【某迷你六轴工业机器人结构设计案例分析4400字】

[24]。估算每个关节的大致重量和长度，关节1包含1轴步进电机减速器，连接件，轴承和壳体总重0.95kg；力臂长约76.5mm。关节2包括2轴步进电机减速器，连接件，大臂和壳体总重1.47kg,力臂长约123.5mm。关节3包括3轴步进电机减速器，连接件和壳体总重0.7kg,力臂长约135.5mm。关节4包括4轴步进电机减速器，连接件和壳体总重0.22kg。关节5包括5轴步进电机减速器，连接件，两个同步齿轮，轴承和壳体总重0.11kg。关节6包括6轴步进电机减速器，连接件和壳体总重0.05kg。假设各个关节的受力均与轴线重合，当机械臂完全展开时，受力图如图2-7所示，肘关节承受力矩约为0.67nm；肩关节承受力矩最大，约为1.78nm；腕关节承受力矩约为0.67nm；按照估算出的力矩取一定的安全系数选择步进电机和减速器。图2-7负载示意图1.关节结构设计和驱动电机的选型本设计迷你六轴工业机器人用于教育教学平台的教学展示之用，要求的负载较低且要符合重量最低原则，壳体材料选用树脂R4600，该材料的机械性能和抗腐蚀性能均符合设计要求，既可以保证重量较低，也满足强度要求，弯曲强度69-73MPa；拉伸强度38-56MPa；密度1.3g/cm3；硬度，延展性均合适。根据设计的关节传动方案，1，2，3，4，6电机轴为了遵循结构最简原则，采用电机轴→法兰盘→机械臂的连接方式，5轴电机采用的是电机轴→同步齿轮→第六关节机构的连接方式，传动平稳。本设计采用的驱动方式是步进电机和行星减速器，相较于其他减速机构结构紧密，传动比稳定，重量低。关节1的连接结构如图2-8所示，包括42步进电机和行星减速器，减速比1：14，步进电机轴与减速机轴重合，关节1完成的是腰部的旋转运动，输出扭矩约3.06nm，和推力球轴承，连接法兰盘，底座结构等。具体设计模型见图2-8。关节1行星减速器关节1步进电机关节1行星减速器关节1步进电机图2-8关节1结构关节2结构如图2-9所示，为了保证结构紧凑，采用步进电机减速器轴与法兰直接连接的方法，关节结构包括42步进电机和减速比为1：51的行星减速器，输出力矩约4nm，可以带动重量较大的肩肘腕关节。关节2完成肩部的俯仰运动。为了使结构紧凑，关节3，4，6均采用与关节2相同的电机→减速器→法兰→机械臂，关节3做俯仰运动，关节4做回转运动，关节6做回转运动。图2-9关节2结构关节5结构如图2-10所示，为了减少整个机构的长度，关节5与关节6结构安排较为紧凑，距离较近，适合采用齿轮传动，因此关节5采用同步齿轮传动的方式，关节5包括25步进电机和1：20行星减速器，输出转矩约1.3kg.cm。关节传动方式为电机→减速器→同步齿轮→关节6。关节5完成关节6的俯仰运动。关节5，6的结构如图2-11所示。同步齿轮同步齿轮图2-10关节5结构图2-11手部结构各关节电机选型及其减速器规格如下表2-2。表2-2各关节电机及减速器型号关节步进电机减速器型号减速比J142HSC1409-42PG14J-2001:14J242XGJ1:51J335HSH2408-36PG19J-1501:19J4CHS-GM25-25BY1:20J5CHS-GM25-25BY1:20J6CHS-GM15BY1:103.迷你六轴工业机器人实物样机的搭建根据设计的三维图纸3D打印出壳体零件