紐扣自動(dòng)沖壓組裝臺(tái)異形零件夾持裝置機(jī)械手設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙+Word說明書】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 紐扣自動(dòng)沖壓組裝臺(tái)異形零件夾持裝置設(shè)計(jì) 學(xué) 院 專 業(yè) 年級(jí)班別 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2014 年 6 月 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 扣自動(dòng)沖壓組裝臺(tái)異形零件夾持裝置設(shè)計(jì) 李忠慕 材料與能源學(xué)院 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘 要 紐扣自動(dòng)沖壓組裝臺(tái)異形零件夾持裝置采用 夾持機(jī)構(gòu) 進(jìn)行設(shè)計(jì) 有剛度大、承載能力強(qiáng)、誤差小、精度高、自重負(fù)荷比小、動(dòng)力性能好、控制容易等一系列優(yōu)點(diǎn)可以作為航天上的對接器、航海上的潛艇救援對接器；工業(yè)上可以作為大件的裝配機(jī)器人、精密操作的微 動(dòng)器；可以在汽車總裝線上自動(dòng)安裝車輪部件；另外，醫(yī)用機(jī)器人，天文望遠(yuǎn)鏡等都利用了并聯(lián)技術(shù)。 本文 夾持機(jī)構(gòu) 的研究方向： （ 1） 夾持機(jī)構(gòu) 組成原理的研究 研究 夾持機(jī)構(gòu) 自由度計(jì)算、運(yùn)動(dòng)副類型、支鉸類型以及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、建模與仿真等問題。 （ 2） 夾持機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)空間的研究 （ 3） 夾持機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究 夾持機(jī)構(gòu) 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括很多內(nèi)容，如機(jī)構(gòu) 的總體布局、安全機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 。 由于本人水平有限，文中的錯(cuò)誤和不足在所難免，懇請各位老師給予批評(píng)和指正。 關(guān)鍵詞： 機(jī)械手； 虛擬樣機(jī)； 夾持機(jī)構(gòu) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 a of be as a be as in in of of (1) on of of of of (2) as , of (3) of as of of my in be to of 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 1 前 言 . 1 題研究背景意義 . 1 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 2 2 并聯(lián)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及工作原理 . 6 聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)概述 . 6 聯(lián)的結(jié)構(gòu)及機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理 . 7 制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理 . 7 持機(jī)構(gòu) 工作空間的分析 . 9 3 夾持機(jī)構(gòu) 主要部件的設(shè)計(jì) . 10 動(dòng)機(jī)選型 . 10 機(jī)的分類 . 10 擇步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算 . 11 動(dòng)結(jié)構(gòu)形式的選擇 . 14 何參數(shù)的計(jì)算 . 14 的設(shè)計(jì)及校核 . 15 承的壽命校核 . 17 爪夾持器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 . 19 爪夾持器種類 . 19 持器設(shè)計(jì)計(jì)算 . 20 持裝置氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算 . 21 步確系統(tǒng)壓力 . 21 缸計(jì)算 . 22 塞桿的計(jì)算校核 . 24 缸工作行程的確定 . 24 塞的設(shè)計(jì) . 25 向套的設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 25 蓋和缸底的計(jì)算校核 . 26 體長度的確定 . 27 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 緩沖裝置的設(shè)計(jì) . 27 壓元件選取及工作原理 . 27 源裝置 . 27 行元件 . 28 制元件 . 29 助元件 . 30 空發(fā)生器 . 31 4 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī) 夾持機(jī)構(gòu) 空間分析 . 32 持機(jī)構(gòu)夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束 . 32 桿桿長約束 . 32 動(dòng)副轉(zhuǎn)角約束 . 32 桿桿間干涉 . 33 定 夾持機(jī)構(gòu) 空間的基本方法 . 33 總 結(jié) . 34 參 考 文 獻(xiàn) . 35 致 謝 . 36 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 X 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 1 前 言 題研究背景 意義 并聯(lián)機(jī)器人與已經(jīng)用的很好、很廣泛的串聯(lián)機(jī)器人相比往往使人感到它并不適合用作機(jī)器人，它沒有那么大的活動(dòng)空間，它活動(dòng)上平臺(tái)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如串聯(lián)機(jī)器人手部來得靈活。的確這種 6構(gòu)的 夾持機(jī)構(gòu) 其工作空間只是一個(gè)厚度不大的蘑菇形空間，位于機(jī)構(gòu)的上方，而表示靈活度的末端件 3 維轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)范圍一般只在 60上下，角度最大也達(dá)不到 90?？墒呛褪澜缟先魏问挛镆粯佣际且环譃?二的，若用并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)比串聯(lián)式的缺點(diǎn)，也同樣令人吃驚。首先，并聯(lián)式結(jié)構(gòu)其末端件上平臺(tái)同時(shí)經(jīng)由 6根桿支承，與串聯(lián)的懸臂梁相比，剛度大多了，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；第二，由于剛度大，并聯(lián)式較串聯(lián)式在相同的自重或體積下有高得多的承載能力；第三，串聯(lián)式末端件上的誤差是各個(gè)關(guān)節(jié)誤差的積累和放大，因而誤差大而精度低，并聯(lián)式?jīng)]有那樣的積累和放大關(guān)系，誤差小而精度高；第四，串聯(lián)式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)大都放在運(yùn)動(dòng)著的大小臂上，增加了系統(tǒng)的慣性，惡化了動(dòng)力性能，而并聯(lián)式則很容易將電動(dòng)機(jī)置于機(jī)座上，減小了運(yùn)動(dòng)負(fù)荷；第五，在位置求解 上，串聯(lián)機(jī)構(gòu)正解容易，但反解十分困難，而 夾持機(jī)構(gòu) 正解困難反解卻非常容易。由于機(jī)器人的在線實(shí)時(shí)計(jì)算是要計(jì)算反解的，這就對串聯(lián)式十分不利，而并聯(lián)式卻容易實(shí)現(xiàn)。 夾持機(jī)構(gòu) 實(shí)質(zhì)上是機(jī)器人技術(shù)與機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，與實(shí)現(xiàn)等同功能的傳統(tǒng)五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)構(gòu)相比， 夾持機(jī)構(gòu) 具有如下優(yōu)點(diǎn)： 剛度重量比大：因采用并聯(lián)閉環(huán)靜定或非靜定桿系結(jié)構(gòu)，且在準(zhǔn)靜態(tài)情況下，傳動(dòng)構(gòu)件理論上為僅受拉壓載荷的二力桿，故傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的單位重量具有很高的承載能力。 響應(yīng)速度快：運(yùn)動(dòng)部件慣性的大幅度降低有效地改善了伺服控制器的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，允許動(dòng)平臺(tái)獲得很高的進(jìn) 給速度和加速度，因而特別適于各種高速數(shù)控作業(yè)。 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：便于可重組和模塊化設(shè)計(jì)，且可構(gòu)成形式多樣的布局和自由度組合。在動(dòng)平臺(tái)上安裝刀具可進(jìn)行多坐標(biāo)銑、鉆、磨、拋光，以及異型刀具刃磨等加工。裝備機(jī)械手腕、高能束源或 像機(jī)等末端執(zhí)行器，還可完成精密裝配、特種加工與 夾持機(jī)構(gòu) 等作業(yè)。 技術(shù)附加值高： 夾持機(jī)構(gòu) 具有 “硬件 ”簡單， “軟件 ”復(fù)雜的特點(diǎn)，是一種技術(shù)附加買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 值很高的機(jī)電一體化產(chǎn)品，因此可望獲得高額的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。 目前，國際學(xué)術(shù)界和工程界對研究與開發(fā) 夾持機(jī)構(gòu) 非常重視，并于 90 年代中期相繼推出結(jié)構(gòu)形式各異的 產(chǎn)品化樣機(jī)。 1994 年在芝加哥國際機(jī)構(gòu)博覽會(huì)上，美國床公司、 司和 司首次展出了稱為 “六足蟲 ”( “變異型 ”(數(shù)控機(jī)構(gòu)與加工中心，引起轟動(dòng)。此后，英國司，俄羅斯 司，挪威 司，日本豐田、日立、三菱等公司 ,瑞士 究所，瑞典 司，丹麥 司，德國亞琛工業(yè)大學(xué)、漢諾威大學(xué)和斯圖加特大學(xué)等單位也研制出不同結(jié)構(gòu)形式的數(shù)控銑床、激光加工和水射流機(jī)構(gòu)、 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)和加工中心。與之相呼應(yīng)，由美國 于 1996 年專門成立了 戶協(xié)會(huì)，并在國際互聯(lián)網(wǎng)上設(shè)立站點(diǎn)。近年來，與 夾持機(jī)構(gòu) 和并聯(lián)機(jī)器人操作機(jī)有關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議層出不窮，例如第 47 49 屆 會(huì)、 1998 1999 年 會(huì)、 25 屆機(jī)構(gòu)學(xué)雙年會(huì)、第 10 屆 界大會(huì)均有大量文章涉及這一領(lǐng)域。由美國國家科學(xué)基金會(huì)動(dòng)議， 1998 年在意大利米蘭召開了第一屆國際并聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)器專題研討會(huì)，并決定第二屆研討會(huì)于 2000 年在美國 密執(zhí)安大學(xué)舉行。 1994 1999 年期間，在歷次大型國際機(jī)構(gòu)博覽會(huì)上均有這類新型機(jī)構(gòu)參展，并認(rèn)為可望成為 21 世紀(jì)高速輕型數(shù)控加工的主力裝備。 我國已將 夾持機(jī)構(gòu) 的研究與開發(fā)列入國家 “九五 ”攻關(guān)計(jì)劃和 863 高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，相關(guān)基礎(chǔ)理論研究連續(xù)得到國家自然科學(xué)基金和國家攀登計(jì)劃的資助。部分高校還將 夾持機(jī)構(gòu) 的研發(fā)納入教育部 211 工程重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，并得到地方政府部門的支持且吸引了機(jī)構(gòu)骨干企業(yè)的參與。在國家自然科學(xué)基金委員會(huì)的支持下，中國大陸地區(qū)從事這方面研究的骨干力量，于 1999 年 6 月在清華大學(xué)召開了我國第一屆并聯(lián) 機(jī)器人與 夾持機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)理論與關(guān)鍵技術(shù)研討會(huì)，對 夾持機(jī)構(gòu) 的發(fā)展現(xiàn)狀、未來趨勢以及亟待解決的問題進(jìn)行了研討。 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 夾持機(jī)構(gòu) 具有高剛度、高承載能力、高速度、高精度、重量輕、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高和模塊化程度高等優(yōu)點(diǎn) ,在要求精密加工的航空航天、兵器、船舶、電子等領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 (1)串聯(lián)結(jié)構(gòu)中的橫梁部件很容易受到彎曲扭矩的作用而產(chǎn)生扭曲變形，從而產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差； (2)由于采用串聯(lián)的方法，因而整個(gè)運(yùn)動(dòng)誤差是每個(gè)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)誤差的累加； (3)由于運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量較重，從而使的運(yùn)動(dòng)慣性增大，運(yùn)動(dòng)速 度收到限制，因而直接影響了 夾持機(jī)構(gòu) 效率； (4)不滿足 夾持機(jī)構(gòu) 的基本原理 阿貝原理； (5)由于受 X， Y， Z 相互垂直導(dǎo)軌的約束，測頭的空間位姿不夠靈活。 圖 通笛卡爾式串聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖 從整個(gè)發(fā)展進(jìn)程不難看出， 夾持機(jī)構(gòu) 技術(shù)是為滿足日益進(jìn)步的制造技術(shù)的需求而不斷向前發(fā)展的，是為先進(jìn)制造技術(shù)而服務(wù)的。近幾年，隨著精益生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬制造、并行工程和逆向工程等各種先進(jìn)制造思想和理論的不斷提出，對 夾持機(jī)構(gòu)機(jī)的 夾持機(jī)構(gòu) 精度、 夾持機(jī)構(gòu) 效率及靈活性等相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)又提出了更高的要求，而傳統(tǒng)的具有笛卡兒坐標(biāo)系結(jié)構(gòu)的三 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)因其自身結(jié)構(gòu)的限制已很難達(dá)到這一要求，于是，各種非笛卡兒式 夾持機(jī)構(gòu) 技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并迅速發(fā)展起來 13。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 圖 種非笛卡爾串聯(lián)機(jī)構(gòu) 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 當(dāng)今國際市場 需求快速變化的特點(diǎn)和 21 世紀(jì)更加個(gè)性化的市場趨勢，促進(jìn)了快速設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展。并聯(lián) 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)是近 30 年發(fā)展起來的一種高效率的新型精密 夾持機(jī)構(gòu) 儀器，克服了傳統(tǒng)串聯(lián) 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)結(jié)構(gòu)布局的固有缺陷，有效地降低重量和提高對生產(chǎn)環(huán)境的適應(yīng)性，滿足了快速多變的市場需求。與常用的串聯(lián) 夾持機(jī)構(gòu)機(jī)相比，它的優(yōu)點(diǎn)是 : (1)并聯(lián)中的可動(dòng)平臺(tái)同時(shí)經(jīng)由 3 根可沿各自軸向伸縮的連桿支撐 ， 從而使整個(gè)系統(tǒng)的剛度較串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比有較大程度的提高 ； (2)各并聯(lián)桿件只承受沿軸向的線性調(diào)節(jié)力的作用 ,因而其運(yùn)動(dòng)誤差小 ， 不易變形 ； (3)夾持機(jī)構(gòu) 中 ,各桿件間不存在誤差累積和放大關(guān)系 ， 容易實(shí)現(xiàn)高精度 夾持機(jī)構(gòu) ； (4)并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)部件的慣性質(zhì)量小 ， 剛度大 ，因而有望實(shí)現(xiàn)高速、 高效率 夾持機(jī)構(gòu) ； (5)可以將 夾持機(jī)構(gòu) 點(diǎn)放置在測長裝置的延長線上 ， 從而減小阿貝誤差對 夾持機(jī)構(gòu) 結(jié)果的影響 ； (6)并聯(lián) 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)測頭的空間位姿靈活 ， 可從任何角度進(jìn)入工作表面 ， 因而對表面形狀復(fù)雜 ,孔隙方位多的零件 夾持機(jī)構(gòu) 比較方便 ； (7)夾持機(jī)構(gòu) 結(jié)果不易受空氣波動(dòng)、 溫度變化等因素的影響 ； (8)不需要復(fù)雜的跟蹤機(jī)構(gòu)、控制裝置等 ； (9)夾持機(jī)構(gòu) 具有 “硬件 ”簡單 ， “軟件 ”復(fù)雜的特點(diǎn) ， 是 一種技術(shù)附加值很高的機(jī)電一體化產(chǎn)品 ,因而渴望獲得高額的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。 由此可以看出 ， 夾持機(jī)構(gòu) 恰好能夠?qū)Υ?lián)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用局限進(jìn)行恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)充 ， 這無疑為新一代 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)的開發(fā)與研制帶來了希望 ， 從而為拓寬 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 域 ， 促進(jìn)產(chǎn)品的多樣化 ， 提高產(chǎn)品的市場競爭力奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。 近年來，以 夾持機(jī)構(gòu) 學(xué)為理論依據(jù)的智能機(jī)器人技術(shù)及計(jì)算機(jī)數(shù)控加工技術(shù)的研究引起了各國學(xué)者的極大興趣，現(xiàn)已成為新的研究熱點(diǎn)，并認(rèn)為是 21 世界極具發(fā)展前景的先進(jìn)技術(shù) 14由于并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)剛性大、運(yùn)動(dòng)速度高、誤差不疊加等獨(dú)特特性 ，因而若將其應(yīng)用于 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)中，將有可能使 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)的 夾持機(jī)構(gòu) 精度及 夾持機(jī)構(gòu) 效率等綜合性能得到很大程度的改善。由此可以看出，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)理論及應(yīng)用研究的興起也為新型 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)的開發(fā)提供了機(jī)遇，所以，開展并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究工作是非常必要的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 2 并聯(lián)機(jī)械手 的結(jié)構(gòu)及工作原理 聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)概述 從 夾持機(jī)構(gòu) 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不難看出， 夾持機(jī)構(gòu)夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)屬于一種新型非笛卡兒式夾持機(jī)構(gòu) 系統(tǒng)。傳統(tǒng)的笛卡兒式 夾持機(jī)構(gòu) 系統(tǒng)對空間位置坐標(biāo)的 夾持機(jī)構(gòu) 是直接通過三個(gè)相互垂直的長度基準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)的，也就是說，這種 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)的 夾持機(jī)構(gòu) 模型是直接建立在直角坐標(biāo)系基礎(chǔ)之上的，因而該 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)具有 夾持機(jī)構(gòu) 建模容易， 夾持機(jī)構(gòu) 結(jié)果直觀、數(shù)據(jù)處理簡單、符合大多數(shù)工件 夾持機(jī)構(gòu) 的需要等優(yōu)點(diǎn)。而對于由并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)所組成的并聯(lián) 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)來說，其測頭處的空間位置坐標(biāo)是有若干個(gè)并聯(lián)調(diào)節(jié)器的長度基準(zhǔn)和連接上下平臺(tái)的球形副（或轉(zhuǎn)動(dòng)副）的角度基準(zhǔn)來表述的，由于這些變量參數(shù)之間的關(guān)系是非線性，所以與普通直角型 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)相比 夾持機(jī)構(gòu)夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)的 夾持機(jī)構(gòu) 建模問題就變得十分復(fù)雜。 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是指上、下平臺(tái)用 2 個(gè)或 2 個(gè)以上分支相連，機(jī)構(gòu)具有 2 個(gè)或 2個(gè)以上自由度，且以并聯(lián)方式 驅(qū)動(dòng)的空間閉環(huán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。由于并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有剛度重量比大，運(yùn)行速度高、末端執(zhí)行器位姿靈活、誤差不疊加、結(jié)構(gòu)簡單、易于模塊化設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn) ，因而在許多領(lǐng)域都已得到廣泛的應(yīng)用。例如：德國漢諾威、斯圖加特大學(xué)及不倫瑞克大學(xué)等已先后將并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于激光加工、機(jī)構(gòu)、普通裝配及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中。國內(nèi)一些知名大學(xué)，如清華大學(xué)、天津大學(xué)、東北大學(xué)、燕山大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)等等，也正在開展 夾持機(jī)構(gòu) 方面的研究工作。 實(shí)際上， 夾持機(jī)構(gòu)夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)的 夾持機(jī)構(gòu) 建模問題就是 夾持機(jī)構(gòu) 的正運(yùn)動(dòng)求解問題。所謂正運(yùn)動(dòng)求解，就是在已知 夾持機(jī)構(gòu) 中各運(yùn) 動(dòng)副的位置參數(shù)及各并聯(lián)調(diào)節(jié)器桿長變化量的情況下，來計(jì)算末端執(zhí)行器（如測頭）出的空間位置坐標(biāo)。由空間機(jī)構(gòu)學(xué)理論可知并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)的位置反解比較容易，但其位置正解卻相當(dāng)復(fù)雜，到目前為止，也只能給出其數(shù)值解，且明顯存在多解現(xiàn)象。 我們通過對 夾持機(jī)構(gòu)夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)的布局結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，即將連接上下活動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)副以等邊三角形的方式進(jìn)行排列，從而使個(gè)運(yùn)動(dòng)副之間的相互關(guān)系簡潔化，然后充分利用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)約束和集合約束關(guān)系，建立由對應(yīng)機(jī)構(gòu)組成的并聯(lián) 夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)的夾持機(jī)構(gòu) 模型。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 聯(lián)的結(jié)構(gòu)及機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理 本文所研究的 夾持機(jī)構(gòu) 的結(jié) 構(gòu)見圖 26。由圖 以看出，該主要由上下 2個(gè)平臺(tái)和連桿組成。 從機(jī)構(gòu)的連接方式不難看出 ， 三個(gè)中間連桿的運(yùn)動(dòng)是相互關(guān)聯(lián)和制約的 ， 而不是相互分立的 ， 因此 ， 這種機(jī)構(gòu)屬于并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 。 夾持機(jī)構(gòu) 的工作原理十分簡單，它是通過移動(dòng)副的調(diào)節(jié)器來控制移動(dòng)副的伸縮，使連桿長度發(fā)生變化，從而使測頭移動(dòng)至測點(diǎn)位置，然后再由安裝在移動(dòng)副內(nèi)的長度 夾持機(jī)構(gòu) 裝置測出桿長的變化量，并以此為依據(jù)，計(jì)算出測點(diǎn)處的空間坐標(biāo)。 圖 持機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡圖 制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理 夾持機(jī)構(gòu)夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)的控制與 夾持機(jī)構(gòu) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2示： 由圖可以看出來，該 夾持機(jī)構(gòu)夾持機(jī)構(gòu) 機(jī)的控制與 夾持機(jī)構(gòu) 系統(tǒng)主要由三個(gè)基本單元組成，它們是： 理器單元，伺服電機(jī)控制單元和 夾持機(jī)構(gòu) 數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)單元。 理單元主要完成數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、幾何尺寸計(jì)算和三維形體的重建買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 等，同時(shí)還負(fù)責(zé)向其他兩個(gè)單元發(fā)送控制指令，以便協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作。伺服電機(jī)控制單元?jiǎng)t主要是依據(jù) 算機(jī)所發(fā)送的控制指令對三個(gè)伺服電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，從而確保他們按實(shí)際要求正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 夾持機(jī)構(gòu) 數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)單元主要用于完成對三個(gè)線性刻度尺（例如光柵尺、激光干涉儀等）輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行記數(shù)，并將計(jì)數(shù)結(jié)果存儲(chǔ)到對應(yīng)的三個(gè)存儲(chǔ)器中，以便于 算機(jī)進(jìn)行讀取。 圖 制與 夾持機(jī)構(gòu) 系統(tǒng)框圖 上述控制與 夾持機(jī)構(gòu) 系統(tǒng)的工作原理可簡述如下： 當(dāng)操作人員通過計(jì)算機(jī)鍵盤（或其他鍵控開關(guān)）向計(jì)算機(jī)發(fā)出控制命令后， 。當(dāng)三個(gè)伺服電機(jī)接受到正確的指令信息后，即驅(qū)動(dòng)各自的滾珠絲杠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)相應(yīng)的移動(dòng)副按實(shí)際要求進(jìn)行伸縮，使測頭向目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)；同時(shí)，隨著移動(dòng)副的伸縮，與之相連的線性長度記錄儀（如光柵尺等）開始輸出計(jì)數(shù)脈沖，并由三個(gè) 32 位的計(jì)數(shù)器分別進(jìn)行計(jì)數(shù)。若測頭移動(dòng)過程中，連桿或運(yùn)動(dòng)副出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，則驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將立即向計(jì)算機(jī)反饋信息，以便通知計(jì)算機(jī)及時(shí)調(diào)整三個(gè)伺服電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)修正測頭的運(yùn)行軌跡，從而確保測頭安全、柔性地到達(dá) 夾持機(jī)構(gòu) 點(diǎn)位置。 當(dāng)測頭與被測目標(biāo)點(diǎn)接觸的一剎那，測頭的微動(dòng)開關(guān)將產(chǎn)生一觸發(fā)脈沖，并將其反饋給 算機(jī)作為采樣觸發(fā)信號(hào)。 算機(jī)接收到該采樣指令后，則向 32 位計(jì)數(shù)器發(fā)出讀數(shù)指令，隨后便將計(jì)數(shù)器中的三個(gè)脈沖計(jì)數(shù)值讀入處理器，經(jīng)相應(yīng)處理軟件計(jì)算后，得到該 夾持機(jī)構(gòu) 點(diǎn)處的實(shí)際空間坐標(biāo)值，從而完成一次坐標(biāo)采樣過程。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 持機(jī)構(gòu) 工作空間的分析 工作空間（ 設(shè)給定參考點(diǎn) C 是動(dòng)平臺(tái)執(zhí)行器的端點(diǎn)，工作空間是該端點(diǎn)在空間可以達(dá)到的所有點(diǎn)的集合。 完全工作空間（ 動(dòng)平臺(tái)上執(zhí)行器端 點(diǎn)可從任何方向（位姿）到達(dá)的點(diǎn)的集合。 定向工作空間（ 動(dòng)平臺(tái)在固定位姿時(shí)執(zhí)行器端點(diǎn)可以到達(dá)的點(diǎn)的集合。 最大工作空間（ 動(dòng)平臺(tái)執(zhí)行器端點(diǎn)可到達(dá)的點(diǎn)的最大集合，并考慮其具體位姿。 完全工作空間和定向工作空間都是最大工作空間的子集 . 另外，工作空間是 夾持機(jī)構(gòu) 的重要特性，影響它的大小和形狀的因素主要有以下三個(gè)： 桿長的限制，桿件長度的變化是受到其結(jié)構(gòu)限制的，每一桿件的長度必須小于最大桿長，大于最小桿長。 轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)角的限制，各種鉸鏈 ，包括球鉸接和萬向鉸接的轉(zhuǎn)角都受到結(jié)構(gòu)研制的，每一鉸鏈的轉(zhuǎn)角都應(yīng)小于最大轉(zhuǎn)角。 桿件的尺寸干涉，連接動(dòng)平臺(tái)和固定平臺(tái)的桿件都具有幾何尺寸，因此各桿件之間在運(yùn)動(dòng)過程中可能發(fā)生相互干涉。設(shè)桿件是直徑為 D 的圓柱體，兩相鄰桿件軸線之間的距離為 D。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 3 夾持機(jī)構(gòu) 主要部件的設(shè)計(jì) 動(dòng)機(jī)選型 機(jī)的分類 1按工作電源分類根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電源的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。其中交流電動(dòng)機(jī)還分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。 2按結(jié)構(gòu)及工作原理分類電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為 異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。 同步電動(dòng)機(jī)還可分為永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同電動(dòng)機(jī)。 異步電動(dòng)機(jī)可分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又分為三相異步電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)和罩極異步電動(dòng)機(jī)。交流換向器電動(dòng)機(jī)又分為單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)。 直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為無刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)。有刷直流電動(dòng)機(jī)可分為永磁直流電動(dòng)機(jī)和電磁直流電動(dòng)機(jī)。電磁直流電動(dòng)機(jī)又分為串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。永磁直流電動(dòng)機(jī)又分為稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)、 鐵氧體永磁直流電動(dòng)機(jī)和鋁鎳鈷永磁直流電動(dòng)機(jī)。 3按起動(dòng)與運(yùn)行方式分類電動(dòng)機(jī)按起動(dòng)與運(yùn)行方式可分為電容起動(dòng)式電動(dòng)機(jī)、電容盍式電動(dòng)機(jī)、電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)和分相式電動(dòng)機(jī)。 4按用途分類電動(dòng)機(jī)按用途可分為驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)。 驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)又分為電動(dòng)工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴(kuò)孔等工具）用電動(dòng)機(jī)、家電（包括洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、吸塵器、照相機(jī)、電吹風(fēng)、電動(dòng)剃須刀等）用電動(dòng)機(jī)及其它通用小型機(jī)械設(shè)備（包括各種小型、小型機(jī)械、醫(yī)療器械、電子儀器等 ）用電動(dòng)機(jī)。 控制用電動(dòng)機(jī)又分為電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)等。 5按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動(dòng)機(jī)）。 6按運(yùn)轉(zhuǎn)速度分類電動(dòng)機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可分為高速電動(dòng)機(jī)、低速電動(dòng)機(jī)、恒速電動(dòng)機(jī)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)。 低速電動(dòng)機(jī)又分為齒輪減速電動(dòng)機(jī)、電磁減速電動(dòng)機(jī)、力矩電動(dòng)機(jī)和爪極同步電動(dòng)機(jī)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 等。 調(diào)速電動(dòng)機(jī)除可分為有級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、無級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、有級(jí)變速電動(dòng)機(jī)和無極變速電動(dòng)機(jī)外，還可分為電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)、直流調(diào)速電動(dòng) 機(jī)、 頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。 擇步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算 機(jī)構(gòu)工作時(shí)，需要克服摩擦阻力矩、工件負(fù)載阻力矩和啟動(dòng)時(shí)的慣性力矩。 根據(jù)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式 15： 慣負(fù)摩總 （ 總摩 （ 啟慣 g （ 啟負(fù)負(fù)負(fù) （ 2221 （ 2 （ 22212 23 （ （ 式中： 總M偏轉(zhuǎn)所需力矩（ Nm）； 摩擦阻力矩（ Nm）； 負(fù)載阻力矩（ Nm）； 慣M啟動(dòng)時(shí)慣性阻力矩（ Nm）； 負(fù)J工件負(fù)載對回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ kg J 對回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ kg 偏轉(zhuǎn)角速度（ s）； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 m 質(zhì)量（ 負(fù)載質(zhì)量（ 啟t啟動(dòng)時(shí)間（ s）； 部分材料密度（ kg/ v 手腕偏轉(zhuǎn)末端的線速度（ m/s）。 根據(jù)已知條件： 8.0v m/s， R m， R m， 12.0l m，t s，采用的材料假定為鑄鋼，密度 kg/ 將數(shù)據(jù)代入計(jì)算得： 221 23 lvr/s 0 3 2 2221223 222 kg負(fù)負(fù)負(fù) Nm 啟慣 g Nm 總慣負(fù)摩總 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 MNm 因?yàn)閭鲃?dòng)是通過減速器實(shí)現(xiàn)的，所以查取手冊 15得： 彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 ； 滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率 （一對）； 減速器傳動(dòng)效率 ； 計(jì)算得傳動(dòng)的裝置的總效率 8501.0a。 電機(jī)在工作中實(shí)際要求轉(zhuǎn)矩 總電Nm （ 根據(jù)計(jì)算得出的所需力矩，結(jié)合北京和利時(shí)電機(jī)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的 90 系列的五相混合型步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和矩頻特性曲線，如圖 圖 示 ,選擇90號(hào)的步進(jìn)電機(jī)。 圖 90進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 圖 0 步進(jìn)電機(jī)矩頻特性曲線 動(dòng)結(jié)構(gòu)形式的選擇 該減速器是電傳動(dòng)減速的諧波齒輪裝置。要求其傳動(dòng)比較大結(jié)構(gòu)簡單緊湊效率較高承載力較高通用性良好。 選擇減速比： 00 因此本設(shè)計(jì)方案所選的結(jié)構(gòu)形式為剛輪固定波發(fā)生器主動(dòng)和柔輪從動(dòng)比較合適。為了便于采用標(biāo)準(zhǔn)刀具來加工柔輪和剛輪，特選取壓力角 200 的漸開線齒廓。 何參數(shù)的計(jì)算 齒數(shù)的確定 柔輪齒數(shù)： 2001002 r 剛輪齒數(shù)： 2 0 22 0 02 ， 則 柔輪分度圓直徑： 0 02 0 鋼輪分度圓直徑： 0 12 0 柔輪齒圈處的厚度： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 0)42 0 075(10)475( 441 重載時(shí)，為了增大柔輪的剛性， 允許將 1 計(jì)算值增加 20%，即 柔輪筒體壁厚： 為了提高柔輪的剛度，取 輪齒寬度： r 輪轂凸緣長度： 15) 取 4 柔輪筒體長度： r 1 0 0,1 2 0801 0 0) 取 輪齒過渡圓角半徑： 為了減少應(yīng)力集中，以提高柔輪抗疲勞能力，取 由于采用壓力角 200 的漸開線齒廓，傳動(dòng)的嚙合參數(shù)可按考慮到構(gòu)件柔度的計(jì)算公式，即按如下公式進(jìn)行計(jì)算。 的 設(shè)計(jì) 及校核 考慮到軸的載荷較大，材料選用 45,熱處理調(diào)質(zhì)處理 ,取材料系數(shù) 1120 有該軸的最小軸徑為 : 333 1 03= 1 5 考慮到鍵槽的影響，所以 值為 17體結(jié)構(gòu)如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 圖 的受力模型簡化 (見圖 7)及受力計(jì)算 圖 的受力分析 知： 4 0 0 02222222 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 6 5 3 22221222122 9 9 0 12221122112承的壽命校核 鑒于調(diào)整間隙的方便 ,軸承均采用正裝 年即 12480h. 校核步驟及計(jì)算結(jié)果見下