









齿轮轴(合).dwg
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齿轮轴.dwg
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传动轴.dwg
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传动轴底部端盖.dwg
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导向杆前支架.dwg
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导向套.dwg
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底座.dwg
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底座上端盖.dwg
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底座转盘.dwg
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工作空间图.dwg
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机构简图.dwg
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末端执行器.dwg
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上下导向杆.dwg
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我的设计书.doc
楔块.dwg
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支承端盖.dwg
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装配图.dwg
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突跳启动很少使用。
升速启动是步进电机从静止状态开始逐渐升速,在零时刻,启动频率为零。
在段时间内,按定的升速规律升速。
启动结束时,步进电机达到了最高运行速度。
查看机电综合设计指导图,从矩特性图中,可查得纵向空载启动力矩对应的允许启动频率。
查机电综合设计指导表,步进电机启动频率,所以所选电机不会丢步。
运行矩频特性校核步进电机的最高快进运行频率可按下式计算见机电综合设计指导公式式中为运动部件最大快进速度。
算得。
快进力矩的计算公式见机电综合设计指导公式式中为附加摩擦力矩,为快进时,折算到电机轴上的摩擦力矩。
算得。
查看机电综合设计指导图,从运行矩频特性图中,可知快进力矩对应的允许快进频率所以,所用的电机都满足快速进给运行矩频特性要求。
综上所述,所选用的步进电机符合要求,可以使用。
.轴承的选取环形轴承作为机座的支承原件,是为机器人研制的专用轴承,具有宽度小直径大精度高刚度大承载能力高可承受径向力轴向力和倾覆力矩装置方便等特点价格高。
止推轴承,型号为它的有关参数如下表轴承代号基本额定极限转速动载荷静载荷脂润滑油润滑,.齿轮的选取齿轮的参数如下表所示表名称代号小齿轮大齿轮分度圆直径齿数大端模数节锥角锥距.工件重量为.。
由静力平衡方••••求得支反力为.以点为坐标原点,得剪力图和弯矩图如下由表得活塞杆,.则在处横截面上的剪应力为安全。
在处的弯应力为安全。
腰部和基座设计.结构设计通过安装在支座上的步进电机和锥齿轮直接驱动转动机座转动,从而实现机器人的旋转运动,通过安装在顶部的液压缸带动横梁转动实现手臂的上下移动。
采用了导向杆导向,确保手臂随机座起转动。
它的结构如装配图。
.步进电机的选取工业机器人的旋转和上下移动采用了步进电机驱动,下面就给出各种驱动方式的比较,以作为选取步进电机作为驱动方式的依据。
表各种驱动方式比较比较内容驱动方式机械传动电机驱动气压传动液压传动异步电机,直流电机步进或伺服电机输出力矩输出力矩较大输出力可较大输出力矩较小气体压力小,输出力矩小,如需输出力矩较大,结构尺寸过大液体压力高,可以获得较大的输出力控制性能速度可高,速度和加速度均由机构控制,定位精度高,可与主机严格同步控制性能较差,惯性大,步易精确定位控制性能好,可精确定位,但控制系统复杂可高速,气体压缩性大,阻力效果差,冲击较严重,精确定位较困难,低速步易控制油液压缩性小,压力流量均容易控制,可无级调速,反应灵敏,可实现连续轨迹控制体积当自由度多时,机构复杂,体积液较大要油减速装置,体积较大体积较小体积较大在输出力相同的条件下体积小维修使用维修使用方便维修使用方便维修使用较复杂维修简单,能在高温,粉尘等恶劣环境种使用,泄漏影响小维修方便,液体对温度变化敏感,油液泄漏易着火应用范围适用于自由度少的专用机械手,高速低速均能适用适用于抓取重量大和速度低的专用机械手可用于程序复杂和运动轨迹要求严格的小型通用机械手中小型专用通用机械手都有中小型专用通用机械手都有,特别时重型机械手多用成本结构简单,成本低,般工厂可以自己制造成本低成本较高结构简单,能源方便,成本低液压元件成本较高,油路也较复杂由上表可知步进电机应用于驱动工业机器人有着许多无可替代的优点,如控制性能好,可精确定位,体积较小可用于程序复杂和运动轨迹要求严格的小型通用机械手等,下面就对步进电机的型号进行选取。
初选电机为反应式步进电机,型号为。
它的有关技术参数如下表关键部件之。
.设计时要注意的问题.末端执行机构应有足够的夹紧力,为使手指牢靠的夹紧工件,除考虑夹持工件的重力外,还应考虑工件在传送过程中的动载荷。
.末端执行机构应有定的开闭范围。
其大小不仅与工件的尺寸有关,而且应注意手部接近工件的运动路线及其方位的影响。
.应能保证工件在末端执行机构内准确定位。
.结构尽量紧凑重量轻,以利于腕部和臂部的结构设计。
.总体结构设计采用滑槽杠杆式回转型夹持器,用小型液压缸驱动夹紧,它的结构形式如图。
滑槽杠杆式回转型夹持器,当驱动器推动杆向上运动时,圆柱销在两杆的滑槽中移动,迫使与支架相铰接的两手指钳爪产生夹紧动作和夹紧力。
当杆向下运动时,手指松开。
图末端执行器.液压油缸的选择和夹紧力的校验.初选油缸型号考虑到所要夹持的是比较小的零件,最大工作载荷很小,故初选液压缸型号为,它的主要技术参数如表。
表冶金设备标准液压油技术规格缸径活塞杆直径油口直径速度比通径联接螺纹.夹紧力校验零件的计算图零件实体图其中取.取紧力的计算要夹持住零件必须满足条件为手指与工件的静摩擦系数,工件材料为铝,手指为钢材,查机械零件手册表.,为作用在零件内壁上压紧力,为零件重力。
所以取由机械制造装备式可知驱动力的计算公式为图滑槽杠杆式回转型夹持器为斜面倾角为传动机构的效率,这里为平摩擦传动,查机械零件手册表这里取,.。
所以取按液压传动与气压传动公式为汽缸的内径,为工作压力,由液压传动与气压传动表表负载工作压力.多功能中,抓取和移动是最主要的功能。
这两项功能实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。
本次设计就是在这思维下展开的。
根据设计内容和需求确定工业机器人工作方式,利用步进电机驱动和锥齿轮传动来实现机器人的旋转运动利用个液压缸,使手臂实现上下运动考虑到本设计中的机器人工作范围不大,故利用液压缸驱动实现手臂的伸缩运动末端夹持器则采用滑槽杠杆式回转型夹持器,用小型液压缸驱动夹紧。
图机器人外形图工业机器人主要技术性能参数工业机器人的技术参数是说明其规格和性能的具体指标。
主要技术参数有如下抓取重量抓取重量是用来表明机器人负荷能力的技术参数,这是项主要参数。
这项参数与机器人的运动速度有关,般是指在正常速度下所抓取的重量。
抓取工件的极限尺寸抓取工件的极限尺寸是用来表明机器人抓取功能的技术参数,它是设计手部的基础。
坐标形式和自由度说明机器人机身手部腕部等共有的自由度数及它们组成的坐标系特征。
运动行程范围指执行机构直线移动距离或回转角度的范围,即各运动自由度的运动量。
根据运动行程范围和坐标形式就可确定机器人的工作范围。
运动速度是反映机器人性能的重要参数。
通常所指的运动速度是机器人的最大运动速度。
它与抓取重量定位精度等参数密切有关,互相影响。
目前,国内外机器人的最大直线移动速度为左右,般为回转速度最大为,般为。
定位精度和重复定位精度定位精度和重复定位精度是衡量机器人工作质量的项重要指标。
编程方式和存储容量。
根据所处的环境和作业需求,工业机器人具有至少项或多项拟人功能,如抓取功能或移动功能,或两者兼有之,另外还可能程度不等的具有些环境感知功能如视觉,力觉,触觉等。
以及语音功能及至逻辑思维,判断决策功能等。
从而使其能在要求的环境中代替人进行作业。
在工业机器人的诸多功能中,抓取和移动是最主要的功能。
这两项功能实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。
本次设计就是在这思维下展开的。
根据设计内容和需求确定圆柱坐标型工业机器人,利用锥齿轮传动实现机器人的旋转,利用液压缸实现其移动以及对零件的抓取。
在步进电机的控制下,机器达到精确的回转运动。
.工业机器人的发展工业机器人的发展,由简单到复杂,由初级到高级逐步完善,它的发展过程可分为三代第代工业机器人就是目前工业中大量使用的示教再现型工业机器人,它主要由手部臂部驱动系统和控制系统组成。
它的控制方式比较简单,应用在线编程,即通过示教存贮信息,工作时读出这些信息,向执行机构发出指令,执行机构按指令再现示教的操作。
第二代机器人是带感觉的机器人。
它具有寻力觉触觉视觉等进行反馈的能力。
其控制方式较第代工业机器人要复杂得多,这种机器人从年开始进入了实用阶段,不久即将普及应用。
第三代工业机器人即智能机器人。
这种机器人除了具有触觉视觉等功能外,还能够根据人给出的指令认识自身和周围的环境,识别对象的有无及其状态,再根据这识别自动选择程序进行操作,完成规定的任务。
并且能跟踪工作对象的变化,具有适应工作环境的功能。
这种机器人还处于研制阶段,尚未大量投运送,活塞,铸造,锻造,毛坯,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸中文摘要在工业上,自动控制系统有着广泛的应用,如工业自动化机床控制,计算机系统,机器人等。
而工业机器人是相对较新的电子设备,它正开始改变现代化工业面貌。
实际的机器人由带有腕或称为手臂的主机身和机身端部的工具通常是些类型的夹持器组成,同时也包括个辅助动力系统。
本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。
关键词手臂夹持器工业机器人师李作全第章绪论.工业机器人简介机器人工程是近二十多年来迅速发展起来的综合学科。
它集中了机械工程电子工程计算机工程自动控制工程以及人工智能等多种学科的最新研究成果,是当代科学技术发展最活跃的领域之,也是我国科技界跟踪国际高科技发展的重要方面。
工业机器人的研究制造和应用水平,是个国家科技水平和经济实力的象征,正受到许多国家的广泛重视。
目前,工业机器人的定义,世界各国尚未统,分类也不尽相同。
最近联合国国际标准化组织采纳了美国机器人协会给工业机器人下的定义工业机器人是种可重复编程的多功能
