，最终实现全方位移动。
图.固定件移动机器人转向机构设计转向部分主要由转向轴轴承基座转向电机以及转向连接件组成。
转向机构设计的基本路线是从上而下。
如图.图.转向部分转向轴转向轴分两部分，呈型，端采用阶梯轴的形式，便于与基座联接另端与车轮部分联接，设计成圆柱形以保证足够的强度和良好的工艺性。
同时两部分轴互相配合，可以伸缩以便转向时车轮轴的位移变化。
转向轴主要作用就是通过与转向电机的连接起到转向的作用，主要受的是径向力，而受到的轴向力很小。
如图.所示，转向轴受到向上的轴向力时，轴向力通过轴肩传到下方轴承内圈，再传到套筒，然后传到上方轴承的内圈
（全套dwg图纸）轮式移动机器人结构设计（含毕业论文）
