六自由度弧焊焊接机器人本体设计含SW三维及10张CAD图
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六自由度焊接机器人摘 要机器人是一种机械、电子、传感器技术、控制技术等现代技术为一体的机电设备。 80年代，自动化生产线和柔性制造系统（FMS）、柔性自动化（FA）在工业生产中的大量应用是一个越来越重要的作用，机器人或移动机器人的工作，自动编程控制的目的；结构和性能的机器人，体现了人与机器的优势，主要是人的智能和适应性操作精度高，可以完成这项工作。发展史机器人和发展高新技术，可以说，机器人将是一个不可缺少的工具，为现代服务业的发展。在本文中，一个关节机器人的设计，它具有六个自由度，其中腕关节有三个自由度，和其他关节具有一定程度的自由度。本设计主要介绍了机器人的一些基本知识和原理，包括机器人结构和分类、主要技术参数、参考通用机器人设计、六自由度弧焊机器人的结构设计及其计算机控制系统。本设计从实际情况出发，充分论证了机器人机构的可行性方案，用三维和Auto CAD软件设计了机器人本体结构。关键词；六自由度；弧焊机器人；控制系统iABSTRACTThe robot is the mechanical-electrical production which is composed of the technique of mechanical、electrical、sensor、control. Coming the 80 age, with the application of the automatic manufacture pipelining、flexible manufacture system and flexible automation, the robot will exert the profound influence on this. A characteristic of the robot is its ability to complete object manipulation or moving task through programming under the auto-control. The constitution and performance of the robot embody each quality of the man and robot, especially the mans intelligence and applicability as well as the veracity of the robots task and the ability of completing task under each environment.A joint type robot was designed in this paperIt had six degrees of freedomThe wrist had three degrees of freedom and the other joints had three degrees of freedomThe painting robots joints were driven by motorsThis scheme introduced some basic information and theory of the robots. It is included that the composition of the robot, the group of the robot, and the main capability of technology. It consulted the structure of the common robot to design the structure and computer control system of six degrees of freedom robot. After demonstrating the feasibility of robot mechanics, the article have designed the robots entity structure with Pro/engineer and Auto-CAD and otherwise software from the matter of fact.KEYWORDS；Six degrees of freedom；Arc welding robot；Control systemiv目 录摘 要iABSTRACTii1 绪论12 机器人的简介及发展22.1 机器人的概念22.1.1 操作机22.1.2 驱动单元22.1.3 控制装置32.2 机器人的研究发展状况32.3 机器人的发展趋势52.4 机器人的基本组成及技术参数62.4.1 机器人的基本组成62.4.2 机器人的技术参数72.5 机器人的分类及应用82.5.1 机器人的分类82.5.2 机器人的应用领域102.6 机器人的优点123 六自由度弧焊机器人的总体设计133.1 腕部设计133.1.1 电机的选择133.2 小臂的设计153.2.1 小臂设计的总体要求153.2.2 电机的选择163.2.3 齿轮的设计与校核计算193.3 大臂的设计223.3.1 大臂设计的总体要求223.3.2 电机的选择223.3.3 齿轮的设计与校核计算243.4 腰关节的设计273.4.1 腰关节设计的总体要求273.4.2 电机的选择273.5 传感器的选择293.6 本章小结294 带传动的总体设计304.1 带传动的设计30结论33致 谢34参考文献35 1 绪论“机器人”（机器人）是1920捷克作家卡莱尔柯柯发表在科幻剧本，里面的名词。在剧中，Capet写道：“捷克”（“Robota”）为“机器人”（机器人）。就是人类第一次使用机器人这一个名词。我们自己的科学家对机器人的理解：“现代社会的对机器人的定义，它是一种高度自动化的执行机器，然而有所不同的地方，这个机器是具有与人以及生物本身的情报获取的能力，这些都是有些相似的地方，比如一些感知的能力、还有自己的规划能力、以及运营能力，动作的协调能力等等，机器人是一个非常的高度灵活机器，也是自动化的机器”。本次设计的是刘自由度的焊接机器人设计。本人做的设计，在老师和其他同学的帮助下，用CAD软件完成。结合机械专业基础知识的学习、研究与六的要求，在老师的帮助下机械产品的设计自由度焊接机器人的特点和功能，这对我们来说是一个很好的锻炼机会，而且我们的专业知识测试。当然，也可以发现当中存在的不足的地方，充实自己的知识。开发设计新代的设备产品是与时俱进以及满足未来市场的必然趋势。通常情况下，机械类型设备产品的基本制造过程往往包括了用于生产的设备的计划与购买，制造计划的基本规划以及过程中的调度，编写产品的基本加工工艺，以及制造所需要的基本模具设备、量具等等，以及针对所对应的小批量、中批量、大批量生产编制基本的各种定额等等。机械类型产品设备的基本运用往往包含了选取、采购、验货、装配、修整、加工、修养等等过程中需要的设备产品，从而才能确保产品在基本作业过程中的运行可靠性能和基本成本经济性。在开发基本的产品过程中，特别是在基本的使用过程中对自然资源产生的基本破坏以及过分的浪费等问题，以及其相应的解决方法。这是目前机械类型领域中一个十分重要的问题以及任务。目前机械的基本种类十分的多，根据不同的性质有多种分类，比如依据基本的作业功能可以分为动力类型的机械产品、搬转类型的机械产品、用于破碎类型的机械产品等等。依据其用于服务的对象可以分为用于耕种的农业机械产品、用于采矿的机械产品、用于织布的机械产品等等。与此之外，一般情况下，机械产品在其分析设计、加工使用的过程中又需要经过几个不同阶段，分别有机械产品的研发、机械产品的设计、机械产品的建模、机械产品的加工、机械产品的操作使用以及机械产品的设备保养和维修等等。302 机器人的简介及发展2.1 机器人的概念机器人的概念，是本身具有多个自由度，三维运动空间的机构。能够进行材料，零件或工具来执行各种任务。机械手被定义为“一个机械装置，具有相同的行动，作为一个人的手臂，可以相当大的容纳一些物体，或者可以执行其他的操作利用空间。”。 2.1.1 操作机机械手通常由以下部分组成；（1）机器人的端部是手部，是直接进行工作的位置。（2）手腕是通常有2到3自由度的旋转执行机构来调整末端的姿态。 （3） 手臂的部分有时侯会包括肘关节，肩关节等。可以使末端的执行机构的运动范围加大。（4）机架可以分为固定式，移动式两类型。2.1.2 驱动单元 驱动元器件、检测原件是驱动单元，用来操作机构。2.1.3 控制装置控制位置，对机械手进行气动，停止等行动，指挥结构运动。2.2 机器人的研究发展状况 Dewar发明了一种“重复”机器的运动记录在1946。 在工作当中，可以根据不同的要求，和控制，完成实际的一些要求 以下的几种机器人，是当下几个研究的热点问题，和简要的介绍。水下机器人；目前是用于石油开发，救人等业务功能。空间机器人被很多国家开始发出来。如美国宇航局太空机器人。美国设计的多款机器手被用于太空。 高性能伺服机械手，具有速度快、重量轻、刚性好、强度高、装卸方便等特点。 2.3 机器人的发展趋势目前，很多国家加大力度，研究机械手： 1、机器人的设计，机械手的结构技术问题，在更多方向的领域开始发展。2、robotersteuerung技术，模具SICH经常和人-机系统，语言，图形编程接口的发展方向，产品控制器在PC的实践应用，将成为重点。3， 多传感器融合约化法，尤其是在非平稳的状态下，满足设计的要求。4设计机器人的的结构开始越来越小化，它的控制的部分和硬件也越来的越小。5、机器人的机械部分和它的控制部分两者相结合。6、传感器的发展，人际交换。7、 沟通与协商的设计，多传感器控制。8、微型技术的发展，将会引领机械手的革命。9、金属材料的选择，与工况息息相关。10、仿生技术的发展，属于机械手的高水平设计。2.4 机器人的基本组成及技术参数2.4.1 机器人的基本组成 1驱动系统，每个关节，没个自由度，都需要驱动部分执行，一般都是气压，油压，电机驱动。2 如果身体没有走路和腰部转动的机制，构成一个单一的机器人手臂（单机器人手臂）。手臂通常由上臂、下臂和手腕组成，末端的执行部分是最重要的部件。可作为秒针或手指的手，也可用作喷枪和焊接工具。3它包括一个传感器模块内部产生有意义的信息，在内部和外部的智能传感器应用的灵活性、适应性和智能的感觉系统是一个世界。4环境互动的机器人系统是一个系统之间的沟通和协调， 如一个工厂，也可以相互协调。5 本实用新型信号可分为两类：利用指令的设置装置，利用信息显示的装置。2.4.2 机器人的技术参数 虽然项目技术参数由厂家提供的是不完全一样的，机器人的结构和用途不同，和用户的要求不同。2.5 机器人的分类及应用2.5.1 机器人的分类较好的分类原则是据构成机器人的三大部分来分，如图1-1所示；图1-1 机器人的分类根据具体的选择，机器人的三部分可以给出机器人的全名，如：具有视觉控制功能的全电动关节机器人。然而，一般使用的全名，通常对机械部分的基本结构的名称 。（1）机器人分类1机器人的机械结构，通常有两种类型的关节，即旋转关节和活动关节。 2自由度冗余度机器人（1） 鼻状机器人，该柔性臂由多个驱动源整体控制，以控制凸盘的相对滚动，且该臂可在任意方向产生软弯曲。（2） 冗余度的机器人拥有旋转自由度的机器人。 （二）机器人研究。过程分类的发展与应用第一代教学的第一代机器人和数控功能或可编程 。第二代 虽然它不应用人工智能技术，但机器人与环境的相互作用，和在线自适应部分，以及其生产设备。由于特殊的位置和姿势的每一部分大的。3 可以自己学习，并且决定问题。2.5.2 机器人的应用领域 在工业生产中，弧焊机器人、点焊机器人、点胶机器人、装配机器人、六自由度弧焊机器人和搬运机器人等都得到了广泛的应用。 2.6 机器人的优点机器人给我们带来的诸多方便，如；(1) 减少人工成本，加快工作节奏；(2) 提高生产率；(3) 改进产品质量；(4) 增加制造过程的柔性；(5) 减少材料浪费；(6) 控制和加快库存的周转；(7) 降低生产成本；(8) 消除危险和不好的工作。 中国的情况，要注意三个问题；(1) 发展经济型机器人 ；(2) 发展特种机器人 ；(3) 改造创新。3 六自由度弧焊机器人的总体设计 根据具体情况验算各构件的强度和刚度。3.1 腕部设计3.1.1 电机的选择 安装电机如图2.2所示。驱动手腕旋转减速电机3，并通过膨胀套管连接安装在带外空心轴法兰的旋转套筒上，安装垂直安装面和电机2和3齿轮电机驱动手腕做旋转运动。 电机的轴通过伸缩套与喷枪端部的空心轴连接，使电机的输出端的轴具有适当的长度。 已知条件质量6 kg。圆柱体的转动惯量为；J =m(3 R2+L2)=6(3+)=0.01 kgm2取喷枪的转动角速度为=2rad/s，n=60r/min取启动时间为0.1s由此转动角加速度=20rad/s2计算力矩T为；T=J=0.628NmP=T=0.6282=3.94 减速电机1，额定电压：220V，输出功率：4w，输出转矩：1Nm，转速：1400r/min，减速箱的减速比：23。输出轴端进适当要加粗加长。电机2带动回转套做回转运动。设回转套为200200200的立方体。 长方体的转动惯量公式为；J=m()由于回转套为正方体，故b=h=0.2m 所以绕回转套回转中心的转动惯量为；J=5()=0.03 kgm2取回转套的转动角速度为:=2rad/s, n=60 r/min取启动时间为0.1s由此转动角加速度=20rad /s2计算力矩T为；T=J=1.884NmP=T=1.8842=11.83 w 减速电机2，额定电压：220V，输出功率：12w，输出转矩：2Nm，转速：1400r/min，减速比：23。电机输出轴端，在末端开键槽。电机3 做的是回转运动。 设回转套为232100350的立方体。 长方体的转动惯量公式为；J=m()由于回转套为正方体，故:b=0.232m,h=0.1m所以绕回转套回转中心的转动惯量为；J=5()=0.064kgm2取回转套的转动角速度为=rad/s，转速为n=30r/min取启动时间为0.1s由此转动角加速度=10rad /s2计算力矩T为；T=J=2.01NmP=T=2.012=6.23w 减速电机3的额定电压为220V，输出功率 为7w，输出转矩 为3Nm，转速为1400r/min，减速箱的减速比为46。 3.2 小臂的设计3.2.1 小臂设计的总体要求臂的质量设计的时候，尽量小一些。与此同时，小手臂承受的动态载荷，重量和手腕。最大射程6自由度弧焊机器人是密切相关的每个臂的长度和旋转在， 和共同的驱动装置，降低了负载的同时注意降低动载荷和提高运动精度，通过机械运动误差，间隙可减少运动和运动精度和刚度得到提高。六自由度弧焊机器人的机制，从而完成了铰链四杆机构和直流伺服电机安装在转盘，小腰臂通过铰链四杆机构。四杆机构是置于腰翻板以上的直流伺服电机的目的，避免直接连接在臂和大臂，提高机械手的反应速度。3.2.2 电机的选择首先我们需要计算动力矩，计算转动惯量。由于电机惯量安装转换到臂轴I轴在腰部回转板的计算， 绕轴在扭矩最大的我小臂轴。1、小臂总体质量的计算小臂的大体结构为分段空心圆柱，材料为铝合金体积V=lA=0.4/40.40.2/40.80.16/4=0.007 m3质量m=V=2.70.007=18.9kg2、腕部结构对i轴的转动惯量腕部绕其质心的转动惯量为= m(b2+h2)= 0.03 kgm2平移到i轴上=+m=0.03+5(0.16+0.180.8)2 =6.53kgm23、回转套支架对i轴，转动惯量回转套支架，绕其质心，转动惯量为= m(b2+h2)=0.064 kgm2平移到i轴上=+m=0.064+7(0.180.8)2=6.79kgm24、小臂结构对i轴的转动惯量由于小臂是阶梯状前一段体积=0.002 m3质量=5.4kg，此外还要，加上电机减速器，轴联轴器短轴，质量共8kg。小臂前段绕其质心的转动惯量为=(3 R2+L2)=0.22 kgm2平移到i轴上=+m=0.22+8(0.180.8)2 =20.7kgm2后一段体积=0.005m3质量；=13.5kg小臂后段绕其质心的转动惯量为=(3 R2+L2)=0.64kgm2平移到i轴上=+m=0.67+13.50.82 =27.14kgm25、带动小臂的转动，后杆和底杆，对i轴，转动惯量 杆为铝合金的材料，圆形实心直杆。后杆的尺寸为1001000，底杆 尺寸：100400。 两杆的体积之和=/414=0.01m3=2.70.01=27kg两段同一直线时绕两段质心的转动惯量为；=(3 R2+L2)=4.48kgm2平移到i轴上=+m=4.48+27=17.71kgm26、对i轴总的转动惯量对i轴总的转动惯量为；=+=78.87 kgm27、总力矩和功率的计算取小臂的转动角速度=/2 rad/s，转速为n=15r/min取启动时间为1 s由此转动角加速度为=/2 rad/s2惯性力矩T=78.87/2=123.88Nm静态力矩T；由于小臂的俯仰机构采用的铰链四杆机构，小臂自身基本可以平衡，所以静态力矩可以忽略不计。摩擦力矩T；摩擦力矩近似等于0.05倍的惯性力矩综上所述总力矩T=1.05T=124.49 Nm取电机的转速为=1500 r/min，即角速度为=50rad/s则总的传动比为:=/n=157/1.57=100故电机输出端的负载力矩为T= T/ =124.49/100=1.24Nm电机输出端的功率为P= T=1.2450=194.77w8、选择电机的型号驱动器的下列组件的一般要求；（1）惯性小，功率大。 （2）体积小，重量轻。 （3）相应快捷，速度范围比较大。（4）噪音很低，运行稳定。（5）效率高，能耗尽可能小。 过载能力，滚动短转矩额定转矩直流电机可以达到2.5倍以上，特殊要求可达10。 型号为Z2-11，额定电压110/220V，功率0.4kw，转速1500r/min，重量32kg。电机需要调速，调速后转速为75r/min，减速比为20。3.2.3 齿轮的设计与校核计算电磁式直流伺服电机通过齿轮的转速来传递动力 。1、选材、热处理、精度等级及齿数（1）由于电磁式直流伺服电机是通过调速的，所以输出速度很低，所以低速选择直齿轮传动。（2）选择小齿轮材料40Cr，调质处理，硬度241-286HBS。大齿轮材料ZG35CrMo，调制处理，硬度190-240HBS，精度8级。（3）取小齿轮齿数=24，则=524=120，大齿轮齿数Z2120。2、按齿面接触疲劳强度设计 mm 确定各个参数数值（1）T=9.5510=9.5510(0.4/0.75) 0.99=5.0410Nmm（2）初选载荷系数为=1.4（3）查表取齿宽系数为=1（4）查表取弹性系数为ZE=188.9（5）查表取节点区域系数为=2.5（6）根据齿轮的硬度查表取小齿轮的接触疲劳强度极限为=1150 MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限为=1120MPa。（7）取工作寿命为15年，每年工作250天，2班制小齿轮的应力循环次数N1=60n1jLh=60751525016=2.7大齿轮的应力循环次数N2=N1/5=5.7（8）查表取接触疲劳寿命系数为=1.08，=1.19（9）取安全系数为=1=1242MPa =1332.8MPa确定传动尺寸（1）初算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值=29.04mm（2）按K值对进行修正由圆周速度 =2.28m/s 查表取动载荷系数为=1.075 查表取齿间载荷分布系数为=1.2 查表取齿向载荷分布系数为=1.07 查表取使用系数为=1.00 所以载荷系数K=1.38 按K值对进行修正=29.04=28.9mm（4）确定模数m以及主要尺寸m=1.2mm 为了防止轮齿太小引起的意外折断，m一般不小于1.5-2mm，故m=3mm。中心距；a=m()/2=216mm分度圆直径；=72mm，=360mm齿宽b=72mm，取小齿轮齿宽=80mm，大齿轮齿宽=75mm齿顶高；=3mm齿根高；=3.75mm3、按齿根弯曲疲劳强度校核确定各个参数数值（1）查表取弯曲疲劳寿命系数=0.95，=0.98（2）查表取齿形系数和应力校正系数=2.65，=1.58=2.16，=1.81（3）查表取弯曲疲劳极限=710MPa，=710MPa（4）取弯曲疲劳系数 =1.25，可得=539.6MPa =556.64MPa（5）验算齿根弯曲疲劳强度=58.48MPa=54.61MPa弯曲疲劳强度足够3.3 大臂的设计3.3.1 大臂设计的总体要求六自由度弧焊机器人手臂的主要功能是用来承受小臂的重量和固定铰链四杆机构的下杆，因此手臂焊接机器人具有六自由度的机器人可以保持稳定起着至关重要的作用。传输模式的大臂手臂伺服电机驱动方式的繁荣俯仰运动。吊杆是整体结构的长方体的固体结构。 目的是提高结构的强度和硬度。能力繁荣。铝合金密度低、强度高，机械性能好，耐腐蚀合金钢，或更近。所以选择铝合金材料的大，重量大，为了减轻负担， 因此再装入驱动程序块交叉。3.3.2 电机的选择1、大臂总体质量的计算 假设折减的系数为0.85。材料为铝合金。体积；V=hA=0.20.121=0.024m3质量；m=0.85V=0.852.70.024=55.08kg2、大臂对i轴的转动惯量大臂绕其质心的转动惯量为；= m(b2+a2)=4.77kgm2平移到i轴上；=+m=4.77+55.080.52=18.54kgm23、小臂对i轴的转动惯量小臂对i轴的转动惯量=78.87kgm24、大臂和小臂对i轴的转动惯量的总和=+=18.54+78.87=97.41kgm25、总力矩的计算取大臂的转动角速度=/2 rad/s，转速为n=15r/min取启动时间为1 s由此转动角加速度为=/2 rad/s2惯性力矩；T=97.41/2=153.01Nm静态力矩T；当大臂和小臂在一条直线时静态力矩最大，此时T=mgr=(55.080.5+13.51.6+29.70.9) 9.8=743.53Nm摩擦力矩T；摩擦力矩近似等于0.05倍的静态力矩综上所述总力矩；T=1.05T+ T=933.71Nm取电机的转速为=1500 r/min，即角速度为=50rad/s则总的传动比为:=/n=157/1.57=100故电机输出端的负载力矩为；T= T/=933.71/100=9.33Nm电机输出端的功率为；P= T=9.3350=1464.81w6、选择电机的型号 综合考虑各种电机，选用电磁式直流伺服电动机，型号为Z2-41，额定电压110/220V，功率3kw，转速1500r/min，重量88kg。电机需要调速，调速后转速为75r/min，减速比为20。3.3.3 齿轮的设计与校核计算1、选定材料、热处理方式、精度等级及齿数（1）因为电磁式直流伺服电机是经过调速的，所以输出端的速度较低，因此低速级选用直齿圆柱齿轮传动。（2）选择小齿轮材料40Cr，调质处理，硬度241-286HBS。大齿轮材料ZG35CrMo，调制处理，硬度190-240HBS，精度8级。（3）取小齿轮齿数=20，则=520=100，大齿轮齿数Z2100。2、按齿面接触疲劳强度设计 mm确定各个参数数值（1）T=9.5510=9.5510(3/75) 0.99=378180Nmm（2）初选载荷系数为=1.4（3）查表取齿宽系数为=1（4）查表取弹性系数为ZE=188.9（5）查表取节点区域系数为=2.5（6）根据齿轮的硬度查表取小齿轮的接触疲劳强度极限为=1150 MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限为=1120MPa。（7）取工作寿命为15年，每年工作250天，2班制小齿轮的应力循环次数；N1=60n1jLh=60751525016=2.7大齿轮的应力循环次数；N2=N1/5=5.7（8）查表取接触疲劳寿命系数为=1.08，=1.19（9）取安全系数为=1=1242MPa =1332.8MPa确定传动尺寸（1）初算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值=29.04mm（2） 按K值对进行修正（3） 由圆周速度v= 4.46m/s 查表取动载荷系数为=1.20 查表取齿间载荷分布系数为=1.2 查表取齿向载荷分布系数为=1.07 查表取使用系数为=1.00 所以载荷系数K=1.54 按K值对进行修正 =58.68mm（4）确定模数m以及主要尺寸m=2.93mm 取整m=3mm。中心距；a=m()/2=180mm分度圆直径；=60mm =300mm齿宽b=60mm，取小齿轮齿宽=70mm，大齿轮齿宽=65mm齿顶高；=3mm齿根高；=3.75mm3、按齿根弯曲疲劳强度校核确定各个参数数值（1）查表取弯曲疲劳寿命系数=0.95，=0.98（2）查表取齿形系数和应力校正系数=2.80，=1.55=2.18，=1.79（3）查表取弯曲疲劳极限=710MPa，=710MPa（4）取弯曲疲劳系数 =1.25可得=539.6MPa =556.64MPa（5）验算齿根弯曲疲劳强度=432MPa=388MPa弯曲疲劳强度足够3.4 腰关节的设计3.4.1 腰关节设计的总体要求主要功能是六个自由度焊接机器人装载小大、胳膊、手腕、汽车零部件及传输系统。主要轴旋转磁盘连接螺丝，腰主要轴旋转马达，腰旋转中心完成的行为。主要因为六自由度焊接机器人机构的唱片稳定性腰整体结构及余额必须。又需要的高精度传感器必须安装在转台驱动马达旋转元件的测量精度。这样的增量编码器的运动，这是使用。3.4.2 电机的选择1、力矩的计算；3.4中计算的总转动惯量，故=97.41kgm2；腰部回转盘的转动惯量。腰部回转盘的直径为1.5m，预计转盘上所承载的结构的质量中心离腰部回转盘的中心大概为0.4m，所以=2300.4=36.8 kgm2故=+=134.21kgm2取大臂的转动角速度=/2 rad/s，转速为n=15r/min取启动时间为0.5s由此转动角加速度为=rad/s2惯性力矩；T=134.21=421.63Nm摩擦力矩T；摩擦力矩近似等于0.05倍的惯性力矩综上所述总力矩；T=1.05T=442.71 Nm取电机的转速为=150r/min，即角速度为=5rad/s则总的传动比为:=/n=157/1.57=10故电机输出端的负载力矩为 T= T/=442.71/10=44.27Nm电机输出端的功率为P= T=44.275=695.39w2、电机型号的选择 永磁力矩电机的定子为永磁体，转子为线圈绕组。 因此，驱动元件的腰部转动部分采用永磁力矩电机，既可节省齿轮速度，又可降低焊接机器人六自由度的质量，节省空间，还可提高腰部的响应速度。综合考虑，选用成都电机生产的永磁直流电动机，型号为J200LYX17，峰值堵转电压为60V，转矩为100 Nm，连续堵转电压为30V ，转矩50Nm，转速150r/min，重量18 kg。基本外型尺寸为16085330。电机需要调速，调速后转速为15min，减速比为10。3.5 传感器的选择确保这样的自由度弧焊机器人，传感器选择的所有关节。各自的旋转编码器共同考虑的各种传感器信号进行增量编码器。增量编码器主要用于机床、机械配件、机器人、自动机械装配，包装机械。机器人位置精度0.2mm,所以大臂小臂腰关节的位置精度为0.2/=0.12mm。小臂转速=/2 rad/s，长为0.8m, 传感器线数为；ns=2/(i)=2/(1000.12/800)=418小臂选用南京中科天文仪器有限公司的增量编码器YGM610，ns=480。大臂转速=/2 rad/s，长为1m, 传感器线数为；ns=2/(i)=2/(1000.12/1000)=524大臂选用南京中科天文仪器有限公司的增量编码器YGM610，ns=600。腰部转速=/2 rad/s，小臂大臂伸直时总长为1.8m,传感器线数为；ns=2/(i)=2/(50.12/1800)=9425腰部角位移测量选杭州霍德利电子科技有限公司的HTL系列空心轴编码器， ns=108003.6 本章小结这六自由度机器人安装尺寸检查焊接要求。所有的惯性矩计算关节力矩、功率随惯性力矩。驱动装置的选择后，计算大大小小胳膊传动机构等。机构尺寸大小，计算两套齿轮，压力。最后根据六自由度焊接机器人位置感应装置，选择合理的所有关节。4 带传动的总体设计 当传动进行时，皮带轮与齿带啮合，以传递动力。4.1 带传动的设计 鉴于：同步带优点，所以传动选择是梯形同步带。电动机额定功率3.0，额定转速1540，由操作机沿水平轴线位移速度范围为0.0081.0及电动机额定转速为1540取传动比，轴间距取为250，每天工作8。设计功率由表查得1.6 选定带型和节距 根据4.8和，由图确定带型为H型，节距小齿轮齿数根据带型H和小带轮转速，由表查得小齿轮的最小齿数，此处取小带轮节圆直径；由表查得其外径大带轮齿数大带轮节圆直径由表查得其外径带速初定轴间距，取带长及其齿数 由表查得应选用带长代号为300的H型同步带，其节线长，节线长上的齿数60。实际轴间距，此结构的轴间距可调整小带轮啮合齿数 10基本额定功率 由表14.1-58查得， 13.57所需带宽由表查得H型带，；。由表查得，应选带宽代号150的H型带，其。带轮结构和尺寸传动选用的同步带为300H150；小带轮；，大齿轮；， 结论这篇文章可以分为两部分。第一部分结构设计的主要内容，机器人计算；第二，计算机图形。第一部分主要参数确定机器人的形状；第二，；利用计算机设计图形，很直观的表示出机器人。在经济实用的理念设计的结构设计部分，具有典型的结构，机器人的设计简单，具有可靠的特性， 噪音低，传递扭矩大，成本低的优势。在二维设计，这篇文
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