机械毕业设计-三自由度工作台设计（全套含CAD图纸）
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I 桂林电子科技大学信息科技学院 毕业设计 (论文 ) 题 目： 三自由度工作台设计 院 （系）： 机电工程 系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 姓 名： 职 称： 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 毕业设计（论文） 要 本 文 全面阐述了 三自由度工作台 的结 构原理，设计特点，论述了采用 伺服 电机和滚珠丝杠螺母副的优点。详细介绍了 三自由度工作台 的结构设计及校核，并进行了分析。另外汇总了有关技术参数。 高速度、高精度、高效率和高刚度已成为当今数控机床发展的主要方向，普通龙门机床一般只能进行单面，当零件的另一个表面时，需要加装一个直角转换头或者调转零件的面后重新装夹，这不但增加了机床操作者的劳动强度，影响效率，并且重新定位装夹也降低了零件的精度，为了弥补这些不足，龙门 三自由度工作台 便应运而生。五面体 三自由度工作台 一次装夹就能实现工件五个表面的，这大大提高了零件的精度和 效率，降低生产成本，因此五面体 三自由度工作台 成为当前数控机床行业重点研究的对象之一。 其中着重介绍了滚珠丝杠的原理及选用原则，系统地对滚珠丝杠生产、应用等环节进行了介绍。包括种类选择、参数选择、精度选择、循环方式选择、与主机匹配的原则以及厂家的选择等。 关键词 ： 三自由度工作台 ， 数控 ，伺服 电机 ， 滚珠丝杠 of in of In a of of NC of to a or of re of in to up as of be of so of of of of of 业设计（论文） 录 摘 要 . . 录 . 1 章 绪 论 .数控系统的发展及趋势 .自由度工作台的基本原理 .作台伺服进给系统 .服驱动装置 .题研究的目的和意义 . 2 章 设计的内容及要求 .题的主要内容和基本要求 .度计划与应完成的工作 .设计的内容 . 数控装置总体方案的确定 . 8 械部分的设计 . 8 写设计说明书 . 8 床主要部件及运动方式的选定 . 3 章 丝杠进给系统的设计计算 .滚珠丝杠螺母副的选用设计 . 滚珠 丝杠副的传动原理 . 滚珠丝杠副的传动特点 . 滚珠丝杠副的结构与调整 . 12 向间隙的 调整和加预紧力的方法 . 13 珠丝杠的选择 . 滚珠丝杠的精度 . 15 珠丝杠参数的计算 . 15 服电机的选择 .V 大切削负载转矩的计算 . 19 载惯量的计算 . 19 载加速转矩计算 . 21 动导轨的选择计算 . 工作载荷的计算 . 21 时额定工作寿命的计算 . 22 离额定工作寿命的计算 . 22 定动载荷计算及选型 . 22 轴器的选择 .承的选择 .珠丝杠副的安全使用 . 润滑 . 24 尘 . 25 用 . 25 装 . 25 第 4 章 硬件电路图的设计 .机控制系统组成及特点 . 微机控制系统的组成 . 26 机数控系统的特点 . 26 机控制系统设备介绍 . 主控制器 选择 . 27 储器电路的扩展 . 28 （论文） 业设计（论文） 1 第 1 章 绪 论 数控系统的发展及趋势 1946 年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。 6 年后，即在 1952 年，计算机技术 应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。 数控 段（ 1952 年 ） 早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路 搭 成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（ C），简称为数控（ 随着元器件的发展，这个阶段经历了三代，即 1952 年的第一代 电子管； 1959 年的第二代 晶体管； 1965 年的第三代 小规模集成电路。 计算机数控（ 段（ 1970 年 到 1970 年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（ 段（把计算机前面应有的“通用 ”两个字省略了）。到 1971 年，美国 司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件 运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（ 又可称为中央处理单元（简称 到 1974 年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算 机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。 到了 1990 年， （个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于 阶段。 总之，计算机数控阶段也经历了三代。即 1970 年的第四代 小型计算机； 1974 年的第五代 微处理器 和 1990 年的第六代 基于 外称为 毕业设计（论文） 2 还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控（即 ，而我国仍习惯称数控（ 所以我们日常讲的 数控 ，实质上已是指 计算机数控 了。 (1) 继续向开放式、基于 第六代方向发展 基于 具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用 作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。 所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。 (2) 向高速化和高精度化发展 这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。 (3) 向智能化方向发展 随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。 自由度工作台 的基本原理 数控控制（ 是用数字化信号对机床的运动及其过程进行控制的一种控制方法。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，是现代化工业生产中的一门新型的，发展十分迅速的高新技术 。数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围所覆盖的领域又：机械制造技术；微电子技术；信息处理传输技术；自动控制技术；伺服驱动技术；检验监控技术；传感技术；软件技术等。数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的是能技术和最基本的装备。在提高生产率，降低成本，保证质量及改善工人劳动强度等方面，都有突出的优点；特别是在适应机械产品迅速更新换代，小批量，多品种生产方面，各类数控装备是实现先进制造技术的关键。 数控机床是采用了数控技术 的机床，或者说是装备了数控系统的机床。国际信息处联盟（ 第五技术委员会，对数控机床作了如下的定义：数控机床是一种装了程序控制系统的机床。该系统能逻辑的处理具有使用码或其他符号编码指令规定的程序。 龙门加工中心经过长期的技术发展和推动，已从传统的单轴式发展到多轴 3 式，从传统龙门加工中心发展到现代化智能的加工中心，从单面的加工发展到多 面的加工，发展速度快，技术比较成熟。但是对于龙门五面体加工中心，由 于我 国基础技术薄弱，研究方法落后，资金投入不足等原因，以及国外对核心技术的 封锁，导致我国五面体加工中心发展缓慢 4。从龙门加工中心主要部件的发展情况来看，国内外龙门加工中心的龙门和滑枕的机构基本都具有以下特点： 1. 龙门 主要是由一个横梁和两个立柱构成。分为横梁固定、横梁靠定位块 锁定分段升降和横梁任意升降三种类型。横梁固定式结构机床刚性好，但不适合 加工大型工件，因为在加工靠近工作台面的工件部位时，滑枕伸出长度过大，加 工刚性较差，影响加工尺寸精度；横梁靠定位块锁定分段升降型结构机床刚性较 好，但 横梁升降运动不能与滑枕上下移动联动，且操作较复杂；横梁任意升降型 结构横梁升降运动可以与滑枕上下移动联动，加工范围较广，适合新产品开发。 立柱和横梁的横截面为矩形，刚性好，可耐重切削并长期保持高精度。主轴箱在 横梁上的导轨有自重平衡装置，其动作灵活、迅速且准确。由于主轴箱左右移动 时，横梁升降用滚珠丝杠所受负载有变动，使精度降低，所以采用配置在横梁左 右两侧的油缸来平衡主轴箱左右移动造成的变动负载和横梁本身的自重，以提高 机床的精度。 2. 滑枕 从结构上可分为开式和闭式两种型式。开式结构的滑枕通过压板夹 紧在主轴箱上，滑枕的截面积大；闭式结构的滑枕被夹紧在主轴箱内，滑枕的截 面积小。主轴箱内有液压平衡装置，使滑枕上下移动灵活，可实现强力重切削。 主轴滑枕内部采用强制内冷却，即使作长时间连续重切削，也可保持高精度。滑 枕的行程以满足工件侧面下部的加工要求为宜，不宜太长，以免影响加工时的机 床刚度。滑枕采用一体型的结构，以提高机床的整体刚性。 作台伺服进给系统 工作台伺服进给系统是一机床移动位置为控制量的自动控制系统。它根据数控装置输出的电脉冲信号，是机床工作台、主轴等移动部件按照规定的运动速度、运动方 向和位置要求做相应的移动，并对其定位精度加以控制。工作台性能在很大程度上取决于进给伺服系统的性能。 进给运动是机床成型运动的一个重要部分，其传动质量直接关系到机床的加工性能。工作台的进给运动是数字控制的直接对象被加工工件最终坐标位置精度和轮廓精度毕业设计（论文） 4 都会受到进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性的影响。工作台对进给系统的要求集中在精度、稳定和快速响应等方面。为满足这种要求，首先需要高性能的伺服驱动电机，同时也需要高质量的机械结构与之匹配。因此工作台的进给传动系统机械结构需满足如下要求。 （ 1）高的传动精度与定位精度 工作台进给系统的传动精度和定位精度，是机床最重要的性能指标。传动精度直接影响机床加工轮廓面的精度，定位精度直接关系到加工的尺寸精度。 （ 2）宽的进给调速范围 为保证工作台在不同工况下对进给速度的选择，进给系统应该有较大的调速范围。工作台的伺服进给系统一般为 3 （ 3）快的响应速度 所谓快速响应，是指进给系统对指令信号的变化跟踪要快，并能迅速趋于稳定。目前，工作台已较普遍的采用了伺服电动机不通过减速环节直接连接丝杠带动运动部件实现运动的方案。本次设计就是采用了这个方案来获取快的 响应速度。 （ 4）低速、大转矩 根据机床的加工特点，经常在低速下进行重切削，即在低速下进给驱动系统必须有大的转矩输出。 此次设计采用的是半闭环伺服系统。半闭环系统的精度虽然比闭环系统的精度要低一些，但是它的结构与调整比较简单。而且，在半闭环系统中，转角测量表较容易实现。应用非常广泛。 图 2闭环进给伺服系统原理图 5 服驱动装置 伺服驱动装置接收数控系统发出的进给指令信号，并将其转换为角位移或直线位移，从而驱动执行部件实现要求的运动。伺服驱动装置应该满足如下要求。 （ 1）精度高。输出位 移有足够的精度，即实际位移与指令位移之差要小。 （ 2）应该具有较长时间的大过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电动机要求数分钟内过载 4而不损坏。 （ 3）调速范围宽，而且从最低速到最高速时，电动机均能平滑运转，转矩波动小，特别是在低速（如 更低）时，速度平稳而无爬行现象。 （ 4）能承受频繁振动、制动和反转。 在工作台的闭环或半闭环进给伺服系统中，伺服驱动装置主要采用交、直流伺服电动机。 直流伺服电动机具有良好的启动、制动和调速特性，可以方便地在宽调速范围内实现平滑无极调速，故多 用在对伺服电机的调速性能要求较高的工作台上。 交流伺服电动机，转子惯量比直流电动机小，动态响应好，输出的功率可比直流电动机提高 10%可达到更高的电压和转速。 题研究的目的和意义 工作台 是一种在计算机控制下带有自动换刀系统的能完成多工序复合加工的自动化机床， 并正向高速 高效 、高精度 、模块化、网络化 和 复合化 方向发展。由于 工作台是典型的集高新技术于一体的机械加工设备， 其生产效率高、柔性好、一机多用和易于加工复杂的曲线、曲面零件等特点，早已成为工业发达国家军民机械工业的主力加工设备。 一个国家的工 作台拥有量、消费量及总体技术水平与这个国家机械工业的加工制造技术水平息息相关。 我国的工作台从70年代开始，已有很大发展，但技术、品种和数量上都还远远不能适应我国的经济、技术发展的需要。 进入21世纪以后，中国工作台的消费量随着军民机械工业的大规模技术改造而迅速增长，如2001年中国工作台的消费量仅为2662台（其中进口2290台），而同年美国、日本和德国的工作台消费量分别为11505、6090和5291台。到了2005年，中国工作台的消费量猛增至约13200台（估计值，工作台的产量数据未公布），其中进口103 43台。2005年工作台的消费量是2001毕业设计（论文） 6 一举超过美、日、德诸国，成为世界上消费工作台最多的国家。 根据机械工人杂志社等单位的调查，从近600份重点用户的有效问卷中得出的结果是，工作台机床的应用已遍及全国26个行业，其中汽车、摩托车及其零部件制造业占24%，航空航天和军工行业占18%，机床工具业占11%，模具行业占8%，轻工机械行业占4%。在这些企业拥有的工作台中，虽然普及型的立式和卧式工作台仍占多数，但多轴联动、高速、大型精密等高档工作台也占有一定比重，如在所调查 的近600户用户中，拥有5轴联动工作台的占24%。说明中国市场消费的工作台虽然以普及型的中档机为主，但高档机在消费量中所占比重估计已达15%至20%。 中国消费的工作台大部分依靠进口（2005年进口量占消费量的七成多），各类机床进口额之首，主要从日本、中国台湾、德国和韩国等地进口。2006年上半年，中国进口工作台5511台，比分别增长20%和11%，仍保持两位数增长，说明中国工作台市场的规模还有增长空间。 工作台用于安装工件，并带动工件进给，以完成各种切削加 工，是任何切削机床必不可少的重要部件。与普通切削机床不同的是，工作台的工作台是在数控系统的控制下自动完成进给的，能够自动完成各种轮廓和曲面的加工。工作台直线工作台主要在数控系统控制下完成纵向（ X 方向）和横向（ Y 方向）进给。为了实现任意角度和在切削过程中转台能够回转，工作台还要设置数控回转工作台，这样工作台就多了一个 标，能够完成更加复杂的见曲面的加工。工作台常用的回转工作台有分度工作台和数控回转工作台，它们的功用各不相同。分度工作台的功用只是将工件转位换面，和自动换刀装置配合使用，实现工件一次安装能完成 几个面的加工。而数控回转工作台除了分度和转位的功能外，还能实现圆周进给运动。 我国近几年 三自由度工作台 进给机构 虽然发展较快，但与国际先进水平还存在一定的差距，主要表现在：可靠性差，外观质量差，产品开发周期长，应变能力差。 针对传统 三自由度工作台 进给机构 的不足之处及生产中存在的问题，有必要在传统机床的基础上研究出新型 三自由度工作台 进给机构 。通过对传统铣床手动的进给系统、夹紧系统及传动系统的创新设计，加入新技术，从而提高产品质量和生产效率，实现自动化，降低劳动强度及工作量。 三自由度工作台 进给机构 的发展现状和趋 势是：在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型 进给机构 ；在性能上将研制以钢为材料的 进给机构 ，大幅度提高 进给机构 的承 7 载能力；在形式上继续研制多轴并联，甚至于五轴并联的 进给机构 。 综上所诉， 三自由度工作台 进给机构 的开发和设计具有很高研究的意义 行 三自由度工作台 进给机构 的设计，使其能够实现更好的工业生产自动化。 本课题对 三自由度工作台 进给机构 部件进行了设计，研究 三自由度工作台 的结构，主要部件及典型零件的设计方法，其意义如下： 1、通过对数控机床的结构设计和研究掌握机构设计的 一般步骤和方法； 2、通过对课题的研究，了解国内外有关数控机床的技术现状和发展趋势； 3、通过毕业设计培养自己的创新精神，提供分析问题和解决问题的能力。 第 2 章 设计的内容及要求 题的主要内容和基本要求 本课题要求设计一台 三自由度工作台 ， X、 Y 轴采用滚珠丝杠螺母副传动方式实现运动变换， 机床主要设计参数下表所示： X 轴有效行程 5000 轴有效行程 3000 轴有效行程 1000 工作台尺寸 2500 5000 工进给速度 0.5 m/速进 给速度 10 m/动电机最高转速 2000 r/度计划与应完成的工作 应完成的工作： 1、完成二万字左右的毕业设计说明书，其中包括 400 字左右的中文摘要，英文摘要应与中文摘要内容完全相同； 2、 完成 与课题相关， 不少于 3000汉 字 的 英文资料翻译（附英文原文）； 3、完成总体结构、结构及传动设计； 毕业设计（论文） 8 4、绘制 装配图及所有非标件零件图 。 进度计划： 1、第 1阅相关资料， 了解 表面感应加热机床技术技术要求，完成开题报告 ； 2、第 3周，翻译一篇与设计相关的英文论文； 3、第 4据设计要求确定总体方案及计算； 4、第 6周，根据设计要求完成 找其技术参数 ； 5、第 7成 机床总体结构、 Z 轴结构及传动设计 ； 6、第 12制图纸； 7、第 15周，编写毕业设计说明书，准备答辩。 设计的内容 控装置总体方案的确定 (1) (2)较，论证。 械部分的设计 (1) (2) (3)算和选用 ； (4) (5) (6) (7) 写设计说明书 (1) 说明书是 设计的总结性技术文件，应叙 述整个设计的内容，包括提 方案的确定，系统框图的分析，机械传动设计计算，选用元器件参数的说明； (2)论文正文不少于 10000 字。 床主要部件及运动方式的选定 （ 1）伺服电机的选择 9 本次设计选用交流伺服电机，根据本进给系统定位 精度的要求，初步选用半闭环伺服系统。如果经计算后半闭环系统不能满足定位精度要求，可改用全闭环伺服系统。交流伺服电机有交流同步电机和交流感应电机。交流感应电机结构简单，与同容量的直流伺服电动机相比较，质量轻、价格便宜。缺点是不能经济的实现范围较大的平滑调速。所以数控机床的进给系统中一般不采用这种电动机。 交流同步电动机的转速与所用电源的频率之间存在一种严格的关系，即在电源电压和频率固定不变时，它的转速是稳定不变得。由变频电源供电给同步电动机时，便可方便地获得与频率成正比的可变速度 。并可得到非常硬的机械特性及宽的调速范围。其结构虽然比感应电动机复杂，但比直流电动机简单。同步电动机又分为电磁式和非电磁式两大类。在后一类中又有磁滞式、永磁式和反应式多种。在数控机床的进给驱动系统中，多采用永磁式同步电动机。在数控机床进给驱动中，采用具有大转矩、宽调速并装有反馈元件的机电一体化的永磁式交流同步电动机已十分普及。 （ 2）滚珠丝杠螺母副的选择 滚珠丝杠具有高精度、高刚度、高效率及无间隙等优点。特别是在半闭环加工系 统中，滚珠丝杠自身的精度对机床加工精度有很大的影响，定位精度在很大程度上受到滚珠丝杠精度的影响。 滚珠螺母副 4的滚珠循环方式一般会分为外循环和内循环两种。对于内循环方式，滚珠在循环过程中始终保持与滚珠丝杠接触。内循环滚珠丝杠螺母副工作滚珠数目少，径向尺寸紧凑，摩擦损失少，流畅性好，传动效率高，轴向刚度好，但回珠器槽行比较复杂，需三坐标数控机床才能进行加工。外循环过程中滚珠与丝杠脱离接触，目前使用插管完成滚珠循环的结构，结构简单，工艺性好，但滚道管子突出于螺母外面，所以外循环滚珠丝杠螺母径向尺寸较大。滚珠 和滚珠丝杠螺母副接触处有过盈配合，即两者达到预紧；滚珠丝杠螺母副事先通过调节左右螺母的相互离开和靠近消除间隙。常用的消除间隙或预紧的办法有垫片是调隙结构、螺纹式调隙结构和齿差式调隙结构。本次设计采用垫片式调隙结构。 （ 3）导轨副的选用 要设计的进给机构的导轨选用贴塑导轨，它属于滑动导轨，是在机床的动导轨面上贴上一层抗磨软带，导轨副的另一个固定导轨面为磨削面。这样就会使导轨摩擦系数变为 轨速 度可达 30m/度比较高，动、静摩擦系数差值小，没有爬毕业设计（论文） 10 行。耐磨性与铸铁对铸铁导轨副相比可提高 1 3 倍。 第 3 章 丝杠 进给 系统的设计计算 滚珠丝杠螺母副的选用设计 进给机构 的进给运动，由进电机的转动，然后带动 工作台 丝杠传动。在数控 工作台上的丝杠传动，可以用普通的丝杠传动，也还有应用滚珠丝杠来转动。原因是普通丝杠 11 传动摩，但总是不太稳定。 所以，在 三自由度工作台 上要擦系数大，效率低，传动中有间隙。虽然传动中的间隙可以用一些办法来补偿，修正采用 滚珠丝杠传动。滚珠丝杠传动有一系列的优点，但制造工艺较为复杂，成本高，在某些应用上受到一定的限制，但随着数控 工作台 的发展，它的使用将会更加广泛。 滚珠丝杠传动都使用防护罩，以防止空气中的尘土和其它杂物等进入。 滚珠丝杠和滚珠螺母组成滚珠丝杠螺母副，它是把步进电机的转动角位移，变换成数控 工作台 进给机构 的的直线位移。 滚珠丝杠螺母副，也简称为滚珠丝杠副，是一种新的传动机构，它是在丝杠和螺母的螺旋槽之间装有滚珠，以此作为中间元件的一种传动机构。 珠丝杠副的传动原理 丝杠和螺 母上都有圆弧形的螺旋槽 ,这两个圆弧形的螺旋槽对合起来就形成螺旋线的滚道 ,在滚道内装有许多滚珠 滚珠相对于螺母上的滚道滚动 ,因此丝杠与螺母之间滚道的摩擦为滚动摩擦 在螺母的螺旋槽两端应用挡住器挡住 ,并设有回路滚道是他的两端连接起来 沿着这个回路滚道从新返回到滚道的另一端 ,可以循环进行不断地滚动 。 珠丝杠副的传动特点 滚珠丝杠副的优点是 :传动效率高 ,因为它是滚动摩擦 ,传动效率可达 普通的丝杠传动提高 34倍 来了一系列的优点 ,如功率损耗小 ,传动平稳 ,磨损小 ,无爬行现象等等 一是 :一般的丝杠传动总是有间隙 ,而滚珠丝杠可以消除间隙 ,所以当丝杠转动反向时 ,可以没有空程 ,提高了反向的定位精度 ,也增强了传动刚度 一般的丝杠传动只能使旋转运动转变为直线运动 ,而滚珠丝杠副由于传动的摩擦系数小 ,所以既能把旋转运动转变为直线运动 ,也可以从直线运动转变为螺旋运动 ,具有传动的可逆性 ,因此可以作为主动件 ,也可以作为从动件 . 它也有缺点 ,主要是元件的精度要求高 ,光洁度要求也高 ,所以制造工艺很复杂 ,成本也高 一般要求磨削成型 ,因而制造困难 ,也限制了使用 . 又由于传动的可逆性 ,所以不能自锁 ,当应用在垂直传动装置时 ,由于自重和惯性的关系 ,在下降过程中不能立刻停止 ,因此还需要备有制动装置 . 毕业设计（论文） 12 珠丝杠副的结构与调整 滚珠丝杠副的结构尽管在形式上有很多类型，但其主要区别是在螺纹滚到的型面形状，滚珠循环的方式，轴向间隙的调整和加预紧力的方法等三个方面。 （ 1） 螺纹滚道型面的形状 螺纹滚道型面的形状有很多种，目前国内正式投产的，仅有单圆弧型面和双圆弧型面两种，如图所示。滚珠与滚道型面接 触点法线与丝杠轴线的垂线之间的夹角，称为接触角（ ）。 （ a）单圆弧 (b) 双圆弧 图 4滚珠丝杠副螺纹滚道型面的截形 （ 2） 单圆弧型面 一般滚道的圆弧半径要比滚柱的半径稍大一些。对于单圆弧型面的螺纹滚道，接触角是随着轴向负载大小而变化的，当轴向负载为零时，接触角也为零；当负载逐渐增大，接触角也逐渐增大。实验证明：当接触角增大时，传动效率，轴向刚度，承载能力都随之增大。 （ 3） 双圆弧型面 双圆弧型面螺纹滚道的接触角是不 变的。在偏心距（ e）决定后，滚珠与滚道的圆弧角接处，会有很小的空隙。这些空隙虽然能容纳一些脏物，但不至于堵塞，反而对滚柱的滚动有利。从传动效率，轴向刚度，承载能力等要求出发，接触角大一些好，但接触角过大制造就会困难。一般接触角为 45 ，滚道的圆弧半径也同样比滚柱的半径稍大一些。 滚珠的循环方式 目前国内常用的滚珠循环方式由外循环和内循环两种。 （ 1） 外循环方式 13 如图所示为外循环方式，滚柱在循环过程中与丝杠脱离接触，通过外面的循环回路称为外循环（ W 系列）。这种外 循环是直接在螺母的外圆上铣出螺旋槽，用挡珠器从螺母内部切断螺纹滚道，挡珠滚珠的去路，迫使滚珠导入通向外圆螺旋槽中，构成了外面的旋环回路。外循环的结构和制造较为简单容易，因此应用较广，他可以制成单列或式双列两种的结构形式。 （ 2） 内循环方式 滚柱在循环过程中与丝杠始终保持接触的称为内循环（ 如图所示。这种内循环是在螺母外侧孔中装了一个接通相邻滚道的反向器，借助这个反向器迫使滚珠翻过丝杠的牙顶，而进入相邻的滚道。内循环滚珠丝杠副回路短，工作滚珠数目少，结构尺寸紧凑，流畅性好，摩擦磨损小，传动效率 高，轴向刚度和承载能力都较高，具有一系列优点，但制造困难，结构复杂，所以不及外循环方式应用的广泛。 图 4循环的滚珠丝杠 图 4循环的滚珠丝杠 向间隙的调整和加预紧力的方法 对于滚珠丝杠副，除了单一方向的进给传动精度有一定的要求外，对它的轴向间隙也有严格的要求，以保证反向传动的精度。要把轴向间隙完全消除，也是相当困难的。通常采用双螺母，并加预紧力的方法来消除其轴向间隙。双螺母经加预紧力调整后，能基本上消除轴向间隙。单螺母的滚珠丝杠副是不能调整轴向间隙和 预紧力的，其轴向间隙只能依靠滚珠丝杠副本的精度和安装时丝杠和螺母的连接精度来保证。 双螺母加预紧力消除轴向间隙必须注意两点，一是：通过预紧后产生的力，可促使预拉变形，以减少弹性变形所引起的位移。但预紧力不能太大，否则会使驱动力矩增大，传动效率反而降低，使用寿命也随之缩短。二是：轴向间隙的消除，不能忽视丝杠的安装部分和驱动部分的轴向间隙，应同时调整是它减少到最小。目前常用的双螺母预紧力调整方法有下面三种。 （ 1） 垫片调隙式 毕业设计（论文） 14 如图所示为垫片调隙式，一般用螺钉来连接滚珠丝杠上的两个螺母的凸缘处，在中间加垫片。垫片 的厚度是螺编号： 桂林电子科技大学信息科技学院 毕业设计 (论文 )任务书 题 目： 三自由度工作台设计 院 （系）： 机电工程 系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 桂林电子科技大学 姓 名： 唐 良 宝 职 称： 教 授 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2013 年 11 月 25 日 8 注： 1、本任务书一式两份，一份院或系留存，一份发给学生，任务完成后附在 说明书内。 2、任务书均要求 双面打印 ，打印字体和字号按照本科生毕业设计（论文）统一格式的规定执行。 3、以下标题为四号仿宋体，正文中文用小四宋体，英文用小四 期采用阿拉伯数字。 4、“一、毕业设计（论文）的内容、要求”位于页面最顶端，“任务下达时间”位于新 页面最顶端。 一、毕业设计（论文）的内容、要求 内容： 1、按照毕业设计课题的任务和要求，明确研究思路和方向；在广泛调研、收集资料后，完成 三自由度工作台 多种方案设计（两种以上设计方案） 。通过分折、比较、论证，选出最佳设计方案。 2、完成 三自由度工作台 总装配图设计 , 主要零、部件的设计与强度校核。 3、完成部分零件工作图（公差 ,形位公差等）。（具体由指导老师指定）。 3、完成 2 万字符的原版英文文献翻译、完成两万字的毕业设计论文。 4、完成 三自由度工作台 的单片机控制系统硬件配 置图。 5、完成 三自由度工作台 的使用和维护说明书。 二、毕业设计（论文）的要求与数据 要求 ： 1、该 工作台作 为简单装配线上的传送带，应考虑 工作台 与装配线的配合与衔接（如高度、 工作台 的分度时间等）。 2、对 工作台 的关键零件进行必要强度和刚度校核。 3、要求能捡测 工作台 分度是否准确到位，若捡测分度没有准确到位，及时发出反馈信息，调整 工作台 位置。 4、要求 工作台 动作灵敏、分度准确可靠，具有保持准确位置的能力。并要求 工作台 每个工位台具有径向移动功能，让被装配体到送指定位置。 5、要求每个工位台有一定适应性（被 装配体空问尺寸能在一定范围内变动），具体变动范围通适调研后，与老师协商确定。 三、毕业设计（论文）应完成的工作 1、完成该 工作台 的总装配图（应符合机械制图装配图的规范）及该 工作台 与每个工位台配合衔接的原理图。 2、完成导师的指定零件工作图，零件尺寸的公差和形位公差符合规范要求。 3、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文）；毕业设计说明书（论文）的英文摘要必须达 300单词 ；论文格式符合要求。论文中包含的内容有 ： 设计任务、拟定多种方案、分析论证、评价选择的较佳方案、理论分析、强度校核、系统控制原理、 方法、电路配置图、装配图设计及零件设计等。 4、独立完成不少于 2 万字符的指定的（或导师认可的）英文资料翻译（附英文原文复印件）。 5、完成该系统的使用维护说明书一份。 6、绘制工程设计图纸量：折合为 3 张 0 号图纸以上（含 3 张）。 收集的资料及主要参考文献 主要参考文献 ： 1 何国金 ;机械电气自动控制 M;重庆大学出版社 ;2002 年 2 杨平 ,廉仲 ;机械电子工程设计 M;国防工业出版社 ;2001 年 3 陆祥生 ;机械手 M;中国铁道出版社 ;4 胡汉才 编著 ,单片机原理及其接口技术 ，北京：清华大学出版社， 1996 5李允文主编 工业机械手设计 M械工业出版社 1998 6孙波主编；何万库等机械专业毕业设计宝典 M安电子科技大学出版社， 2008 7宋殷主编机床夹具设计 M：华中理工大学出版社， 8叶伟昌主编机械工程及自动化简明设计手册 M械工业出版社， 2001 9张建民等编机电一体化系统设计 M京理工大学出版社，2006 10in 、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备及条件 硬件：计算机一台 任务下达时间： 2013 年 12 月 17 日 毕业设计开始与完成时间： 2013 年 12 月 17 日至 2014 年 05 月 26 日 组织实施单位： 教研室主任意见： 签字： 2013 年 12 月 14 日 院领导小组意见： 签字： 2013 年 12 月 16 日 2014年机电工程系毕业设计 (论文 )进度计划表 学生学号： 姓名： 序号 起止日期 计划完成内容 实际完成内容 检查日期 检查人签名 1 悉毕业设计课题内容 ，明确选题的方向 2 泛收集、查阅相关文献资料，完成开题报告 3 找外文资料，并选择 4 万字符的原版外文资料或文献，并开始翻译 4 本完成翻译 4 万字符的原版外文资料 5 体方案的构思，设计多种方案，从中选择最合适的一种设计方案 6 单元结构选型设计，进行必要理论分折与计算 7 续进行各单元结构设计、 分析计算 8 本完成主要单元结构设计、分析计算 (本表同时作为指导教师对学生的 16次考勤记录 ) 2014年机电工程系毕业设计进度计划表（续） 学生姓名： 学号： 序号 起止日期 计划完成内容 实际完成内容 检查日期 检查人签名 9 制总装配图 10 成部分机构、零件工作 图 11 理资料，开始撰写毕业设计论文 12 写毕业设计论文 13 步完成毕业设计论文 14 行毕业设计论文的审核 15 文的修改、定稿、打印、装订毕业论文 16 成毕业设计，提交论文 ， 准备毕业答辩 任务下达时间 ： 2013 年 12 月 17 日 (本表同时作为指导教师对学生的 16次考勤记录 ) 附件 1：外文资料翻译译文 应用 坐标测量机的机器人运动学姿态的标定 这篇文章报到的是用于机器人运动学标定中能获得全部姿态的操作装置 坐标测量机（ 运动学模型由于操作器得到发展 , 它们关系到基坐标和工件。 工件姿态是从实验测量中引出的讨论 , 同样地是识别方法学。允许定义观察策略的完全模拟实验已经实现。实验工作的目的是描写参数辨认和精确确认。用推论原则的那方法能得到在重复时近连续地校准机器人。 关键字：机器人标定 坐标测量 参数辨认 模拟学习 精确增进 1. 前言 机器手有合理的重复精度 (而知名 , 但仍有不好的精确性 (米 )。为了实现机器手精确性，机器人可能要校准也是好理解 。 在标定过程中， 几个连续的步骤能够精确地识别机器人运动学参数，提高精确性。这些步骤为如下描述： 1 操作器的运动学模型和标定过程本身是发展，和通常有标准运动学模型的工具实现的。作为结果的模型是定义基于厂商的运动学参数设置错误量 , 和识别未知的 ,实际的参数设置。 2 机器人姿态的实验测量法 (部分的或完成 ) 是拿走为了获得从联系到实际机器人的参数设置数据。 3 实际的运动学参数识别是系统地改变参数设置和 减少在模型阶段错误量的定义。一个接近完成辨认由分析不同中间姿态变量 的微分关系决定： 于是等价转化得： 两者择一 , 问题可以看成为多维的优化问题，这是为了减少一些定义的错误功能到零点，运动学参数设置被改变。这是标准优化问题和可能解决用的众所周知的 方法。 4 最后一步是机械手控制中的机器人运动学识别和在学习之下的硬件系统的详细资料。 包含实验数据的这张纸用于标度过程。 可获得的几个方法是可用于完成这任务 , 虽然他们相当复杂，获得数据需要大量的成本和时间。这样的技术包括使用可视化的和自动 化机械 ，伺服控制激光干涉计，有关声音的传感器和视觉传感器 。理想测量系统将获得操作器的全部姿态 (位置和方向 )，因为这将合并机械臂各个位置的全部信息。上面提到的所有方法仅仅用于唯一部分的姿态 , 需要更多的数据是为了标度过程到进行。 2理论 文章中的理论描述，为了操作器空间放置的各自的位置，全部姿态是可测量的，虽然进行几个中间测量，是为了获得姿态。测量姿态使用装置是坐标测量机 (它是三轴的，棱镜测量系统达到 器人操作器是能校准的， 60，放置接近于 殊的操作装置 能到达边缘。图 1显示了系统不同部分安排。在这部分运动学模型将是发展 , 解释姿态估算法，和参数辨认方法。 动学的参数 在这部分，操作器的基本运动学结构将被规定，它关系到完全坐标系统的讨论 , 和终点模型。从这些模型，用于可能的技术的运动学参数的识别将被规定，和描述决定这些参数的方法。 那些基础的模型工具用于描写不同的物体和工件操作器位置空间的关系的方法是 调整计划，停泊处 和当二连续的接缝轴是名义上地平行的用于说明不相称模型 。如图 2 这中方法存在于物体或相互联系的操作杆结构中，和运动学中需要从一个坐标到另一个坐标这种同类变化是被定义的。这种变化是相同形式的 上面的关系可以解释通过四个基本变化操作实现坐标系 有需要找到与前一个的关系的四个变化是必需的，在那个时候连续的轴是不平行的，n定义为零点。 当应用于一个结构到下一个结构的等价变化坐标系与更改 们将被书写成矩阵元素实现运动学参数功能的矩阵形状。这些参数是变 化的简单变量：关节角n，连杆偏置连杆长度角n，矩阵通常表示如下： 对于多连接的 , 例如机械操作臂 ,各自连续的链环和两者瞬间的位置描写在前一个矩阵变化中。这种变化从底部链环开始到第 图 3表示出 全坐标 系和工具结构。变化从世界坐标系到机器人底部结构需要仔细考虑过，因为潜在的参数取决于被选择的改变类型。考虑到图 4,世界坐标,，在 , 标,是 标 111 , 我们感兴趣的是从世界坐标到 111 , 需的最小的参数数量 。实现这种变化有两种路径：路径 1，从,到000 , 着从000 , ,的变化将牵连二个参数 和 d 的变化 图 3 图 4 最后，另外从,到 111 , 和 两个参数是关于轴 1d 和 d 是沿着轴 此，用这路径它需要从世界坐标到 径 2，同样 地二中择一，从世界坐标到底部结构坐标,的 变化可以是直接定义。因此坐标变换需要六个参数，如 下面是从,到 111 , 1 与 ,相关联，1d 与 , 相关联 ，减少成两个参数。很显然这种路径和路径 1一样需要八个参数，但是设置不同。 上面的方法可能使用于从世界坐标系到 构的移动中。在这工作中，选择路径 2。工具改变引起需要六个特殊参数的改变的 用于运动学模型的参数总数变成 30，他们定义于表 1 认方法学 运动学的参数辨认将是进行多维的消去过程 , 因此避免了雅可比系统的标定，过程如下： 1. 首先假设运动学的参数 , 例如标准设置。 2. 为选择任意关节角的设置。 3. 计算 操作器。 4. 测量 常标准的和预言的位姿将是不同的。 5. 为了最好使预言位姿达到标准的位姿，在整齐的方式更改运动学的参数。 这个过程应用于不是单一的关节角设置而是一定数量的关节角，与物理测量数量等同的全部关节角设置是需要，必须满足 在这儿： 文章中，给定了自由度的数量，赠值为 因此全部位姿是测量的。在实践中，更多的测量应该是在实验测量法去掉补偿结果。优化程序使用命名为 标准库功能的 姿测量法 显然它是从上面的方法确定 种方法现在将详细地描写。如图 5所示，末端操作器由五个确定的工具组成。 考虑到借助于工具坐标和世界坐标中间各个坐标的形式，如图 6 这些坐标的关系如下： ,关于世界 坐标 结构的第 标 结构第 设定 量出 ,然后算出 T，使用于在标定过程的位姿的测量。它是不会很简单，但是不可能由等式 (11)反求出 T。上面的过程由四个球 A, B, 来实现，如下： 或为 由于 P, 全部相符合，反解求的位姿矩阵 在实践中当 于 确的测量三个球，第四球根据十字相乘可以获得 考虑到决定的球中心坐标的是基于球表面点的测量 ,没有分析可获到的程序。 另外，数字优化的使用是为了求惩罚函数的最小解 这里 ),( 确定球中心， ),(i 个 球表面点 的坐标且 r 是 球 的半径。在测试过程中，发现只测量四个表面上的点来确定中心点是非常有效的。 1. 器人概述 这是出现在古代早期机器人和对科研进入二十世纪机器人的基础上发展中，随着计算机和自动化技术的发展，特别是在 1946 年第一台数字电子计算机，因为计算 机的出现取得了惊人的进展，以高速，高容量，低价格方向。同时，促进技术进步的大规模自动化生产的迫切需求，为机器人的发展奠定了基础。另一方面，核技术的研究需要一定的操作机械代替人处理放射性物质。在这其中要求的背景下，美国于 1947 年开发， 1948 年和远程控制机器人开发机械主从机械手。 从美国开始开发机器人第一。 1954 年美国首先提出的磨损沃尔玛，以及为申请专利的工业机器人的概念。这项专利的一点是利用机器人关节伺服控制技术，使用机械手的动作，机器人可以实现。教学动态记录和回放。这就是所谓的示范再现机器人。现有的 机器人使用这种控制方式之一。 1958 年联合国防治公司研制出第一台机械手铆机器人。作为机器人产品最早的实用机型（示范再现）是 1962 年美国的 司推出的 “和 司推出的 “。这些工业机器人主要由类似人的手和胳膊谁组成它可以代替苦役，以实现生产的机械化和自动化，可以在有害环境下工作，保护人身安全，因而广泛应用于机械制造，冶金，电子，光工业和原子能等部门。 工业机器人 机械本体），控制器，伺服驱动系统和检测传感器，使其成为一个人形操作，全自动 控制，可重复编程，可在三维空间中完成机电一体化自动化生产设备的各种任务。特别适合于多品种，柔性生产批量变化。它以帮助稳定，提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品更新速度快起着极其重要的作用。 机器人技术与计算机，控制论，组织学习，信息和传感技术，人工智能，仿生学科学和高新技术的集成和新技术的形成，是一个非常活跃的当代研究应用越来越广泛。机器人的应用，是一个国家的工业自动化水平的重要标志。 机器人而不是简单意义上的劳动，但全面的人际交往能力代替人工和机械的，电子机械，已经到了快速反应和分析判断能力，环 境条件的人专业的化身，而 机器可能会更长期限工作，精度高和抗恶劣环境的能力，在某种意义上，它也是机器进化的产物的过程中，它是重要的工业和行业的生产和服务，而且还设置了先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 机械手是模仿手中行动的一部分，根据给定的计划，跟踪和要求获取，处理或自动机械设备操作。在工业生产的工业机器人的应用程序称为 “ 机器人 ” 。机械手的应用程序可用于提高生产的自动化生产和劳动生产率水平：能减轻劳动强度，保证产品质量，实现安全生产，特别是在高温，高压，低温，低压，粉尘，易爆，有毒气体和辐射等恶劣环 境，它代替人的正常工作，意义更加重大。因此，在机械加工，冲压，铸造，锻造，焊接，热处理，电镀，喷漆，装配，轻工，交通等越来越广泛引用。 操纵器的结构简单，特异性形式开始，对于机床的强烈只饲养，并连接到计算机的专用机械手。随着工业技术的发展，由一个独立的程序控制实现多次操作，适用范围较广 “ 计划控制的一般操纵国 ” ，或一般机械手。由于一般的机械手可以迅速改变工作程序，良好的适应性，因此它继续改造中，小批量生产的产品得到广泛引用。 2. 加强的机械手 1）执行器 手 即与物体接触部分。由于与物体接触形式的不同，可分为吸附 型和夹紧手中。夹持式手的手指（或爪子）和动力传动机构构成。手指与组件对象的直接接触，共同的手指运动形式已搬回到和平的转变。回到结构简单，便于手指等应用组件制造，广泛应用于翻译类型，改造，其原因是那么复杂的结构，但翻译式循环部分，手指夹紧工件直径变化不影响其轴线位置，因此适当的夹持直径变化范围工件。 手指抓住对象的结构取决于表面形状，引起部分（内孔的个人资料或）和物体的重量和尺寸。通用是指一个单位，形成 V 形手指表面：剪辑类型里面有支护形式 ;指数型双指按类型和双指型等手， 但是，传力机构产生锁模力由手指来完成任 务。把对象剪辑输电机构：越是常用类型的滑动通道，连杆杠杆式，杠杆式锥齿轮，类型，螺母大写和，下，键入弹簧式和重力式，等 封闭式手工制作由 主，它是依靠吸附力（如在卡盘或形成负压电吸磁）吸附对象，相应的负压吸附手上和电磁盘两个吸盘种。 对于轻小片零件，光滑板材通常与负压吸 料。的方式造成负压吸风和真空泵的类型。 为了指导磁环型和有洞的盘子，有这样的板等部件（网格，通常使用电磁吸盘吸材料。 电磁吸力由直流磁铁和生产。通信电磁铁。 负压 电磁 收电荷，它的形状，数 量，吸盘吸附大小，根据吸附物体的形状，大小和重量的大小而定。 此外，根据特殊需要，手和勺子类型（如铸造机械手倒袋的一部分），乔类型（如冷齿机上下料机械手的手）的类型。 腕 手和手臂连接的部件，可用于调节抓住对象（即姿势）的立场。 手臂 手臂是支持捕获的对象，手，手腕的一个重要组成部分。 作用是推动抓住物体和手指的处理，以预定的要求指定的位置。机械臂移动工业经常驾驶臂（如油缸，气缸，齿条和齿轮机构，连杆机构，螺旋机构及凸轮机构等）和驱动源（如液压和气动或电机等）的组成部分为了实现各种运动联合兵种。 或 者在伸缩臂升降运动，以防止周边的轴旋转，需要一个引导设备，以确保在正确的方向运动手指。此外，定位装置可以携带武器的弯矩和扭矩转弯时或在启动时，在瞬间产生的惯性制动臂的运动，使运动部件的应力状态非常简单。 定位装置的结构形式，常用的有：单汽缸，双圆柱型，四缸和 V 形槽，燕尾槽等为主的形式。 支柱 支柱是支持手臂部分，也可以是支柱手臂和手臂转动和升降运动（或沥青）运动是和支柱紧密相连的一部分。机械手通常设定为固定的，但由于工作需要，有时也可以横向移动，即所谓将移动式酒吧。 步行机构 当需要完成的工业机器人远程操作 ，或扩大使用范围，同样的座位安装辊，铁路等，以实现机器的运动流动机制。工业机器人滚筒式可分为声音的流动机制及两个手推车。驱动辊议案应额外的机械传动装置。 机架 机械手的座位是基础件，机械手驱动器组件和驱动系统安装在待命，所以支持和链接的作用。 2）驱动系统 驱动系统是工业机器人的驱动动力装置驱动器的运动，通常由电源，控制调节装置和辅助设备组成。驱动控制系统的液压传动，气压传动，电力传动和机械传动等形式使用 4 . 3）控制系统 控制系统主要是由工业机器人运动系统的要求。目前，工业机器人的过程控制系统和通用电 气定位（或机械停止件定位）系统的控制系统。控制系统具有电气控制和喷射控制两种，它支配着机械手运动规定的程序进行，根据人民和操纵指令信息（如龙猫，轨迹，运动速度和时间）内存，并根据控制系统的信息化教学的行政机构，并在必要时，运动时的机械手操作监视，任何错误或故障报警信号 . 4）位置检测装置 控制机械手器的位置，并保持执行机构的实际位置反馈运动控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统调整，从而使执行器一定的精度达到设定位置。 类 工业机器人有许多种，对于分类问题，目前 在中国，而不是在这个临时统一分级使用范围，驱动模式和分类控制系统等标准据公用事业百分之机器人可分为专用机械手和通用机械手两种： 械手 它是连接到主机，并没有固定的独立的控制系统机制的方案。用行动专用机械手，减少工作对象单一，结构简单，运行可靠，成本低的特点，例如自动机，自动生产线机器人排放和 加工中心 “ 批量自动化生产的自动刀具更换机械臂适合大子公司 。 这是一个独立的控制系统，程序变量，一种机械手动作灵活。通过调整，可在不同的场合，驱动系统和晶格性能范围内使用，它的行动方 案是可变的，控制系统是独立的。通用机械手的工作范围，更高的精度和通用性，适用于中，小批量改变自动化生产。 一般根据控制机械手可分为简单的类型和定位伺服式两种不同的方式分为：简单型 “ 开幕式和闭幕式 ” 型控制定位，只能是位置控制：伺服类型伺服系统，可点位控制系统，还可以实现连续伺服控制路径控制的一般模型 纵属于 。 1）根据驱动方式分 基于液压驱动机械手运动的执行机构。其主要特点是：捕捉几百公斤，传动平稳，结构紧凑，行动迅速的重量。但对密封装置的要求，否则漏油严格的机械手的工作性能有很 大影响，而不是在高温下，低温工作。如果采用电动液压伺服驱动系统机械手，可以实现连续轨迹控制，使机械手，但普遍扩大电液伺服阀的制造精度，机油滤清器，严格的成本是很高的。 基于压缩空气来驱动执行器的机械手运动的压力。其主要特点是：媒体资源极为方便，输出力小，气动行动迅速，结构简单，成本低廉。然而，由于空气可压缩特性，工作速度，稳定性差，低气压的影响，渔获量一般在 30 公斤以下的重量，在相同条件下它捕获比液压机械手的结构，高速很合适轻负荷，高温度和灰尘的工作环境英寸大 即机械传动（如凸轮，连杆，齿轮和齿条，间歇机制等）驱动的机器人。它是一种特殊的工作主机连接到机器人，它的功率是由加工机械通过。其主要特点是准确可靠，动作频率的议案，但结构比较大，行动计划不变。它往往是用来工作和主机放电。 也就是说，有特殊的结构感应电机，直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构的机械手运动，因为不需要在中间的变化，因此机械结构简单的组织。机械手，直线电机的速度和长途旅行的运动之一，维护和使用方便。这种机器人还小，但有希望。 3）根据控制方式分 它的运动之间的点 至点的移动，只有在这个过程中几个点的位置控制运动的空间，无法控制其运动轨迹。如果你想控制点，你必须增加超过了电气控制系统的复杂性更多。特殊和一般工业机器人目前使用的是这样。 它的任何空间连续的曲线轨迹，其特点是集无限的，整个移动过程控制，可以实现平稳和准确的动作，使用范围点，但电控系统是复杂的。这种工业机器人的一种普遍使用小型计算机控制。 四，
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