SC750三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙+答辯畢業(yè)論文】

買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 目錄 前 言 . 2 第一章 緒 論 . 5 言 . 5 業(yè)機(jī)器人的含義 . 6 題背景與意義 . 7 業(yè)機(jī)器人的組成 . 8 業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì) . 10 第二章 軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方 案 . 14 械手的設(shè)計(jì)方法 . 14 械手的選擇與分析 . 15 角坐標(biāo)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法 . 15 械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 21 器人的總體設(shè)計(jì) . 21 械手的傳動(dòng)部件設(shè)計(jì) . 22 械手的臂部設(shè)計(jì) . 23 軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) . 24 第三章 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析 . 25 業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析 . 25 器人的運(yùn)動(dòng)概述 . 25 器人的驅(qū)動(dòng)方式 . 27 第四章 軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人零件的設(shè)計(jì) . 36 服電機(jī)的選擇 . 36 速機(jī)的選擇 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 輪齒條的選擇 . 38 軌的選擇 . 46 第五章 結(jié)論 . 48 致 謝 . 49 參 考 文 獻(xiàn) . 50 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 前 言 進(jìn)入 21 世紀(jì)后 ,司開發(fā)成功了配備有視覺(jué)傳感器和力覺(jué)傳感器的智能機(jī)器人 。 到現(xiàn)在已擁有可搬運(yùn)質(zhì)量從 2 的種類豐富的商品系列 。 隨后 ， 司又開發(fā)了運(yùn)用這 一智 能機(jī) 器人 的長(zhǎng) 時(shí)間 連續(xù) 機(jī)械 加工 系統(tǒng) 機(jī)器 人單 元 。 在整個(gè)加 工工 序中 加工 作業(yè) 本身 使用 數(shù)控 機(jī)床 進(jìn)行 自動(dòng) 化加 工已 經(jīng)非常普遍了 。 但是 ，附帶作業(yè)， 毛比如在加工中心的夾具上進(jìn)行加工材料裝卸的作業(yè) ， 以及去 毛刺邊 ， 清洗等作業(yè)中的很多部分 ， 現(xiàn)在還是依靠人工來(lái)完成 。 機(jī)器人單元使用智能機(jī)器人 ， 不但實(shí)現(xiàn)了這些作業(yè)的自動(dòng)化 ， 而且在世界上最早實(shí)現(xiàn)了 。 小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)加工 ， 現(xiàn)在在 司的工廠共運(yùn)轉(zhuǎn)著 13 套這樣的機(jī)器人單元 。 機(jī)器人單元使用了兩種控制裝置 也就是 機(jī)器人控制器我們現(xiàn)在正在開發(fā)使這兩種控制裝置都可以單獨(dú)地顯示雙方狀態(tài)的功能 ， 以進(jìn)一步推進(jìn)機(jī)床和機(jī)器人的融合 。 1 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 隨著我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高 ， 在機(jī)械加工與制造領(lǐng)域 ， 以及各種裝配與包裝自動(dòng)化生產(chǎn)線上機(jī)械手的應(yīng)用已相當(dāng)普遍 機(jī)械手通常擔(dān)負(fù)著上料下料等加工任務(wù) 。 由于 序控制具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠 ， 控制靈活方便等特點(diǎn) ， 而且從 生之日起 其最 基本 最普 遍的 應(yīng)用 領(lǐng)域 就是 在工 業(yè)環(huán) 境下 的順 序控 制 ，因此 ， 基于 序控制的機(jī)械手在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用 。 機(jī)器人是一種很特別的生產(chǎn)工具，因此，機(jī)器人應(yīng)用的范圍十分廣泛。這些應(yīng)用可以被劃分為 3 類：材料處理、材料搬運(yùn)和裝配。在材料處理中，機(jī)器人用工具來(lái)加工和處理原材料。例如，機(jī)器人工具可包括鉆頭，從而可以在原始材料上執(zhí)行鉆孔操作。材料搬運(yùn)包括裝載零件。這些操作可以由機(jī)器人可靠地重 復(fù)執(zhí)行，因此提高了質(zhì)量，減少了廢料損失。裝配是機(jī)器人技術(shù)的另一個(gè)廣泛應(yīng)用。自動(dòng)裝配系統(tǒng)能合并自動(dòng)測(cè)試、機(jī)器人自動(dòng)控制和機(jī)械處理，以減少勞動(dòng)成本，提高產(chǎn)量，消除人工操作的危險(xiǎn)性。 第一章 緒 論 言 工業(yè)機(jī)器人是一種提高制造業(yè)生產(chǎn)力的工具。 他誕生于 20 世紀(jì) 60年代 ,在 20世紀(jì) 90年代得到迅速發(fā)展 ,是最先產(chǎn)業(yè)化的機(jī)器人技術(shù) 它可以承擔(dān)那些對(duì)人類可能有危險(xiǎn)的工作。 它是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù) ,是當(dāng)代研究十分活躍、應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。它的出現(xiàn)是為了適應(yīng)制造業(yè)規(guī)?；a(chǎn) ,解決單調(diào)、重復(fù)的體力勞動(dòng)和提高生產(chǎn)質(zhì)量而代替人工作業(yè)。 最早的工業(yè)機(jī)器人就曾用來(lái)在核能發(fā)電廠中更換核燃料棒。工業(yè)機(jī)器人也能在裝配線上工作，如安裝印刷電路板上的電子元器件。這樣人們就可以從這種單調(diào)的工作中解脫出來(lái)。機(jī)器人還能拆除炸彈，為傷殘人服買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 務(wù)，為我們的社會(huì)做各種各樣的工作。 7在我國(guó) ,工業(yè)機(jī)器人的真正使用到現(xiàn)在已經(jīng)接近 20 多年了 ,已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)、引進(jìn)到自主開發(fā)的轉(zhuǎn)變 ,促進(jìn)了我國(guó)制造業(yè)、勘探業(yè)等行業(yè)的發(fā)展。 機(jī) 械 手 作 為 自 動(dòng) 生 產(chǎn) 線 中 的 重 要 設(shè) 備 ,已成為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱之一 , 可傳統(tǒng)的機(jī)械手 ,采用繼電器 - 控制器控制氣壓系統(tǒng) ,其 控制 系 統(tǒng) 復(fù) 雜 ,大 量的 接 線 使 系 統(tǒng) 的 可靠 性 降 低 ,設(shè) 備的 工作效 率下降 , 自動(dòng) 化程度 不高 ,安全系 數(shù)低 利用法與 制技術(shù)改造傳統(tǒng)的機(jī)械手 ,研制一種智能機(jī)械手 已 成 為 當(dāng) 今 工 業(yè) 生 產(chǎn) 自 動(dòng) 化 研 究 的 主 流 外 國(guó) 資 料 統(tǒng) 計(jì) , 8 在工業(yè)控制中 80% 都采用 0%,應(yīng)用于數(shù)據(jù)管理占 20%,用于生產(chǎn)管理占 18%,用于人機(jī)接占 22% 工業(yè)領(lǐng)域已占主 導(dǎo)地位 研究機(jī)械手的 智能控制對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制有重要意義 . 9 在理論上，隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展，人類活動(dòng)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，機(jī)器人應(yīng)有正迅速向社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域擴(kuò)展，也從制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)向非制造領(lǐng)域，各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品隨之出現(xiàn)。 軸伺服機(jī)械手的設(shè)計(jì)，不但在技術(shù)上可以追蹤機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)，而且還可以填補(bǔ)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用的空白，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)水平的提高和產(chǎn)業(yè)化水平的發(fā)展。 10 本次設(shè)計(jì)是根據(jù)對(duì)工業(yè)三自由度機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)的分析和探討，進(jìn)行三自由度工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵在于三軸（臂）的傳 動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 業(yè)機(jī)器人的含義 工業(yè)機(jī)器人的定義為：一種能夠自動(dòng)定位控制，可重復(fù)編程的，多功能的，多自由度的操作機(jī)。工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。自從 1962 年美國(guó)研制出世界上第一買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 臺(tái)工業(yè)機(jī)器人以來(lái)，機(jī)器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快，已成為柔性制 造 系 統(tǒng) ( 自 動(dòng) 化 工 廠 ( 計(jì) 算 機(jī) 集 成 制 造 系 統(tǒng) (自動(dòng)化工具。 機(jī)械手是一種能模擬人的手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序軌跡極其它要求，實(shí) 現(xiàn)抓取，搬運(yùn)工件或操做工具的自動(dòng)化裝置。在我國(guó)由于大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人所執(zhí)行的工作為模擬人的手臂而工作，因而通常把工業(yè)機(jī)器人稱做操作機(jī)械手。 智能機(jī)器人是機(jī)器人的發(fā)展方向，它具有智能系統(tǒng)，主要是感覺(jué)裝置、視覺(jué)裝置和語(yǔ)言識(shí)別裝置等。 具有觸覺(jué)、力覺(jué)或簡(jiǎn)單的視覺(jué)的工業(yè)機(jī)器人，能在較為復(fù)雜的環(huán)境下工作；如具有識(shí)別功能或更進(jìn)一步增加自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)功能，即成為智能型工業(yè)機(jī)器人。它能按照人給的 “ 宏指令 ” 自選或自編程序去適應(yīng)環(huán)境，并自動(dòng)完成更為復(fù)雜的工 作。 題背景與意義 由于工業(yè)自動(dòng)化的全面發(fā)展和科學(xué)技 術(shù)的不斷提高，對(duì)工作效率的提高迫在眉睫。單純的手工勞作已滿足不了工業(yè)自動(dòng)化的要求，因此，必須利用先進(jìn)設(shè)備生產(chǎn)自動(dòng)化機(jī)械以取代人的勞動(dòng)，滿足工業(yè)自動(dòng)化的需求。其中機(jī)械手是其發(fā)展過(guò)程中的重要產(chǎn)物之一，它不僅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)的效率，還能代替人類完成高強(qiáng)度、危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動(dòng)強(qiáng)度，可以說(shuō)是一舉兩得。在機(jī)械行業(yè)中，機(jī)械手越來(lái)越廣泛的得到應(yīng)用，它可用于零部件的組裝，加工工件的搬運(yùn)、裝卸，特別是在自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更為普遍。目前，機(jī)械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)柔性制造單元 的一個(gè)重要 組成部分。 本次設(shè)計(jì)研究的意義有： 1、 可提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度，應(yīng)用機(jī)械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。 2、 可以改善勞動(dòng)條件、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 善了工人的勞動(dòng)條件。在一些動(dòng)作簡(jiǎn)單但又重 復(fù)作業(yè)的操作中，以機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。 3、 可以減少人力，并便于有節(jié)奏地生產(chǎn)。 4、 本課題研究的機(jī)械手機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要采用一個(gè)伺服電機(jī)和兩個(gè)氣缸控制機(jī)械手在三個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)上料動(dòng)作，成本相對(duì)其它機(jī)械手比較低且控制容易。 畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)四年的一個(gè)總結(jié)。通過(guò)對(duì) 養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基本理論、基本知識(shí)和基本方法和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)讓我們對(duì)軟件的使用有了更深的認(rèn)識(shí)，是我們踏上工作崗位之后手中多了一份 籌碼，而且，通過(guò)自身對(duì)課題的研究和小組的討論，增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，提高了我們的實(shí)踐能力。 業(yè)機(jī)器人的組成 工 業(yè) 機(jī) 器 人 一般 由執(zhí) 行 系 統(tǒng) 、 驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng) 、 控 制 系 統(tǒng)和 人工 智能系統(tǒng)組成。如圖 1示。目前，具有人工智能系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人即智能機(jī)器人還處于研究實(shí)驗(yàn)階段。而應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際的多數(shù)是那些具有執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人。 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 圖 1 器人的一般組成 要機(jī)器 人 像 人 一樣拿取東 西，最簡(jiǎn)單的基本條 件 是 要 有一套類似 于指、腕、臂、關(guān)節(jié)等 部 分 組 成的抓取 和 移 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)；像肌肉那樣使手臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動(dòng)作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了機(jī)器人的性能。 對(duì)于現(xiàn)代智能機(jī)器人而言，還具有智能系統(tǒng)，主要是感覺(jué)裝置、視覺(jué)裝置和語(yǔ)言識(shí)別裝置等。目前研究主要集中在賦予機(jī)器人“眼睛”，使它能識(shí)別物體和躲避障礙物，以及機(jī)器人的觸覺(jué)裝置。機(jī)器人的這些組成部分并不是各自獨(dú)立的，或者說(shuō)并不是簡(jiǎn)單的疊加在一起，從而構(gòu)成一個(gè)機(jī)器人的。要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人所期望實(shí)現(xiàn)的功能，機(jī)器人的各部分之間必然還存在著相互關(guān)聯(lián)、相互影響和相互制約。它們之間的相互關(guān)系如圖 1示。 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 圖 1器人各組成部分之間的關(guān)系 機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人賴以完成工作任務(wù)的實(shí)體，通常由連桿和關(guān)節(jié)組成，由驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務(wù)。驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供機(jī)器人各關(guān)節(jié)所需要的動(dòng)力，傳動(dòng)系統(tǒng)則將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為滿足機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩和運(yùn)動(dòng)所要求的驅(qū)動(dòng)力或力矩。有的文獻(xiàn)則把機(jī)器人分為機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。其中的機(jī)械系統(tǒng)又叫操作機(jī) (相當(dāng)于本文中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分。 業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì) 一、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程 早在 1954 年 美 國(guó) 喬 治 德 沃 爾 首 次 設(shè) 計(jì) 出 第 一 臺(tái) 電 子 程 序可編的工業(yè)機(jī)器人，并于 1961 年發(fā)表了該項(xiàng)專利。 1962年美國(guó)通 用汽 車公 司投 入使 用， 標(biāo)志 著第 一代 機(jī)器 人誕 生。 從 此機(jī) 器人 開始 成為 人類 生活 中的 現(xiàn)實(shí) 。 之后 日本 使工 業(yè)機(jī) 器人 得到 迅速的發(fā)展。目前，日本已成為世界上工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量和擁有量最多的國(guó)家。 80 年代，世界上生產(chǎn)技術(shù)的高度自動(dòng)化和集成化，使工業(yè)機(jī)器人得以進(jìn)一步發(fā)展 ，并在這個(gè)時(shí)代起著十分重要的作用。 第一代機(jī)器人，一般指工業(yè)上大量使用的可編程機(jī)器人及遙控操作機(jī)?？删幊虣C(jī)器人可根據(jù)操作人員所編程序完成一些簡(jiǎn)單重復(fù)性作業(yè)。遙控操作機(jī)制每一步動(dòng)作都要靠操作人員發(fā)出。 1982年，美國(guó)通用汽車公司在裝配線上為機(jī)器人裝備了視覺(jué)系統(tǒng)，從而宣告了第二代機(jī)器人 感知機(jī)器人的問(wèn)世。這代機(jī)器人，帶有外部傳感器，可進(jìn)行離線編程。能在傳感系統(tǒng)支持下，具有不同程度感知環(huán)境并自行修正程序的功能。第三代機(jī)器人為自治機(jī)器人，正在各國(guó)研制和發(fā)展。它不但具有感知功能，還具有一定決策和規(guī)劃能力。能根據(jù) 人的命令或按照所處環(huán)境自行做出決策規(guī)劃動(dòng)作即按任務(wù)編程。 我國(guó)機(jī)器人研究工作起步較晚，從 “ 七五 ” 開始國(guó)家投入資金，對(duì)工業(yè)機(jī)器及其零部件進(jìn)行攻關(guān)，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機(jī)買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 器 人 成 套技 術(shù) 的開發(fā) 和 研 制。 1986 年 國(guó) 家 高技 術(shù)研 究發(fā) 展 計(jì)劃開始實(shí)施，智能機(jī)器人主題跟蹤世界機(jī)器人技術(shù)的前沿，經(jīng)過(guò)幾年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特種機(jī)器人 我 國(guó)工業(yè)機(jī)器人起步于 70年代初期，經(jīng)過(guò) 20多年的發(fā)展，大致經(jīng)歷了 3個(gè)階段： 70年代的萌芽期， 80年代的開發(fā)期和 90年代的適用化期。 70年代是世界科技發(fā)展的一 個(gè)里程碑：人類登上了月球，實(shí)現(xiàn)了 金星 、 火星 的軟著陸。我國(guó)也發(fā)射了 人造衛(wèi)星 。世界上工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用掀起一個(gè)高潮，尤其在日本發(fā)展更為迅猛，它補(bǔ)充了日益短缺的勞動(dòng)力。在這種背景下，我國(guó)于 1972年開始研制自己的工業(yè)機(jī)器人。 進(jìn)入 80年代后，在高技 術(shù)浪潮的沖擊下，隨著改革開放的不斷深入，我國(guó)機(jī)器人技術(shù)的開發(fā)與研究得到了政府的重視與支持?！?七五 ” 期間，國(guó)家投入資金，對(duì)工業(yè)機(jī)器人及其零部件進(jìn)行攻關(guān)，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機(jī)器人成套技術(shù)的開發(fā)，研制出了噴涂、點(diǎn)焊、弧焊和搬運(yùn)機(jī)器人。 1986年國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（ 863計(jì)劃）開始實(shí)施，智能機(jī)器人主題跟蹤世界 機(jī)器人 技術(shù)的前沿，經(jīng)過(guò)幾年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特種機(jī)器人。 從 90年代初期起，中國(guó)的國(guó) 民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入實(shí)現(xiàn)兩個(gè)根本轉(zhuǎn)變時(shí)期，掀起了新一輪的經(jīng)濟(jì)體制改革和技術(shù)進(jìn)步熱潮，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人又在實(shí)踐中邁進(jìn)一大步，先后研制出了點(diǎn)焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運(yùn)、包裝碼垛等各種用途的工業(yè)機(jī)器人，并實(shí)施了一批機(jī)器人應(yīng)用工程，形成了一批機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地，為我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ)。 中國(guó)工業(yè)機(jī)器人經(jīng)過(guò)“七五”攻關(guān)計(jì)劃、“九五”攻關(guān)計(jì)劃和863計(jì) 劃 的 支 持 已 經(jīng) 取 得 了 較 大 進(jìn) 展 ,工 業(yè) 機(jī) 器 人 市 場(chǎng) 也 已 經(jīng) 成熟 ,應(yīng)用上已經(jīng)遍及各行各業(yè)。 雖然中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在不斷的進(jìn)步中，但和國(guó)際同行相比，差距依舊明顯。從市場(chǎng)占有率來(lái) 說(shuō)，更無(wú)法相提并論。工業(yè)機(jī)器人很多核心技術(shù)，目前我們尚未掌握，這是影響我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要瓶頸。 我國(guó)未來(lái)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)有 :第一 ,危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境作業(yè)機(jī)器人 :主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測(cè)、油汽管道買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 等機(jī)器人 ;第二 ,醫(yī)用機(jī)器人 :主要有腦外科手術(shù)輔助機(jī)器人 ,遙控操作輔助正骨等 ;第三 ,仿生機(jī)器人 :主要有移動(dòng)機(jī)器人 ,網(wǎng)絡(luò)遙控操作機(jī)器人等。其發(fā)展趨勢(shì)是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。 二 、工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)、生產(chǎn)中的應(yīng)用 工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng) 時(shí)間作業(yè)，或是危險(xiǎn)惡劣環(huán)境下的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機(jī)械加工、金屬制品業(yè)和簡(jiǎn)單裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完成對(duì)人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。在日、美、西歐等一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家中，工業(yè)機(jī)器人得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 三 、 工業(yè)機(jī)器人在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用 隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域日益在擴(kuò)大，其應(yīng)用范圍已不限于工業(yè)，還用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、原子能工業(yè)、醫(yī)療、福利事業(yè)、海洋和深空探測(cè)等事業(yè)中。 四 、工 業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì) 機(jī)器人是先進(jìn)制造技術(shù)和自動(dòng)化裝備的典型代表，是人造機(jī)器的 “ 終極 ” 形式。它涉及到機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域，是多種高新技術(shù)發(fā)展成果的綜合集成，因此它的發(fā)展與眾多學(xué)科發(fā)展密切相關(guān)。當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)主要有： （一） 工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機(jī)價(jià)格不斷下降。 （二） 機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化；有關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方 式構(gòu)造機(jī)器人。 （三） 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于 的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化，網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日漸小巧，采用模塊化結(jié)構(gòu)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 （四） 機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，視覺(jué)、力覺(jué)、聲覺(jué)、觸覺(jué)等多傳感器的融合技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 （五） 機(jī)器人化機(jī)械開始興起。從 94年美國(guó)開發(fā)出 “ 虛擬軸機(jī)床 ” 以來(lái)這種新型裝置已成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)之一，紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。 總體趨勢(shì) 是，從狹義的機(jī)器人概念向廣義的機(jī)器人技術(shù)概念轉(zhuǎn)移，從工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)向解決方案業(yè)務(wù)的機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。機(jī) 器人 技術(shù) 的內(nèi) 涵已 變?yōu)?靈 活應(yīng) 用機(jī) 器人 技術(shù) 的、 具有 實(shí)際 動(dòng)作功能的智能化系統(tǒng)。機(jī)器人結(jié)構(gòu)越來(lái)越靈巧，控制系統(tǒng)愈來(lái)愈小，其智能也越來(lái)越高，并正朝著一體化方向發(fā)展。 五、 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與前景 自從 20世紀(jì) 60年代人類制造了第一臺(tái)工業(yè) 機(jī)器人 以來(lái)，機(jī)器人就顯示出 了極強(qiáng)的生命力。經(jīng)過(guò) 40年的飛速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、物流、制造業(yè)等諸多領(lǐng)域中。 盡管如此，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化卻存在著巨大的問(wèn)題。除了眾多歷史原因造成制造業(yè)水平低下的原因外，更多的是對(duì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的認(rèn)識(shí)和定位上 存在著不同觀點(diǎn)。 首先，我國(guó)基礎(chǔ)零部件制造能力差。雖然我國(guó)在相關(guān)零部件方面有了一定的基礎(chǔ)，但是無(wú)論從質(zhì)量、產(chǎn)品系列全面，還是批量化供給方面都與國(guó)外存在較大的差距。特別是在高性能交流伺服電機(jī)和精密減速器方面 的差距尤其明顯，因此造成關(guān) 鍵 零部件的進(jìn)口，影響了我國(guó)機(jī)器人的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。 第二，中國(guó)的機(jī)器人還沒(méi)有形成自己的品牌。雖然已經(jīng)擁有一批企業(yè)從事機(jī)器人的開發(fā)，但是都沒(méi)有形成較大的規(guī)模，缺乏市場(chǎng)的品牌認(rèn)知度，在機(jī)器人市場(chǎng)方面一直面臨國(guó)外機(jī)器人品牌的打壓。國(guó)外機(jī)器人作為成熟的產(chǎn)業(yè)采用整機(jī)降價(jià)，吸引國(guó)內(nèi)企業(yè)購(gòu)買，而在后續(xù)的維護(hù)備件費(fèi)用很高的策略，逐步占領(lǐng)中國(guó)市場(chǎng)。 第三，國(guó)家 認(rèn)識(shí)不到位，在鼓勵(lì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品方面的政策少。工業(yè)機(jī)器人的制造及應(yīng)用水平，代表了一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)水平，我們必須從國(guó)家高度認(rèn)識(shí)發(fā)展中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的重要性，這是我國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的重要手段和途徑。 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 第二章 軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 械手的設(shè)計(jì)方法 機(jī)械手是一種能模擬人的手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序軌跡極其它要求，實(shí)現(xiàn)抓取，搬運(yùn)工件或操做工具的自動(dòng)化裝置。在我國(guó)由于大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人所執(zhí)行的工作為模擬人的手臂 而工作，因而通常把工業(yè)機(jī)器人稱做操作機(jī)械手。 機(jī)械手的特點(diǎn)： （ 1） 對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng) 能代替人從事危險(xiǎn)，有害的工作。買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 在長(zhǎng)時(shí)間工作對(duì)人體有害的場(chǎng)所，機(jī)械手不受影響，只要根據(jù)工作環(huán)境進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾徒Y(jié)構(gòu)，機(jī)械手就可以在異常高溫或低溫，異常壓力和有害氣體，粉塵，放射線作用下，以及沖壓，滅等危險(xiǎn)環(huán)境中勝任工作。 （ 2） 機(jī)械手能持久，耐勞，可以把人從繁重單調(diào)的勞動(dòng)中解放出來(lái)，并能擴(kuò)大和延伸人的功能。 （ 3） 由于機(jī)械手的動(dòng)作準(zhǔn)確，因此可以穩(wěn)定和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)又可以避免人為 的操作錯(cuò)誤。 （ 4） 機(jī)械手特點(diǎn)是通過(guò)用工業(yè)機(jī)械手的通用性，靈活性好，能很好的適應(yīng)產(chǎn)品的不斷變化，以滿足柔性生產(chǎn)的需要。 械手的選擇與分析 為 實(shí) 現(xiàn) 機(jī) 器 人 的 末 端 執(zhí) 行 器 在 空 間 的 位 置 而 提 供 的 3個(gè)自由度，可以有不同的運(yùn)動(dòng)組合，通?？梢詫⑵湓O(shè)計(jì)成圓柱坐標(biāo)型、直角坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)型 、平面關(guān)節(jié)型五種形式。 直 角 坐標(biāo) 型 直 角 坐 標(biāo) 型機(jī) 器人 ， 其 運(yùn) 動(dòng) 部分 的三 個(gè) 相 互垂直的直線組成，其工作空間為長(zhǎng)方體，它在各個(gè)軸向的移動(dòng)距離可在坐標(biāo)軸上直接讀出，直觀性強(qiáng)，易于位置和姿態(tài)的編程計(jì)算，定位精度高，結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，但機(jī)體所占空間大，靈活性較差。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求， 三軸同時(shí)可以模擬操作員取出動(dòng)作，并可以沿著規(guī)定路徑連續(xù)運(yùn)動(dòng)，因此 選擇 直角 坐標(biāo)型。 角坐標(biāo)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法 (一 ) 直角坐標(biāo)機(jī)器人概念： 工業(yè)應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、運(yùn)動(dòng)自由度建成空間直角關(guān)系、多用途的操作機(jī)。他能夠搬運(yùn)物體、操作工具，以完成各種作業(yè)。關(guān)于機(jī)器人的定義隨著科技的不斷發(fā)展，在不斷的完善，直角坐標(biāo)機(jī)器人作為機(jī)器人的一種，其含義也在不斷的完善中。 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 圖 2型 直角坐標(biāo)機(jī)器人 （二） 直角坐 標(biāo)機(jī)器人的特點(diǎn)： 1、自由度運(yùn) 動(dòng)，每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度之間的空 間夾角為直角； 2、自動(dòng)控制 的，可重復(fù)編程，所有的運(yùn)動(dòng)均 按程序運(yùn)行； 3、一般由控制 系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、操作工具等組成。 4、靈活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。 5、高可靠性、高速度、高精度。 6、可用于惡劣的環(huán)境，可長(zhǎng)期工作，便于操作維修。 （三） 直角坐標(biāo)機(jī)器人的應(yīng)用： 因末端操作工具的不同，直角坐標(biāo)機(jī)器人可以非常方便的用作各種自動(dòng)化設(shè)備，完成如焊接、搬運(yùn)、上下 料、包裝、碼垛、拆垛、檢測(cè)、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂、目標(biāo)跟隨、排爆等一系列工作。特別適用于多品種、便批量的柔性化作業(yè)，對(duì)于穩(wěn)定提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 圖 2角坐標(biāo)機(jī)器人的 應(yīng)用 隨著 直角坐標(biāo)機(jī)器人的 應(yīng)用越來(lái)越廣泛， 直角坐標(biāo)機(jī)器人的設(shè)計(jì)工作日益顯得重要。成功的設(shè)計(jì)一臺(tái)直角坐標(biāo)機(jī)器人涉及到很多方面的工作，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、伺服控制等等。 （四） 機(jī)器人設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 1、機(jī)器人 的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的工作，工作量很大，涉及的知識(shí)面很多，往往需要多人完成。 2、機(jī)器人設(shè)計(jì)是面向客戶的設(shè)計(jì)，不是閉門造車。設(shè)計(jì)者需要經(jīng)常和用戶在一起，不停分析用戶要求，尋求解決方案。 3、機(jī)器人設(shè)計(jì)是面向加工的設(shè)計(jì)，再好的設(shè)計(jì)，如果工廠不能加工出產(chǎn)品，設(shè)計(jì)也是失敗的，設(shè)計(jì)者需要掌握大量的加工工藝及加工手段。 4、機(jī)器人設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷完善的過(guò)程。 （五）機(jī)器人設(shè)計(jì)流程： 1、使用要求的分析：每一個(gè)機(jī)器人都是根據(jù)特定的要求的產(chǎn)生而設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)的第一步就是要將使用要求分析清楚，確定設(shè)計(jì)時(shí)需 要考慮的參數(shù)，包括： 1)復(fù)定位精度； 2)載特性； 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 3)自由度的運(yùn)動(dòng)行程； 4)減速特性； 5)作的關(guān)聯(lián)； 6)裝方式； 7)行壽命； 其他特殊要求； 2、 機(jī)械模型初建：機(jī)器人從機(jī)械結(jié)構(gòu)分大體可分為龍門結(jié)構(gòu)、壁掛結(jié)構(gòu)，垂掛結(jié)構(gòu)，根據(jù)安裝空間的要求選擇不同的結(jié)構(gòu)，每種結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性、運(yùn)動(dòng)特性都是 不一樣的。后續(xù)的設(shè)計(jì)必須是基于一個(gè)確定的結(jié)構(gòu)。 圖 2器人的基本結(jié)構(gòu)圖 3、 速 度 ： V=S/t 最 大 速 度 ：速度 /減速度： a=F/m 其中： S 為運(yùn)動(dòng)行程 t 為定位運(yùn)動(dòng)時(shí)間 F 加速時(shí)的驅(qū)動(dòng)力 M 運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量和 4、力學(xué)特性分析 一個(gè)機(jī)器人是由許多定位單元組成的，每根定位系統(tǒng)都要分析。需要分析的項(xiàng)目如下： 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 圖 2學(xué)分析圖 水平推力 正壓力 壓力 x、 、機(jī)械強(qiáng)度校核： 每個(gè)定位單元，每個(gè)梁都要進(jìn)行校核，尤其雙端支撐梁和懸臂梁。 1） 撓度變形計(jì)算 圖 2度變形圖 F：負(fù)載（ N）； L：定位單元長(zhǎng)度（ E：材料彈性模量； I：材料截面慣性矩 ( 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 f：撓度形變（ 注意：在計(jì)算撓度形變時(shí)，梁的自重產(chǎn)生的變形不能忽視，梁的自重按均布載荷計(jì)算。 以上公式計(jì)算的是靜態(tài)形變，實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)闄C(jī)器人一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，必須計(jì)算加速力產(chǎn)生的形變，形變直接影響機(jī)器人的運(yùn)行 精度。 2）扭轉(zhuǎn)形變計(jì)算： 當(dāng)一根梁的一端固定，另一端施加一個(gè)繞軸扭矩后，將產(chǎn)生扭曲變形。實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生該形變的原因一般是負(fù)載偏心或有繞軸加速旋轉(zhuǎn)的物體存在。 6、 驅(qū)動(dòng)元件選擇 常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有：交流 /直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直線伺服電機(jī) /直線伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 每一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都由電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器兩部分組成。驅(qū)動(dòng)器的作用是將弱電信號(hào)放大，將其加載在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的強(qiáng)電上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電機(jī)則是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成精確的速度及角位移。 需要計(jì)算的項(xiàng)目如下： 電機(jī)功率： 電機(jī)扭矩： 電機(jī)轉(zhuǎn)速： 減速機(jī)減速比 電機(jī)慣量 /負(fù)載慣量的匹配關(guān)系 圖 2轉(zhuǎn)力矩分析圖 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 7、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在完成了前面六項(xiàng)工作后，一個(gè)直角坐標(biāo)機(jī)器人定位系統(tǒng)的雛形就已經(jīng)在設(shè)計(jì)者的頭腦中形成了，接下來(lái)的工作就是將雛形畫成工程圖，以便生產(chǎn)。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡具有不確定性，靈活多變，往往在一個(gè)位置不存在位置干涉，但到下一個(gè)位置就干涉了。 8、設(shè)備壽命校核 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，要對(duì)整臺(tái)設(shè)備進(jìn)行壽命計(jì)算，核心元件的壽命到要計(jì)算，如機(jī)器人軌道的壽命，減速機(jī)的壽命，伺服電 機(jī)的壽命等。 機(jī)器人的運(yùn)行壽命與運(yùn)行速度、負(fù)載大小、結(jié)構(gòu)形式、工作環(huán)境、工作制等有關(guān)。 如果發(fā)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)行壽命太短，需要重新調(diào)整設(shè)計(jì)。 以上為一個(gè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)方法，至于控制系統(tǒng)部分這里不加說(shuō)明。 械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置是帶動(dòng)操作機(jī)個(gè)運(yùn)動(dòng)臂的動(dòng)力源。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分，工業(yè)機(jī)械手的性價(jià)比在很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)方案及其裝置。根據(jù)動(dòng)力源的不同，工業(yè)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)大致可分為液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等。 器人的總體設(shè)計(jì) (一 ) 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工業(yè)機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題是選擇由連桿件和運(yùn)動(dòng)副組成的坐標(biāo)形式。本次設(shè)計(jì)的三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的坐標(biāo)形式是直角坐標(biāo)式機(jī)器人，主要完成 3 軸可以同時(shí)模擬操作員取出動(dòng)作，能連續(xù)運(yùn)動(dòng)并有 C 軸水平旋轉(zhuǎn)功能。 （二）傳動(dòng)方式 傳動(dòng)方式選擇是指選擇驅(qū)動(dòng)源及傳動(dòng)裝置與關(guān)節(jié)部件的連接形式和驅(qū)動(dòng)形式，主要包括：（ 1）直接連接傳動(dòng)：驅(qū)動(dòng)源或帶有機(jī)械傳動(dòng)裝置直接與關(guān)節(jié)相連。（ 2）遠(yuǎn)距離連接傳動(dòng)：驅(qū)動(dòng)源通過(guò)遠(yuǎn)距離機(jī)械傳動(dòng)后與關(guān)節(jié)相連。（ 3）間接驅(qū)動(dòng)：驅(qū)動(dòng)源經(jīng)一個(gè)買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 速比遠(yuǎn)大于 1 的機(jī)械裝置與關(guān) 節(jié)相連。（ 4）直接傳動(dòng)：驅(qū)動(dòng)源不經(jīng)過(guò)中間環(huán)節(jié)或經(jīng)過(guò)一個(gè)速比等于 1 的機(jī)械傳動(dòng)這樣的中間環(huán)節(jié)與關(guān)節(jié)相連。 （三）模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模 塊 化機(jī) 器人 是有一 些 標(biāo)準(zhǔn) 化、 系列化 的 模塊 件通 過(guò)具有 特殊功能的結(jié)合部用積木拼接的方式組成一個(gè)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。模塊化設(shè)計(jì)是指基本模塊設(shè)計(jì)和結(jié)合部設(shè)計(jì)。模塊化工業(yè)機(jī)器人主要的特點(diǎn)是：經(jīng)濟(jì)性、靈活性。 （四）材料的選擇 與一般機(jī)械設(shè)備相比，機(jī)器人結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性是十分重要的，這是材料選擇的出發(fā)點(diǎn)。材料選擇的基本要求是：強(qiáng)度高、彈性模量大、重量輕、阻尼大、材料價(jià)格低。 械手的傳動(dòng)部件設(shè)計(jì) 傳動(dòng)部件是驅(qū)動(dòng)源和機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)連接的橋梁，是工業(yè)機(jī)器人的重要部件。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度、加速度（減速度）特性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、精度、承載能力很大程度上是取決于傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)的合理性和優(yōu)劣。因此，關(guān)節(jié)傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)是工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一。 1）移動(dòng)關(guān)節(jié)導(dǎo)軌 工業(yè)機(jī)器人對(duì)移動(dòng)導(dǎo)軌的要求 移 動(dòng) 關(guān) 節(jié) 導(dǎo) 軌 的 目 的 是 在 運(yùn) 動(dòng) 過(guò) 程 中 保 證 位 置 精 度 和 導(dǎo) 向 ,對(duì)移動(dòng)導(dǎo)軌有如下要求 : 1 間隙小或者能消除間隙； 2 再垂直于運(yùn)動(dòng)方向上的剛度高； 3 摩擦系數(shù)低并不隨速度變化 ; 4 高阻尼； 5 移動(dòng)導(dǎo)軌和其輔助元件尺寸小、慣 量低。 移動(dòng)關(guān)節(jié)導(dǎo)軌主要分類：普通滑動(dòng)導(dǎo)軌、液壓動(dòng)壓滑動(dòng)導(dǎo)軌、液壓靜壓滑動(dòng)導(dǎo)軌、氣浮導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。 上面介紹的導(dǎo)軌中，前兩種具有結(jié)果結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)，但是必須有間隙以便潤(rùn)滑，但是間隙的存在又將會(huì)引起坐標(biāo)的變化和有效負(fù)載的變化，在低速時(shí)候容易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。第三種靜壓滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生預(yù)載荷，能完全消除間隙，具有高剛度、低摩擦、高阻尼等優(yōu)點(diǎn)，但是它需要單獨(dú)的液壓系統(tǒng)和回收買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 潤(rùn)滑油的機(jī)構(gòu)。第四種氣浮導(dǎo)軌不需要回收潤(rùn)滑油的機(jī)構(gòu)，但是剛度和阻尼較低。第五種滾動(dòng)導(dǎo)軌在工業(yè)機(jī)器人導(dǎo)軌種用的是最廣泛，具有很多的優(yōu)點(diǎn) :1 摩擦小 ,特別是不隨速度變化 ;2 尺寸小 ;3 剛度高承載能力大 ;4 精度和精度保持度高 ;5 潤(rùn)滑簡(jiǎn)單 ;6 容易制造成標(biāo)準(zhǔn)件 ;7 易加預(yù)載，消除間隙，增加剛度等等。但是 ,滾動(dòng)導(dǎo)軌用在機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)也存在著缺點(diǎn) :1 阻尼低 ;2 對(duì)臟物比較敏感 . 2）傳動(dòng)件的定位及消隙傳動(dòng)件的定位主要有： 1 電氣開關(guān)定位 2 機(jī)械擋塊定位 3 伺服定位系統(tǒng)定位 傳動(dòng)件的消隙主要有： 1 消隙齒輪 2 柔性齒輪消隙 3 對(duì)稱傳動(dòng)消隙 4 偏心機(jī)構(gòu)消隙 5 齒廓彈性覆層消隙 械手的臂部設(shè)計(jì) 工業(yè)機(jī)器人臂部設(shè)計(jì)的基本要求： 1、剛度高。為了防止臂部在運(yùn)動(dòng)過(guò) 程中產(chǎn)生過(guò)大的變形，手臂的截面形狀要合理選擇。工字形截面彎曲剛度一般比截面大；空心管的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度都比實(shí)心軸大得多，所以常用鋼管作臂桿及導(dǎo)向桿，用工字鋼和槽鋼作支撐板。 2、導(dǎo)向性好。為防止手臂在直線運(yùn)動(dòng)中，沿運(yùn)動(dòng)軸線發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，或設(shè)置導(dǎo)向裝置，或設(shè)計(jì)方形，花鍵等形式的臂桿。 3、重量輕。為提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度，要盡量減小臂部運(yùn)動(dòng)部分的重量，以減小整個(gè)手臂對(duì)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 4、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)定位精度高。 除了臂部設(shè)計(jì)上要求力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕外，同時(shí)要采用一定形式的緩沖措施。 常用的臂部結(jié)構(gòu)有： 1、手部直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 機(jī)器人手臂的伸縮，橫向移動(dòng)均屬于直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)手臂往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)形式比較多，常用的有活塞油（氣）缸，齒輪齒條機(jī)構(gòu)，絲杠螺母機(jī)構(gòu)以及連桿機(jī)構(gòu)等。由于活塞（氣）缸的體積買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 小，重量輕，因而在機(jī)器人結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的比較多。 軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 1、 完美的重現(xiàn)性和定位精度。 軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)采用先進(jìn)的高精度的主要機(jī)構(gòu)部件。三軸采用最先進(jìn)的伺服馬達(dá)和最高等級(jí)低背隙減速機(jī)。 2、具有 高剛性，高精度，防塵防落物，經(jīng)濟(jì)耐用 等特點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu) 緊湊輕巧，運(yùn)動(dòng)響應(yīng)快，速度高?？梢蕴峁┒喾N組合方式，裝配和維護(hù)簡(jiǎn)單，操作容易。 3、三軸運(yùn)動(dòng)采用最先進(jìn)的伺服馬達(dá)和最高等級(jí)低背隙的減速機(jī)（展現(xiàn)出完美的重現(xiàn)性與定位精度）三軸運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)皆采用高剛性的齒輪加齒排的機(jī)構(gòu)。 圖 軸伺服機(jī)構(gòu)整體效果圖 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 第三章 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析 業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析 器人的運(yùn)動(dòng)概述 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，可從工業(yè)機(jī)器人的自由度，工作空間和機(jī)械結(jié)構(gòu)類型等三方面來(lái)討論。 1、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度 所謂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度是指確定一個(gè)機(jī)器人操作位置時(shí)所需要的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目，它是表示機(jī)器人動(dòng)作靈活程度的參數(shù)。 本設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人具有轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副兩種運(yùn)動(dòng)副，具有 C 軸水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， X 軸和 Z 軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)三自由度。 2、機(jī)器人的工作空間和機(jī)械結(jié)構(gòu)類型 （ 1） 工作空間 工作空間是指機(jī)器人正常運(yùn)行時(shí)，手部參考點(diǎn)能在空間活動(dòng)的最大范圍，是機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)。本次設(shè)計(jì)所用的 術(shù)參數(shù)及 構(gòu)圖如下： 參數(shù)及 構(gòu)圖如下 ： 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 （ 2）機(jī)械結(jié)構(gòu)類型 直角坐標(biāo)型機(jī)器人為本設(shè)計(jì)所采用方案，這種運(yùn)動(dòng)形式是自由度運(yùn)動(dòng)，每個(gè)運(yùn)動(dòng)之間都是直角關(guān)系，共三個(gè)自由度組成的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，工作空間是垂直的。它是自動(dòng)控制的，可以通過(guò)編程使各部分協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，這種機(jī)器人運(yùn)動(dòng)靈活，有高可靠性、高速度和高精度。同時(shí)它們還可以在惡劣環(huán)境下工作，可長(zhǎng)期工作，便于操作與維修。 器人的驅(qū)動(dòng)方式 1、液壓驅(qū)動(dòng) 分類 : 從 運(yùn) 動(dòng) 形 式 來(lái) 分 分 為 直 線 驅(qū) 動(dòng) 如 直 線 運(yùn) 動(dòng) 液 壓 缸 和旋 轉(zhuǎn)驅(qū) 動(dòng)如 液壓 馬達(dá) ,擺動(dòng) 液壓 缸 . 從 控制 水平 的高 低來(lái) 分分 為開 環(huán)控 制液 壓系 統(tǒng)和 閉環(huán) 控制 液壓 系統(tǒng) 圍 : 液壓 系統(tǒng) 具買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢 14951605 或 1304139763 有 較大 的功 率體 積比 ,適合 于大 負(fù)載的 情形 . 液壓 驅(qū)動(dòng)的 本質(zhì) 優(yōu)點(diǎn)在于它的安全性 . 2、氣壓驅(qū)動(dòng) : 分類 :直線 氣缸 ,擺動(dòng) 汽 缸及 旋轉(zhuǎn) 氣動(dòng)馬 達(dá) 圍 : 適合于 節(jié) 拍 快 ,負(fù) 載 小 且 精 度 要 求 不 高 的 場(chǎng) 合 (因 為 空 氣 具 有 可 壓 縮性 ). 3、電力驅(qū)動(dòng) : 分類 : 按照電機(jī)的工作原理不同分為伺服電機(jī) ,直流伺服電機(jī) ,無(wú)刷電機(jī)等 適用范圍 :適合于中等負(fù)載 ,特別適合于動(dòng)作復(fù)雜 ,運(yùn)動(dòng)軌跡嚴(yán)格的各類機(jī)器人 置的 質(zhì) 量 盡可能要輕 效率高 要求力 質(zhì) 量 比 和 力 矩 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 比 要 大 . 動(dòng)作平滑 ,不 產(chǎn) 生 沖 擊 位移偏差和速度偏差小 操作維修方便等 . 一般情況下機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇是物料搬運(yùn)用有限點(diǎn)位控制的程序控制機(jī)器人，重負(fù)載用液壓驅(qū)動(dòng)，中等載荷可選用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，輕載荷可選用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。沖壓機(jī)器人多用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 電 動(dòng) 驅(qū)動(dòng) 隨 著 低 慣 量 、直 流伺 服 電 機(jī) 及 配套 的伺 服 驅(qū) 動(dòng)器的廣泛采用，這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被大量選用 。 本次設(shè)計(jì)所采用的驅(qū)動(dòng)方式有兩種。 其中 X 軸和 Y 軸是使用電機(jī)來(lái)提供動(dòng)力 ,電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng) 齒 輪轉(zhuǎn)動(dòng)， 齒 輪帶動(dòng) 齒條 分配 各 軸 直線移動(dòng)；另外 Z 方向是通過(guò)直線氣缸直接驅(qū)動(dòng) Z