资源目录
压缩包内文档预览：
编号：778465
类型：共享资源
大小：3.16MB
格式：RAR
上传时间：2016-09-16
上传人：hon****an
认证信息
个人认证
丁**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
30
积分
- 关 键 词：
-
数控机床
上下
机械手
设计
- 资源描述：
-
该方案是数控机床上下料机械手设计，设计要求搬运的加工工件的质量达30KG，且长度达500MM，同时考虑到数控机床布局的具体形式及对机械手的具体要求，考虑在满足系统工艺要求的前提下，尽量简化结构，以减小成本、提高可靠度。该机械手在工作中需要3种运动,其中手臂的伸缩和立柱升降为两个直线运动,另一个为手臂的回转运动,综合考虑，机械手自由度数目取为3，坐标形式选择圆柱坐标形式，即一个转动自由度两个移动自由度，其特点是:结构比较简单,手臂运动范围大,且有较高的定位准确度。
机械手工艺过程与控制要求：机械手的动作有水平手臂的伸缩，垂直手臂的升降，执行手爪的加紧与松开以及腰部的旋转。其中，垂直升降和水平伸缩有液压实现驱动。而液压缸又由相应的电磁阀控制。其中，升降分别由双线圈的两位电磁阀控制，例如，当下降电磁阀通电时，机械手下降；当下降电磁阀断电时，机械手下降停止。只有当上升电磁阀通电时，机械手才上升；而当上升电磁阀断电时，机械手上升停止。而水平方向的伸缩主要由电液伺服阀、伺服驱动器、感应式位移传感器构成的回路进行调节控制。而执行手爪的加紧与放松，通过柱塞缸与齿轮来实现。柱塞缸由单线圈的电磁阀（夹紧电磁阀）来控制，当线圈不通电时，柱塞缸不工作，当线圈通电时，柱塞缸工作冲程，手爪张开，柱塞缸工作回程，手爪闭合。
当机械手旋转到机床上方时并准备下降进行上下料工作时，为了确保安全，必须在机床停止工作并发出上下料命令时，才允许机械手下降进行作业。同时，从工件料架上抓取工件时，也要先判断料架上有无工件可取。
- 内容简介：
-
姓名： 安兴伟 任务下达日期： 2006 年 3 月 13 日 设计（论文）开始日期： 2006 年 3 月 13 日 设计（论文）完成日期： 2006 年 6 月 20 日 一、设计（论文）题目 ： 数控机床上下料机械手 设计 二、专题题目： 高速切削的数控加工工艺 三、设计的目的和意义： 通过对机械设计制造及其自动化专业机制方向大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的检测、控制仪器的制作，能够充分、完整地体现电子信息工程专业类毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论到实践的有机结合。本设计能够广泛应用于家庭、车站、码头、医疗机构等需要对人体温度进行实时检测的 场所，满足用户对体温实时测试的要求，并能够对体温进行实时显示和对体温异常现象进行报警。目前，本设 计的国内外研究及应用主要体现在 2003 年全国抗击“非典”期间，清华大学深圳研究所研制的“红外数字体温计”以及同时期出现的国内其他生产厂家制作的“数字遥感体温计”。 四、设计（论文）主要内容： （ 1） 机械手 的整体结构设计及其总装图 、液压 系统 图和 线图 以及具体零件图的绘制（ 一 张零号图， 三 张一号图，二 张二号图，合计三张零号图）（ 2）具体设计过程及其合理性的文字说明。 五、设计目标 ： 完成 对 机械手 的总体结构设计，主要是设计合理的 液压传动系统，以及 制程序 ， 能合理地 控制机械手上下料。 六 、进度计划： 2006 年 3 月 13 日至 3 月 31 日进行为期 3周的生产实习； 4 月 1 日至 4 月 20 日完成对设计题目的资料收集与查询； 4 月 21 日至 5 月 31 日完成对 设计图纸的绘制 ； 6 月 1 日至 6 月 20 日完成 毕业设计说明书的编写 ； 6月 21 日至 6 月 24 日最后的审稿及说明书和图纸的打印 。 七、参考文献资料： 1 付永领 , 王岩 , 裴忠才 . 基于 线液压喷漆机器人控制系统设计与实现 . 机床与液压 . 2003, (6): 9092 2 丁又青 , 朱新才 . 一种新型型钢翻面机液压系统设计 . 机床与液 . 2003, (5): 128129 3 刘剑雄 , 韩建华 . 物流自动化搬运机械手机电系统研究 . 机床与液压 . 2003, (1): 126128 4 徐轶 , 杨征瑞 , 朱敏华 , 温齐全 . 电液比例与伺服控制系统中的应用 . 机床与液压 . 2003, (5): 143144 5 胡学林 . 可编程控制器 (基础篇 ). 北京 : 电子工业出版社 , 2003. 6 胡学林 . 可编程控制器 (实训篇 ). 北京 : 电 子工业出版社 , 2004. 7 孙兵 , 赵斌 , 施永康 . 基于 机械手混合驱动控制 . 液压与气动 . 2005, (3): 3739 8 孙兵 , 赵斌 , 施永康 . 物料搬运机械手的研制 . 机电一体化 . 2005, (2): 4345 9 王田苗 , 丑武胜 . 机电控制基础理论及应用 . 北京 : 清华大学出版社 , 2003. 10 李建勇 . 机电一体化技术 . 北京 : 科学出版社 , 2004. 11 王孙安 , 杜海峰 , 任华 . 机械电子工程 . 北京 : 科学出版社 ,2003. 12 张启玲 , 何玉安 . 气动控制称量包装装置中的应用 . 液压与气动 . 2005, (1): 3133 13 赵文 . 数字控制技术在龙门刨床电控系统中的应用 . 电气传动 . 2005. 35 卷 (3): 5557 14 沈兴全 , 吴秀玲 . 液压传动与控制 . 北京 : 国防工业出版社 , 2005. 15 王宪军 , 赵存友 . 液压传 动 . 哈尔 滨 : 哈尔滨工程大学出版社 , 2002. 16 徐灏等 . 机械设计手册 . 第 5 卷 . 北京 : 机械工业出版社 , 2000. 17 陈铁鸣 , 王连明 , 王黎钦 . 机械设计 (修订版 ). 哈尔 滨 : 哈尔滨工业大学出版社 , 2003. 18 邓星钟 . 机电传动控制 (第三版 ). 武汉 : 华中科技大学出版社 , 2001. 19 西门子自动化与驱动集团 (G). 统手册 . 2002. 20 蔡行健 . 深入浅出西门子 北京 : 北京航空航天大学出版社 , 2003. 22 张利平 . 现代液压技术应用 220 例 . 化学工业出版社 , 2004. 23 高西林 . 锻床上料机械手 . 轻工机械 . 2001, (2): 24 李春波 , 王大明 , 李哲 , 王祖 温 . 制的气动上下料机械手 . 液压气动与密封 , 1999. 12. (6): 2124 25 尹自荣 , 熊晓红 , 骆际焕 , 王建坤 . 数控上下料机械手的研究及应用 . 锻压机械 . 1994, (6): 35 26 张波 , 李卫民 , 尚锐 . 多功能上下料用机械手液压系统 . 2002， (8): 3132 27 侯沂 , 刘涛 . 装卸机械手设计研究 . 机械 . 2004, 第 31 卷 (6): 5354 28 叶爱芹 , 袁金强 . 机械手控制系统中的应用 . 安徽技术师范学院学报 . 2001, 15 卷 (4): 64 65 29 王会香 , 孙全颖 . 自动涂胶机械手的 制 . 哈尔滨理工大学学报 . 2002， 7 卷 (5): 1618 30 潘沛霖 , 杨宏 , 高波 , 吴伟光 . 四自由度折叠式机械手的结构设计与分析 1994, 26 卷 (4): 9095 31 刘新一 . 多工位自动冲床机械手控制器设计 . 广州大学学报（综合版） . 2000, 第 14 卷 (3): 1920 32 吉爱国 , 冯汝鹏 , 郭伟 , 张锦江 . 计算机在机械手控制中的应用 . 机械与电子 . 1996, (6): 89 指 导 教 师： 院（系）主管领导： 年 月 日 1第 第 第 第 1章 章 章 章 绪 论 绪 论 绪 论 绪 背 景选 题 背 景选 题 背 景选 题 背 景机 械 手 是 在 自 动 化 生 产 过 程 中 使 用 的 一 种 具 有 抓 取 和 移 动 工 件功 能 的 自 动 化 装 置 ， 它 是 在 机 械 化 、 自 动 化 生 产 过 程 中 发 展 起 来 的一 种 新 型 装 置 。 近 年 来 ， 随 着 电 子 技 术 特 别 是 电 子 计 算 机 的 广 泛 应用 ， 机 器 人 的 研 制 和 生 产 已 成 为 高 技 术 领 域 内 迅 速 发 展 起 来 的 一 门新 兴 技 术 ， 它 更 加 促 进 了 机 械 手 的 发 展 ， 使 得 机 械 手 能 更 好 地 实 现与 机 械 化 和 自 动 化 的 有 机 结 合 。 机 械 手 能 代 替 人 类 完 成 危 险 、 重 复枯 燥 的 工 作 ， 减 轻 人 类 劳 动 强 度 ， 提 高 劳 动 生 产 力 。 机 械 手 越 来 越广 泛 的 得 到 了 应 用 ， 在 机 械 行 业 中 它 可 用 于 零 部 件 组 装 ， 加 工 工 件的 搬 运 、 装 卸 ， 特 别 是 在 自 动 化 数 控 机 床 、 组 合 机 床 上 使 用 更 普 遍 。目 前 ， 机 械 手 已 发 展 成 为 柔 性 制 造 系 统 性 制 造 单 元 个 重 要 组 成 部 分 。 把 机 床 设 备 和 机 械 手 共 同 构 成 一 个 柔 性 加 工系 统 或 柔 性 制 造 单 元 ， 它 适 应 于 中 、 小 批 量 生 产 ， 可 以 节 省 庞 大 的工 件 输 送 装 置 ， 结 构 紧 凑 ， 而 且 适 应 性 很 强 。 当 工 件 变 更 时 ， 柔 性生 产 系 统 很 容 易 改 变 ， 有 利 于 企 业 不 断 更 新 适 销 对 路 的 品 种 ， 提 高产 品 质 量 ， 更 好 地 适 应 市 场 竞 争 的 需 要 。 而 目 前 我 国 的 工 业 机 器 人技 术 及 其 工 程 应 用 的 水 平 和 国 外 比 还 有 一 定 的 距 离 ， 应 用 规 模 和 产业 化 水 平 低 ， 机 械 手 的 研 究 和 开 发 直 接 影 响 到 我 国 自 动 化 生 产 水 平的 提 高 ， 从 经 济 上 、 技 术 上 考 虑 都 是 十 分 必 要 的 。 因 此 ， 进 行 机 械手 的 研 究 设 计 是 非 常 有 意 义 的 。 目 的本 设 计 通 过 对 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 专 业 大 学 本 科 四 年 的 所学 知 识 进 行 整 合 ， 完 成 一 个 特 定 功 能 、 特 殊 要 求 的 数 控 机 床 上 下 料机 械 手 的 设 计 ， 能 够 比 较 好 地 体 现 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 专 业 毕业 生 的 理 论 研 究 水 平 ， 实 践 动 手 能 力 以 及 专 业 精 神 和 态 度 ， 具 有 较强 的 针 对 性 和 明 确 的 实 施 目 标 ， 能 够 实 现 理 论 和 实 践 的 有 机 结 合 。目 前 ， 在 国 内 很 多 工 厂 的 生 产 线 上 数 控 机 床 装 卸 工 件 仍 由 人 工 2完 成 ， 劳 动 强 度 大 、 生 产 效 率 低 。 为 了 提 高 生 产 加 工 的 工 作 效 率 ,降低 成 本 ,并 使 生 产 线 发 展 成 为 柔 性 制 造 系 统 ,适 应 现 代 自 动 化 大 生 产 ,针 对 具 体 生 产 工 艺 ,利 用 机 器 人 技 术 ， 设 计 用 一 台 装 卸 机 械 手 代 替 人工 工 作 ， 以 提 高 劳 动 生 产 率 。 本 机 械 手 主 要 与 数 控 车 床 （ 数 控 铣 床 ， 加 工 中 心 等 ） 组 合 最 终形 成 生 产 线 ， 实 现 加 工 过 程 （ 上 料 、 加 工 、 下 料 ） 的 自 动 化 、 无 人化 。 目 前 ， 我 国 的 制 造 业 正 在 迅 速 发 展 ， 越 来 越 多 的 资 金 流 向 制 造业 ， 越 来 越 多 的 厂 商 加 入 到 制 造 业 。 本 设 计 能 够 应 用 到 加 工 工 厂 车间 ， 满 足 数 控 机 床 以 及 加 工 中 心 的 加 工 过 程 安 装 、 卸 载 加 工 工 件 的要 求 ， 从 而 减 轻 工 人 劳 动 强 度 ， 节 约 加 工 辅 助 时 间 ， 提 高 生 产 效 率和 生 产 力 。 外 研 究 现 状 和 趋 势目 前 ， 在 国 内 外 各 种 机 器 人 和 机 械 手 的 研 究 成 为 科 研 的 热 点 ，其 研 究 的 现 状 和 大 体 趋 势 如 下 ： A 机 械 结 构 向 模 块 化 、 可 重 构 化 发 展 。 例 如 关 节 模 块 中 的 伺 服电 机 、 减 速 机 、 检 测 系 统 三 位 一 体 化 ； 由 关 节 模 块 、 连 杆 模 块 用 重组 方 式 构 造 机 器 人 整 机 。 B 工 业 机 器 人 控 制 系 统 向 基 于 开 放 型 控 制 器 方 向 发 展 ，便 于 标 准 化 、 网 络 化 ； 器 件 集 成 度 提 高 ， 控 制 柜 日 见 小 巧 ， 且 采 用模 块 化 结 构 ； 大 大 提 高 了 系 统 的 可 靠 性 、 易 操 作 性 和 可 维 修 性 。C 机 器 人 中 的 传 感 器 作 用 日 益 重 要 ， 除 采 用 传 统 的 位 置 、 速 度 、加 速 度 等 传 感 器 外 ， 装 配 、 焊 接 机 器 人 还 应 用 了 视 觉 、 力 觉 等 传 感器 ， 而 遥 控 机 器 人 则 采 用 视 觉 、 声 觉 、 力 觉 、 触 觉 等 多 传 感 器 的 融合 技 术 来 进 行 决 策 控 制 ； 多 传 感 器 融 合 配 置 技 术 成 为 智 能 化 机 器 人的 关 键 技 术 。 D 关 节 式 、 侧 喷 式 、 顶 喷 式 、 龙 门 式 喷 涂 机 器 人 产 品 标 准 化 、通 用 化 、 模 块 化 、 系 列 化 设 计 ； 柔 性 仿 形 喷 涂 机 器 人 开 发 ， 柔 性 仿形 复 合 机 构 开 发 ， 仿 形 伺 服 轴 轨 迹 规 划 研 究 ， 控 制 系 统 开 发 ；E 焊 接 、 搬 运 、 装 配 、 切 割 等 作 业 的 工 业 机 器 人 产 品 的 标 准 化 、通 用 化 、 模 块 化 、 系 列 化 研 究 ； 以 及 离 线 示 教 编 程 和 系 统 动 态 仿 真 。总 的 来 说 ， 大 体 是 两 个 方 向 ： 其 一 是 机 器 人 的 智 能 化 ， 多 传 感器 、 多 控 制 器 ， 先 进 的 控 制 算 法 ， 复 杂 的 机 电 控 制 系 统 ； 其 二 是 与 3生 产 加 工 相 联 系 ， 满 足 相 对 具 体 的 任 务 的 工 业 机 器 人 ， 主 要 采 用 性价 比 高 的 模 块 ， 在 满 足 工 作 要 求 的 基 础 上 ， 追 求 系 统 的 经 济 、 简 洁 、可 靠 ， 大 量 采 用 工 业 控 制 器 ， 市 场 化 、 模 块 化 的 元 件 。 原 则在 设 计 之 前 ， 必 须 要 有 一 个 指 导 原 则 。 这 次 毕 业 设 计 的 设 计 原则 是 ： 以 任 务 书 所 要 求 的 具 体 设 计 要 求 为 根 本 设 计 目 标 ， 充 分 考 虑机 械 手 工 作 的 环 境 和 工 艺 流 程 的 具 体 要 求 。 在 满 足 工 艺 要 求 的 基 础上 ， 尽 可 能 的 使 结 构 简 练 ， 尽 可 能 采 用 标 准 化 、 模 块 化 的 通 用 元 配件 ， 以 降 低 成 本 ， 同 时 提 高 可 靠 性 。 本 着 科 学 经 济 和 满 足 生 产 要 求的 设 计 原 则 ， 同 时 也 考 虑 本 次 设 计 是 毕 业 设 计 的 特 点 ， 将 大 学 期 间所 学 的 知 识 ， 如 机 械 设 计 、 机 械 原 理 、 液 压 、 气 动 、 电 气 传 动 及 控制 、 传 感 器 、 可 编 程 控 制 器 （ 、 电 子 技 术 、 自 动 控 制 、 机 械 系统 仿 真 等 知 识 尽 可 能 多 的 综 合 运 用 到 设 计 中 ， 使 得 经 过 本 次 设 计 对大 学 阶 段 的 知 识 得 到 巩 固 和 强 化 ， 同 时 也 考 虑 个 人 能 力 水 平 和 时 间的 客 观 实 际 ， 充 分 发 挥 个 人 能 动 性 ， 脚 踏 实 地 ， 实 事 求 是 的 做 好 本次 设 计 。 第 第 第 第 2章 章 章 章 设 计 方 案 的 论 证设 计 方 案 的 论 证设 计 方 案 的 论 证设 计 方 案 的 论 手 的 总 体 设 计机 械 手 的 总 体 设 计机 械 手 的 总 体 设 计机 械 手 的 总 体 设 手 总 体 结 构 的 类 型机 械 手 总 体 结 构 的 类 型机 械 手 总 体 结 构 的 类 型机 械 手 总 体 结 构 的 类 型工 业 机 器 人 的 结 构 形 式 主 要 有 直 角 坐 标 结 构 ， 圆 柱 坐 标 结 构 ，球 坐 标 结 构 ， 关 节 型 结 构 四 种 。 各 结 构 形 式 及 其 相 应 的 特 点 ， 分 别介 绍 如 下 。 坐 标 机 器 人 结 构直 角 坐 标 机 器 人 的 空 间 运 动 是 用 三 个 相 互 垂 直 的 直 线 运 动 来 实现 的 ， 如 图 由 于 直 线 运 动 易 于 实 现 全 闭 环 的 位 置 控 制 ， 所 以 ，直 角 坐 标 机 器 人 有 可 能 达 到 很 高 的 位 置 精 度 （ m 级 ） 。 但 是 ， 这 种直 角 坐 标 机 器 人 的 运 动 空 间 相 对 机 器 人 的 结 构 尺 寸 来 讲 ， 是 比 较 小的 。 因 此 ， 为 了 实 现 一 定 的 运 动 空 间 ， 直 角 坐 标 机 器 人 的 结 构 尺 寸要 比 其 他 类 型 的 机 器 人 的 结 构 尺 寸 大 得 多 。 4直 角 坐 标 机 器 人 的 工 作 空 间 为 一 空 间 长 方 体 。 直 角 坐 标 机 器 人主 要 用 于 装 配 作 业 及 搬 运 作 业 ， 直 角 坐 标 机 器 人 有 悬 臂 式 ， 龙 门 式 ，天 车 式 三 种 结 构 。 坐 标 机 器 人 结 构圆 柱 坐 标 机 器 人 的 空 间 运 动 是 用 一 个 回 转 运 动 及 两 个 直 线 运 动来 实 现 的 ， 如 图 这 种 机 器 人 构 造 比 较 简 单 ， 精 度 还 可 以 ， 常用 于 搬 运 作 业 。 其 工 作 空 间 是 一 个 圆 柱 状 的 空 间 。 标 机 器 人 结 构球 坐 标 机 器 人 的 空 间 运 动 是 由 两 个 回 转 运 动 和 一 个 直 线 运 动 来实 现 的 ， 如 图 这 种 机 器 人 结 构 简 单 、 成 本 较 低 ， 但 精 度 不 很高 。 主 要 应 用 于 搬 运 作 业 。 其 工 作 空 间 是 一 个 类 球 形 的 空 间 。 型 机 器 人 结 构关 节 型 机 器 人 的 空 间 运 动 是 由 三 个 回 转 运 动 实 现 的 ， 如 图 节 型 机 器 人 动 作 灵 活 ， 结 构 紧 凑 ， 占 地 面 积 小 。 相 对 机 器 人 本 体尺 寸 ， 其 工 作 空 间 比 较 大 。 此 种 机 器 人 在 工 业 中 应 用 十 分 广 泛 ， 如焊 接 、 喷 漆 、 搬 运 、 装 配 等 作 业 ， 都 广 泛 采 用 这 种 类 型 的 机 器 人 。关 节 型 机 器 人 结 构 ， 有 水 平 关 节 型 和 垂 直 关 节 型 两 种 。图 2 机 器 人 坐 标 形 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案 5图 2 到 本 设 计 ， 因 为 设 计 要 求 搬 运 的 加 工 工 件 的 质 量 达 30 长 度 达 50M， 同 时 考 虑 到 数 控 机 床 布 局 的 具 体 形 式 及 对 机 械 手的 具 体 要 求 ， 考 虑 在 满 足 系 统 工 艺 要 求 的 前 提 下 ， 尽 量 简 化 结 构 ，以 减 小 成 本 、 提 高 可 靠 度 。 该 机 械 手 在 工 作 中 需 要 3种 运 动 ,其 中 手臂 的 伸 缩 和 立 柱 升 降 为 两 个 直 线 运 动 ,另 一 个 为 手 臂 的 回 转 运 动 ,综合 考 虑 ， 机 械 手 自 由 度 数 目 取 为 3， 坐 标 形 式 选 择 圆 柱 坐 标 形 式 ， 即一 个 转 动 自 由 度 两 个 移 动 自 由 度 ， 其 特 点 是 :结 构 比 较 简 单 ,手 臂 运 动范 围 大 ,且 有 较 高 的 定 位 准 确 度 。 机 械 手 工 作 布 局 图 如 图 2 。 手 腰 座 结 构 的 设 计机 械 手 腰 座 结 构 的 设 计机 械 手 腰 座 结 构 的 设 计机 械 手 腰 座 结 构 的 设 计进 行 了 机 械 手 的 总 体 设 计 后 ， 就 要 针 对 机 械 手 的 腰 部 、 手 臂 、手 腕 、 末 端 执 行 器 等 各 个 部 分 进 行 详 细 设 计 。 手 腰 座 结 构 的 设 计 要 求机 械 手 腰 座 结 构 的 设 计 要 求机 械 手 腰 座 结 构 的 设 计 要 求机 械 手 腰 座 结 构 的 设 计 要 求工 业 机 器 人 腰 座 ， 就 是 圆 柱 坐 标 机 器 人 ， 球 坐 标 机 器 人 及 关 节型 机 器 人 的 回 转 基 座 。 它 是 机 器 人 的 第 一 个 回 转 关 节 ， 机 器 人 的 运动 部 分 全 部 安 装 在 腰 座 上 ， 它 承 受 了 机 器 人 的 全 部 重 量 。 在 设 计 机器 人 腰 座 结 构 时 ， 要 注 意 以 下 设 计 原 则 ： 6 要 有 足 够 大 的 安 装 基 面 ， 以 保 证 机 器 人 在 工 作 时 整 体 安装 的 稳 定 性 。 要 承 受 机 器 人 全 部 的 重 量 和 载 荷 ， 因 此 ， 机 器 人 的 基 座和 腰 部 轴 及 轴 承 的 结 构 要 有 足 够 大 的 强 度 和 刚 度 ， 以 保 证 其 承 载 能力 。 人 的 腰 座 是 机 器 人 的 第 一 个 回 转 关 节 ， 它 对 机 器 人 末 端的 运 动 精 度 影 响 最 大 ， 因 此 ， 在 设 计 时 要 特 别 注 意 腰 部 轴 系 及 传 动链 的 精 度 与 刚 度 的 保 证 。 的 回 转 运 动 要 有 相 应 的 驱 动 装 置 ， 它 包 括 驱 动 器 （ 电 动 、液 压 及 气 动 ） 及 减 速 器 。 驱 动 装 置 一 般 都 带 有 速 度 与 位 置 传 感 器 ，以 及 制 动 器 。 结 构 要 便 于 安 装 、 调 整 。 腰 部 与 机 器 人 手 臂 的 联 结 要 有可 靠 的 定 位 基 准 面 ， 以 保 证 各 关 节 的 相 互 位 置 精 度 。 要 设 有 调 整 机构 ， 用 来 调 整 腰 部 轴 承 间 隙 及 减 速 器 的 传 动 间 隙 。 减 轻 机 器 人 运 动 部 分 的 惯 量 ， 提 高 机 器 人 的 控 制 精 度 ，一 般 腰 部 回 转 运 动 部 分 的 壳 体 是 由 比 重 较 小 的 铝 合 金 材 料 制 成 ， 而不 运 动 的 基 座 是 用 铸 铁 或 铸 钢 材 料 制 成 。 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案腰 座 回 转 的 驱 动 形 式 要 么 是 电 机 通 过 减 速 机 构 来 实 现 ， 要 么 是通 过 摆 动 液 压 缸 或 液 压 马 达 来 实 现 ， 目 前 的 趋 势 是 用 前 者 。 因 为 电动 方 式 控 制 的 精 度 能 够 很 高 ， 而 且 结 构 紧 凑 ， 不 用 设 计 另 外 的 液 压系 统 及 其 辅 助 元 件 。 考 虑 到 腰 座 是 机 器 人 的 第 一 个 回 转 关 节 ， 对 机械 手 的 最 终 精 度 影 响 大 ， 故 采 用 电 机 驱 动 来 实 现 腰 部 的 回 转 运 动 。一 般 电 机 都 不 能 直 接 驱 动 ， 考 虑 到 转 速 以 及 扭 矩 的 具 体 要 求 ， 采 用大 传 动 比 的 齿 轮 传 动 系 统 进 行 减 速 和 扭 矩 的 放 大 。 因 为 齿 轮 传 动 存在 着 齿 侧 间 隙 ， 影 响 传 动 精 度 ， 故 采 用 一 级 齿 轮 传 动 ， 采 用 大 的 传动 比 （ 大 于 10） ， 同 时 为 了 减 小 机 械 手 的 整 体 结 构 ， 齿 轮 采 用 高 强度 、 高 硬 度 的 材 料 ， 高 精 度 加 工 制 造 ， 尽 量 减 小 因 齿 轮 传 动 造 成 的误 差 。 腰 座 具 体 结 构 如 图 2 ： 7图 2 结 构 手 手 臂 的 结 构 设 计机 械 手 手 臂 的 结 构 设 计机 械 手 手 臂 的 结 构 设 计机 械 手 手 臂 的 结 构 设 手 手 臂 的 设 计 要 求机 械 手 手 臂 的 设 计 要 求机 械 手 手 臂 的 设 计 要 求机 械 手 手 臂 的 设 计 要 求机 器 人 手 臂 的 作 用 ， 是 在 一 定 的 载 荷 和 一 定 的 速 度 下 ， 实 现 在机 器 人 所 要 求 的 工 作 空 间 内 的 运 动 。 在 进 行 机 器 人 手 臂 设 计 时 ， 要遵 循 下 述 原 则 ； 可 能 使 机 器 人 手 臂 各 关 节 轴 相 互 平 行 ； 相 互 垂 直 的 轴 应尽 可 能 相 交 于 一 点 ， 这 样 可 以 使 机 器 人 运 动 学 正 逆 运 算 简 化 ， 有 利于 机 器 人 的 控 制 。 人 手 臂 的 结 构 尺 寸 应 满 足 机 器 人 工 作 空 间 的 要 求 。 工 作 空 间的 形 状 和 大 小 与 机 器 人 手 臂 的 长 度 ， 手 臂 关 节 的 转 动 范 围 有 密 切 的关 系 。 但 机 器 人 手 臂 末 端 工 作 空 间 并 没 有 考 虑 机 器 人 手 腕 的 空 间 姿态 要 求 ， 如 果 对 机 器 人 手 腕 的 姿 态 提 出 具 体 的 要 求 ， 则 其 手 臂 末 端可 实 现 的 空 间 要 小 于 上 述 没 有 考 虑 手 腕 姿 态 的 工 作 空 间 。 8 提 高 机 器 人 的 运 动 速 度 与 控 制 精 度 ， 应 在 保 证 机 器 人 手臂 有 足 够 强 度 和 刚 度 的 条 件 下 ， 尽 可 能 在 结 构 上 、 材 料 上 设 法 减 轻手 臂 的 重 量 。 力 求 选 用 高 强 度 的 轻 质 材 料 ， 通 常 选 用 高 强 度 铝 合 金制 造 机 器 人 手 臂 。 目 前 ， 在 国 外 ， 也 在 研 究 用 碳 纤 维 复 合 材 料 制 造机 器 人 手 臂 。 碳 纤 维 复 合 材 料 抗 拉 强 度 高 ， 抗 振 性 好 ， 比 重 小 （ 其比 重 相 当 于 钢 的 1/4， 相 当 于 铝 合 金 的 2/3） ， 但 是 ， 其 价 格 昂 贵 ， 且在 性 能 稳 定 性 及 制 造 复 杂 形 状 工 件 的 工 艺 上 尚 存 在 问 题 ， 故 还 未 能在 生 产 实 际 中 推 广 应 用 。 目 前 比 较 有 效 的 办 法 是 用 有 限 元 法 进 行 机器 人 手 臂 结 构 的 优 化 设 计 。 在 保 证 所 需 强 度 与 刚 度 的 情 况 下 ， 减 轻机 器 人 手 臂 的 重 量 。 人 各 关 节 的 轴 承 间 隙 要 尽 可 能 小 ， 以 减 小 机 械 间 隙 所 造成 的 运 动 误 差 。 因 此 ， 各 关 节 都 应 有 工 作 可 靠 、 便 于 调 整 的 轴 承 间隙 调 整 机 构 。 人 的 手 臂 相 对 其 关 节 回 转 轴 应 尽 可 能 在 重 量 上 平 衡 ， 这对 减 小 电 机 负 载 和 提 高 机 器 人 手 臂 运 动 的 响 应 速 度 是 非 常 有 利 的 。在 设 计 机 器 人 的 手 臂 时 ， 应 尽 可 能 利 用 在 机 器 人 上 安 装 的 机 电 元 器件 与 装 置 的 重 量 来 减 小 机 器 人 手 臂 的 不 平 衡 重 量 ， 必 要 时 还 要 设 计平 衡 机 构 来 平 衡 手 臂 残 余 的 不 平 衡 重 量 。 人 手 臂 在 结 构 上 要 考 虑 各 关 节 的 限 位 开 关 和 具 有 一 定 缓冲 能 力 的 机 械 限 位 块 ， 以 及 驱 动 装 置 ， 传 动 机 构 及 其 它 元 件 的 安 装 。 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案机 械 手 的 垂 直 手 臂 （ 大 臂 ） 升 降 和 水 平 手 臂 （ 小 臂 ） 的 伸 缩 运动 都 为 直 线 运 动 。 直 线 运 动 的 实 现 一 般 是 气 动 传 动 ， 液 压 传 动 以 及电 动 机 驱 动 滚 珠 丝 杠 来 实 现 。 考 虑 到 搬 运 工 件 的 重 量 较 大 ， 考 虑 加工 工 件 的 质 量 达 30属 中 型 重 量 ， 同 时 考 虑 到 机 械 手 的 动 态 性 能及 运 动 的 稳 定 性 ， 安 全 性 ， 对 手 臂 的 刚 度 有 较 高 的 要 求 。 综 合 考 虑 ，两 手 臂 的 驱 动 均 选 择 液 压 驱 动 方 式 ， 通 过 液 压 缸 的 直 接 驱 动 ， 液 压缸 既 是 驱 动 元 件 ， 又 是 执 行 运 动 件 ， 不 用 再 设 计 另 外 的 执 行 件 了 ；而 且 液 压 缸 实 现 直 线 运 动 ， 控 制 简 单 ， 易 于 实 现 计 算 机 的 控 制 。因 为 液 压 系 统 能 提 供 很 大 的 驱 动 力 ， 因 此 在 驱 动 力 和 结 构 的 强度 都 是 比 较 容 易 实 现 的 ， 关 键 是 机 械 手 运 动 的 稳 定 性 和 刚 度 的 满 足 。因 此 手 臂 液 压 缸 的 设 计 原 则 是 缸 的 直 径 取 得 大 一 点 （ 在 整 体 结 构 允 9许 的 情 况 下 ） ， 再 进 行 强 度 的 较 核 。同 时 ， 因 为 控 制 和 具 体 工 作 的 要 求 ， 机 械 手 的 手 臂 的 结 构 不 能太 大 ， 若 仅 仅 通 过 增 大 液 压 缸 的 缸 径 来 增 大 刚 度 ， 是 不 能 满 足 系 统刚 度 要 求 的 。 因 此 ， 在 设 计 时 另 外 增 设 了 导 杆 机 构 ， 小 臂 增 设 了 两个 导 杆 ， 与 活 塞 杆 一 起 构 成 等 边 三 角 形 的 截 面 形 式 ， 尽 量 增 加 其 刚度 ； 大 臂 增 设 了 四 个 导 杆 ， 成 正 四 边 形 布 置 ， 为 减 小 质 量 ， 各 个 导杆 均 采 用 空 心 结 构 。 通 过 增 设 导 杆 ， 能 显 著 提 高 机 械 手 的 运 动 刚 度和 稳 定 性 ， 比 较 好 的 解 决 了 结 构 、 稳 定 性 的 问 题 。 手 腕 部 的 结 构 设 计机 械 手 腕 部 的 结 构 设 计机 械 手 腕 部 的 结 构 设 计机 械 手 腕 部 的 结 构 设 计机 器 人 的 手 臂 运 动 （ 包 括 腰 座 的 回 转 运 动 ） ， 给 出 了 机 器 人 末 端执 行 器 在 其 工 作 空 间 中 的 运 动 位 置 ， 而 安 装 在 机 器 人 手 臂 末 端 的 手腕 ， 则 给 出 了 机 器 人 末 端 执 行 器 在 其 工 作 空 间 中 的 运 动 姿 态 。 机 器人 手 腕 是 机 器 人 操 作 机 的 最 末 端 ， 它 与 机 器 人 手 臂 配 合 运 动 ， 实 现安 装 在 手 腕 上 的 末 端 执 行 器 的 空 间 运 动 轨 迹 与 运 动 姿 态 ， 完 成 所 需要 的 作 业 动 作 。 人 手 腕 结 构 的 设 计 要 求机 器 人 手 腕 结 构 的 设 计 要 求机 器 人 手 腕 结 构 的 设 计 要 求机 器 人 手 腕 结 构 的 设 计 要 人 手 腕 的 自 由 度 数 ， 应 根 据 作 业 需 要 来 设 计 。 机 器 人 手腕 自 由 度 数 目 愈 多 ， 各 关 节 的 运 动 角 度 愈 大 ， 则 机 器 人 腕 部 的 灵 活性 愈 高 ， 机 器 人 对 对 作 业 的 适 应 能 力 也 愈 强 。 但 是 ， 自 由 度 的 增 加 ，也 必 然 会 使 腕 部 结 构 更 复 杂 ， 机 器 人 的 控 制 更 困 难 ， 成 本 也 会 增 加 。因 此 ， 手 腕 的 自 由 度 数 ， 应 根 据 实 际 作 业 要 求 来 确 定 。 在 满 足 作 业要 求 的 前 提 下 ， 应 使 自 由 度 数 尽 可 能 的 少 。 一 般 的 机 器 人 手 腕 的 自由 度 数 为 2至 3个 ， 有 的 需 要 更 多 的 自 由 度 ， 而 有 的 机 器 人 手 腕 不需 要 自 由 度 ， 仅 凭 受 臂 和 腰 部 的 运 动 就 能 实 现 作 业 要 求 的 任 务 。 因此 ， 要 具 体 问 题 具 体 分 析 ， 考 虑 机 器 人 的 多 种 布 局 ， 运 动 方 案 ， 选择 满 足 要 求 的 最 简 单 的 方 案 。 人 腕 部 安 装 在 机 器 人 手 臂 的 末 端 ， 在 设 计 机 器 人 手 腕 时 ，应 力 求 减 少 其 重 量 和 体 积 ， 结 构 力 求 紧 凑 。 为 了 减 轻 机 器 人 腕 部 的重 量 ， 腕 部 机 构 的 驱 动 器 采 用 分 离 传 动 。 腕 部 驱 动 器 一 般 安 装 在 手臂 上 ， 而 不 采 用 直 接 驱 动 ， 并 选 用 高 强 度 的 铝 合 金 制 造 。 人 手 腕 要 与 末 端 执 行 器 相 联 ， 因 此 ， 要 有 标 准 的 联 接 法 10兰 ， 结 构 上 要 便 于 装 卸 末 端 执 行 器 。 人 的 手 腕 机 构 要 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 ， 以 保 证 力 与 运 动的 传 递 。 有 可 靠 的 传 动 间 隙 调 整 机 构 ， 以 减 小 空 回 间 隙 ， 提 高 传动 精 度 。 各 关 节 轴 转 动 要 有 限 位 开 关 ， 并 设 置 硬 限 位 ， 以 防 止 超限 造 成 机 械 损 坏 。 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案通 过 对 数 控 机 床 上 下 料 作 业 的 具 体 分 析 ， 考 虑 数 控 机 床 加 工 的具 体 形 式 及 对 机 械 手 上 下 料 作 业 时 的 具 体 要 求 ， 在 满 足 系 统 工 艺 要求 的 前 提 下 提 高 安 全 和 可 靠 性 ， 为 使 机 械 手 的 结 构 尽 量 简 单 ， 降 低控 制 的 难 度 ， 本 设 计 手 腕 不 增 加 自 由 度 ， 实 践 证 明 这 是 完 全 能 满 足作 业 要 求 的 ， 3个 自 由 度 来 实 现 机 床 的 上 下 料 完 全 足 够 。 具 体 的 手 腕（ 手 臂 手 爪 联 结 梁 ） 结 构 见 图 2平液压缸支承板手臂手 爪联结 梁执行手爪图 2 联 结 结 手 末 端 执 行 器 （ 手 爪 ） 的 结 构 设 计机 械 手 末 端 执 行 器 （ 手 爪 ） 的 结 构 设 计机 械 手 末 端 执 行 器 （ 手 爪 ） 的 结 构 设 计机 械 手 末 端 执 行 器 （ 手 爪 ） 的 结 构 设 计 1 手 末 端 执 行 器 的 设 计 要 求机 械 手 末 端 执 行 器 的 设 计 要 求机 械 手 末 端 执 行 器 的 设 计 要 求机 械 手 末 端 执 行 器 的 设 计 要 求机 器 人 末 端 执 行 器 是 安 装 在 机 器 人 手 腕 上 用 来 进 行 某 种 操 作 或作 业 的 附 加 装 置 。 机 器 人 末 端 执 行 器 的 种 类 很 多 ， 以 适 应 机 器 人 的不 同 作 业 及 操 作 要 求 。 末 端 执 行 器 可 分 为 搬 运 用 、 加 工 用 和 测 量 用等 。 搬 运 用 末 端 执 行 器 是 指 各 种 夹 持 装 置 ， 用 来 抓 取 或 吸 附 被 搬 运的 物 体 。加 工 用 末 端 执 行 器 是 带 有 喷 枪 、 焊 枪 、 砂 轮 、 铣 刀 等 加 工 工 具 的 机器 人 附 加 装 置 ， 用 来 进 行 相 应 的 加 工 作 业 。测 量 用 末 端 执 行 器 是 装 有 测 量 头 或 传 感 器 的 附 加 装 置 ， 用 来 进行 测 量 及 检 验 作 业 。 在 设 计 机 器 人 末 端 执 行 器 时 ， 应 注 意 以 下 问 题 ； 人 末 端 执 行 器 是 根 据 机 器 人 作 业 要 求 来 设 计 的 。 一 个 新的 末 端 执 行 器 的 出 现 ， 就 可 以 增 加 一 种 机 器 人 新 的 应 用 场 所 。 因 此 ，根 据 作 业 的 需 要 和 人 们 的 想 象 力 而 创 造 的 新 的 机 器 人 末 端 执 行 器 ，将 不 断 的 扩 大 机 器 人 的 应 用 领 域 。 人 末 端 执 行 器 的 重 量 、 被 抓 取 物 体 的 重 量 及 操 作 力 的 总和 机 器 人 容 许 的 负 荷 力 。 因 此 ， 要 求 机 器 人 末 端 执 行 器 体 积 小 、 重量 轻 、 结 构 紧 凑 。 人 末 端 执 行 器 的 万 能 性 与 专 用 性 是 矛 盾 的 。 万 能 末 端 执行 器 在 结 构 上 很 复 杂 ， 甚 至 很 难 实 现 ， 例 如 ， 仿 人 的 万 能 机 器 人 灵巧 手 ， 至 今 尚 未 实 用 化 。 目 前 ， 能 用 于 生 产 的 还 是 那 些 结 构 简 单 、万 能 性 不 强 的 机 器 人 末 端 执 行 器 。 从 工 业 实 际 应 用 出 发 ， 应 着 重 开发 各 种 专 用 的 、 高 效 率 的 机 器 人 末 端 执 行 器 ， 加 之 以 末 端 执 行 器 的快 速 更 换 装 置 ， 以 实 现 机 器 人 多 种 作 业 功 能 ， 而 不 主 张 用 一 个 万 能的 末 端 执 行 器 去 完 成 多 种 作 业 。 因 为 这 种 万 能 的 执 行 器 的 结 构 复 杂且 造 价 昂 贵 。 性 和 万 能 性 是 两 个 概 念 ， 万 能 性 是 指 一 机 多 能 ， 而 通 用性 是 指 有 限 的 末 端 执 行 器 ， 可 适 用 于 不 同 的 机 器 人 ， 这 就 要 求 末 端执 行 器 要 有 标 准 的 机 械 接 口 （ 如 法 兰 ） ， 使 末 端 执 行 器 实 现 标 准 化 和积 木 化 。 人 末 端 执 行 器 要 便 于 安 装 和 维 修 ， 易 于 实 现 计 算 机 控 制 。 12用 计 算 机 控 制 最 方 便 的 是 电 气 式 执 行 机 构 。 因 此 ， 工 业 机 器 人 执 行机 构 的 主 流 是 电 气 式 ， 其 次 是 液 压 式 和 气 压 式 （ 在 驱 动 接 口 中 需 要增 加 电 电 换 环 节 ） 。 人 夹 持 器 的 运 动 和 驱 动 方 式机 器 人 夹 持 器 的 运 动 和 驱 动 方 式机 器 人 夹 持 器 的 运 动 和 驱 动 方 式机 器 人 夹 持 器 的 运 动 和 驱 动 方 式机 器 人 夹 持 器 及 机 器 人 手 爪 。 一 般 工 业 机 器 人 手 爪 ， 多 为 双 指手 爪 。 按 手 指 的 运 动 方 式 ， 可 分 为 回 转 型 和 移 动 型 ， 按 夹 持 方 式 来分 ， 有 外 夹 式 和 内 撑 式 两 种 。机 器 人 夹 持 器 （ 手 爪 ） 的 驱 动 方 式 主 要 有 三 种 驱 动 方 式 这 种 驱 动 系 统 是 用 电 磁 阀 来 控 制 手 爪 的 运动 方 向 ， 用 气 流 调 节 阀 来 调 节 其 运 动 速 度 。 由 于 气 动 驱 动 系 统 价 格较 低 ， 所 以 气 动 夹 持 器 在 工 业 中 应 用 较 为 普 遍 。 另 外 ， 由 于 气 体 的可 压 缩 性 ， 使 气 动 手 爪 的 抓 取 运 动 具 有 一 定 的 柔 顺 性 ， 这 一 点 是 抓取 动 作 十 分 需 要 的 。 驱 动 方 式 电 动 驱 动 手 爪 应 用 也 较 为 广 泛 。 这 种 手爪 ， 一 般 采 用 直 流 伺 服 电 机 或 步 进 电 机 ， 并 需 要 减 速 器 以 获 得 足 够大 的 驱 动 力 和 力 矩 。 电 动 驱 动 方 式 可 实 现 手 爪 的 力 与 位 置 控 制 。 但是 ， 这 种 驱 动 方 式 不 能 用 于 有 防 爆 要 求 的 条 件 下 ， 因 为 电 机 有 可 能产 生 火 花 和 发 热 。 驱 动 方 式 液 压 驱 动 系 统 传 动 刚 度 大 ， 可 实 现 连 续 位置 控 制 。 人 夹 持 器 的 典 型 结 构机 器 人 夹 持 器 的 典 型 结 构机 器 人 夹 持 器 的 典 型 结 构机 器 人 夹 持 器 的 典 型 结 杠 杆 式 手 爪利 用 楔 块 与 杠 杆 来 实 现 手 爪 的 松 、 开 ， 来 实 现 抓 取 工 件 。 式 手 爪当 活 塞 向 前 运 动 时 ， 滑 槽 通 过 销 子 推 动 手 爪 合 并 ， 产 生 夹 紧 动作 和 夹 紧 力 ， 当 活 塞 向 后 运 动 时 ， 手 爪 松 开 。 这 种 手 爪 开 合 行 程 较大 ， 适 应 抓 取 大 小 不 同 的 物 体 。 杠 杆 式 手 爪这 种 手 爪 在 活 塞 的 推 力 下 ， 连 杆 和 杠 杆 使 手 爪 产 生 夹 紧 （ 放 松 ）运 动 ， 由 于 杠 杆 的 力 放 大 作 用 ， 这 种 手 爪 有 可 能 产 生 较 大 的 夹 紧 力 。通 常 与 弹 簧 联 合 使 用 。 13 齿 条 式 手 爪这 种 手 爪 通 过 活 塞 推 动 齿 条 ， 齿 条 带 动 齿 轮 旋 转 ， 产 生 手 爪 的夹 紧 与 松 开 动 作 。 杠 杆 式 手 爪采 用 平 行 四 边 形 机 构 ， 因 此 不 需 要 导 轨 就 可 以 保 证 手 爪 的 两 手指 保 持 平 行 运 动 ， 比 带 有 导 轨 的 平 行 移 动 手 爪 的 摩 擦 力 要 小 很 多 。 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案设 计 具 体 采 用 方 案结 合 具 体 的 工 作 情 况 ， 本 设 计 采 用 连 杆 杠 杆 式 的 手 爪 。 驱 动 活塞 往 复 移 动 ， 通 过 活 塞 杆 端 部 齿 条 ， 中 间 齿 条 及 扇 形 齿 条 使 手 指 张开 或 闭 合 。 手 指 的 最 小 开 度 由 加 工 工 件 的 直 径 来 调 定 。 本 设 计 按 照工 件 的 直 径 为 50m m 来 设 计 。 手 爪 的 具 体 结 构 形 式 如 图 2 ：图 2 手 末 端 执 行 手 爪 结 构 手 的 机 械 传 动 机 构 的 设 计机 械 手 的 机 械 传 动 机 构 的 设 计机 械 手 的 机 械 传 动 机 构 的 设 计机 械 手 的 机 械 传 动 机 构 的 设 机 器 人 传 动 机 构 设 计 应 注 意 的 问 题工 业 机 器 人 传 动 机 构 设 计 应 注 意 的 问 题工 业 机 器 人 传 动 机 构 设 计 应 注 意 的 问 题工 业 机 器 人 传 动 机 构 设 计 应 注 意 的 问 题机 器 人 是 由 多 级 联 杆 和 关 节 组 成 的 多 自 由 度 的 空 间 运 动 机 构 。 14除 直 接 驱 动 型 机 器 人 以 外 ， 机 器 人 各 联 杆 及 各 关 节 的 运 动 都 是 由 驱动 器 经 过 各 种 机 械 传 动 机 构 进 行 驱 动 的 。 机 器 人 所 采 用 的 传 动 机 构与 一 般 机 械 的 传 动 机 构 相 类 似 。 常 用 的 机 械 传 动 机 构 主 要 有 螺 旋 传动 、 齿 轮 传 动 、 同 步 带 传 动 、 高 速 带 传 动 等 。 由 于 传 动 部 件 直 接 影响 着 机 器 人 的 精 度 、 稳 定 性 和 快 速 响 应 能 力 ， 因 此 ， 应 设 计 和 选 择满 足 传 动 间 隙 小 ， 精 度 高 ， 低 摩 擦 、 体 积 小 、 重 量 轻 、 运 动 平 稳 、响 应 速 度 快 、 传 递 转 矩 大 、 谐 振 频 率 高 以 及 与 伺 服 电 动 机 等 其 它 环节 的 动 态 性 能 相 匹 配 等 要 求 的 传 动 部 件 。 在 设 计 机 器 人 的 传 动 机 构 时 要 注 意 以 下 问 题 ： 提 高 机 器 人 的 运 动 速 度 及 控 制 精 度 ， 要 求 机 器 人 各 运 动部 件 的 重 量 要 轻 ， 惯 量 要 小 。 因 此 ， 机 器 人 的 传 动 机 构 要 力 求 结 构紧 凑 ， 重 量 轻 ， 体 积 小 。 动 链 及 运 动 副 中 要 采 用 间 隙 调 整 机 构 ， 以 减 小 反 向 空 回所 造 成 的 运 动 误 差 。 传 动 部 件 的 静 摩 擦 力 应 尽 可 能 小 ， 动 摩 擦 力 应 是 尽 可 能小 的 正 斜 率 ， 若 为 负 斜 率 则 易 产 生 爬 行 ， 精 度 降 低 ， 寿 命 减 小 。 因此 ， 要 采 用 低 摩 擦 阻 力 的 传 动 部 件 和 导 向 支 承 部 件 ， 如 滚 珠 丝 杠 副 、滚 动 导 向 支 承 等 。 传 动 链 ， 提 高 传 动 与 支 承 刚 度 ， 如 用 预 紧 的 方 法 提 高 滚珠 丝 杠 副 和 滚 动 导 轨 副 的 传 动 和 支 承 刚 度 ； 采 用 大 扭 矩 、 宽 调 速 的直 流 或 交 流 伺 服 电 机 直 接 与 丝 杠 螺 母 副 连 接 ， 以 减 小 中 间 传 动 机 构 ；丝 杠 的 支 承 设 计 采 用 两 端 轴 向 预 紧 或 预 拉 伸 支 承 结 构 等 。 最 佳 传 动 比 ， 以 达 到 提 高 系 统 分 辨 率 、 减 少 等 效 到 执 行元 件 输 出 轴 上 的 等 效 转 动 惯 量 ， 尽 可 能 提 高 加 速 能 力 。 反 向 死 区 误 差 ， 如 采 取 消 除 传 动 间 隙 、 减 少 支 承 变 形 等措 施 。 的 阻 尼 比 ， 机 械 零 件 产 生 共 振 时 ， 系 统 的
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号