摘 要機(jī)器人技術(shù)是機(jī)電一體化產(chǎn)品，碼垛機(jī)器人成為一個(gè)領(lǐng)先的研究課題。運(yùn)用在不同領(lǐng)域，如機(jī)械，電子，信息理論，人工智能，生物學(xué)和計(jì)算機(jī)，知識(shí)等諸多領(lǐng)域的發(fā)展機(jī)械接頭端的設(shè)計(jì)，機(jī)器人也導(dǎo)致了這些學(xué)科的發(fā)展。碼垛型機(jī)器人是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，工藝多碼垛運(yùn)動(dòng)的一個(gè)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)更多的領(lǐng)域進(jìn)行合作研究。機(jī)械，電子，信息理論，人工智能，知識(shí)和生物和計(jì)算機(jī)許多學(xué)科，但其發(fā)展的多機(jī)構(gòu)銜接所需組合碼垛也促成了這些學(xué)科的發(fā)展。本文采用在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的垛機(jī)器人，并完成圖紙和零件圖總裝配圖。為機(jī)器人模型的要求被分析以估計(jì)電機(jī)的每個(gè)碼垛，充分的設(shè)得所需要的轉(zhuǎn)矩和功率。完成碼垛型機(jī)器人的程序設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)學(xué)模型操盤(pán)分析，檢查，分析機(jī)器人模型，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)機(jī)器人模型做的過(guò)程中強(qiáng)度的關(guān)鍵部件，繪制 3D 圖。關(guān)鍵詞：機(jī)械臂，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，垛機(jī)器人，機(jī)械臂，電機(jī)1AbstractRobotics is a mechatronic products, palletizing robot into a leading research. Used in different fields, such as machinery, electronics, information theory, artificial intelligence, biology and computer knowledge, and many other developments in the field of mechanical coupling end design, the robot also led to the development of these disciplines. Palletizing robot is a typical mechatronic products, processes more than a hot arm palletizing motion movement more areas of collaborative research. Many disciplines mechanics, electronics, information theory, artificial intelligence, knowledge and biological and computer, but the development of its multi-agency convergence desired combination of stacking also contributed to the development of these disciplines.In this paper, the structural design of lightweight gypsum wallboard palletizing robot and complete drawings and part drawings assembly drawing. To require each robot model are analyzed to estimate the motor palletizing, full set was required torque and power. Complete palletizing robot programming, design, structural design, manipulator kinematics model analysis, inspection, analysis robot models, key components design and production process of doing robot model intensity, plotted in Fig. 3D.Keywords: arm, structural design, lightweight gypsum wallboard palletizing robot motor1目 錄摘 要 IIAbstract.11 緒論.31.1 課題的背景、來(lái)源及意義.31.2 碼垛機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程及發(fā)展趨勢(shì).31.3 課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容.42 總體方案設(shè)計(jì).52.2 碼垛碼垛機(jī)器人工程概述52.3 工業(yè)碼垛碼垛機(jī)器人總體設(shè)計(jì)方案論述52.4 碼垛機(jī)器人機(jī)械傳動(dòng)原理62.5 碼垛機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì)72.6 本章小結(jié)83 碼垛機(jī)器人大臂部結(jié)構(gòu).93.1 大臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求93.2 大臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)103.3 大臂電機(jī)及減速器選型103.4 減速器參數(shù)的計(jì)算113.5 承載能力的計(jì)算.143.5.1 柔輪齒面的接觸強(qiáng)度的計(jì)算.143.5.2 柔輪疲勞強(qiáng)度的計(jì)算.154 小臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).204.1 手指的相關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算204.2 手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核204.3 結(jié)構(gòu)分析214.4 計(jì)算分析.224.5 腕部設(shè)計(jì)234.5.1 手腕偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)計(jì)算.234.5.2 手腕俯仰驅(qū)動(dòng)計(jì)算.324.5.3 電動(dòng)機(jī)的設(shè)得.324.6 小臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)334.7 小臂電機(jī)及減速器選型334.7.1.傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式的設(shè)得344.7.2.幾何參數(shù)的計(jì)算354.8 凸輪波發(fā)生器及其薄壁軸承的計(jì)算354.8.1 柔輪齒面的接觸強(qiáng)度的計(jì)算364.8.2 柔輪疲勞強(qiáng)度的計(jì)算364.9 軸結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)384.10 軸的受力分析及計(jì)算384.11 軸承的壽命校核39總 結(jié).42參考文獻(xiàn).43致 謝.4431 緒論1.1課題的背景、來(lái)源及意義 在過(guò)去的幾十年里，經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和中國(guó)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，機(jī)器人碼垛機(jī)，焊接，涂裝，焊接，在碼垛，由涂料行業(yè)的測(cè)量，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。這個(gè)機(jī)器人，但你必須從三維的自由程度，你將能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器的許多擬人化的操作和功能。工業(yè)機(jī)器人是在工業(yè)應(yīng)用中的機(jī)器人，它是一種典型的機(jī)電裝置。工具工業(yè)機(jī)器人，將在托盤(pán)和重新編程的多功能泰國(guó)宮機(jī)器人管理等材質(zhì)的一部分使用。這是采用全自動(dòng)控制，推動(dòng)人工智能等多學(xué)科，傳感器信息，微電子，計(jì)算機(jī)和組合的最新研究機(jī)加工，是精密的機(jī)器?；谒^堆棧碼垛技術(shù)，它編碼該材料堆，以達(dá)到一個(gè)單位，這是自動(dòng)化技術(shù)物流一種新技術(shù)，層壓板材的響應(yīng)，堆疊，運(yùn)輸?shù)奶囟▓D案的堆疊我們想起來(lái)，被整合裝卸，儲(chǔ)存等物流活動(dòng)的單位。傳輸對(duì)象，它是要在一個(gè)堆棧和零件的形式，以及正常的對(duì)象中，除了對(duì)象和液體散裝以節(jié)省更多的項(xiàng)目，要，可以節(jié)省空間?？焖俚奈锪?，技術(shù)開(kāi)發(fā)的快速發(fā)展，而且比堆疊技術(shù)更廣泛，尤其是在惡劣的環(huán)境中，人為的或困難的局面。包裝該堆棧從機(jī)器人操作，工廠(chǎng)環(huán)境和用戶(hù)，安全性，和其他對(duì)象類(lèi)型的需求的各個(gè)方面，克服這些困難，變得越來(lái)越困難的任務(wù)，碼垛設(shè)備，如這一點(diǎn)，總是，比如我們的軟件，我們努力提高的電流需求改善的靈活性。它是垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人飲料，特殊功能，并會(huì)在其他領(lǐng)域，廣泛碼垛機(jī)器人石油，化工，食品加工中使用。在該順序?qū)盈B，可以配置其他參數(shù)，以滿(mǎn)足要求的包裝材料的包裝盤(pán)主類(lèi)型。機(jī)器人碼垛技術(shù)是開(kāi)發(fā)高性能的堆疊技術(shù)要求的封裝技術(shù)用于自動(dòng)自動(dòng)化材料處理稱(chēng)重，要提出的改進(jìn)是重要的設(shè)備之一。為了防止對(duì)彈性變形并碼垛的機(jī)器人手臂的損壞，就必須有一定量的剛性和強(qiáng)度的。堆疊手腕高的要求，重量其準(zhǔn)確性。為了滿(mǎn)足您的堆疊和產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)的一部分，機(jī)器人碼垛堆放要求的要求，生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化?；诮?jīng)濟(jì)一套機(jī)械結(jié)構(gòu)的與它的強(qiáng)度，機(jī)械，電子，軟件，硬件，和整體堆垛機(jī)器人，和分析傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的組合的功能設(shè)計(jì)。1.2 碼垛機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程及發(fā)展趨勢(shì) 80 年代以來(lái)，隨著碼垛機(jī)器人， “七月”的狀態(tài)下，中國(guó)通過(guò)“8 5”科技的協(xié)助下，經(jīng)過(guò) 10 多年的發(fā)展，中國(guó)在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域取得了巨大成就。機(jī)器人，機(jī)器人的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，可分為三代。第一個(gè)機(jī)器人，或 NC 教育播放設(shè)備，還是沒(méi)有方案的可能，外部環(huán)境，以及內(nèi)部和外部傳感器的一代，第二代機(jī)器人沒(méi)有反饋任何東西，你得到的信息你可以。有沒(méi)有在人工智能應(yīng)用在那里，你可以機(jī)器人 - 不僅與環(huán)境的強(qiáng)相互作用，網(wǎng)上適應(yīng)性;第三代機(jī)器人，智能，能夠感測(cè)與外部環(huán)境的信息傳感器，可以讓你了解。堆垛機(jī)器人當(dāng)前使用主要有以下兩個(gè)方面。惡劣和危險(xiǎn)的工作環(huán)境條件。有害于企業(yè)的健康要做到這一點(diǎn)，很多人的工作，閃爍，或不會(huì)威脅到生命安全的區(qū)域，有什么不適合。例如，匹配新聞管理，采礦，鍛造等。第二個(gè)是自動(dòng)化生產(chǎn)。為了，以便機(jī)器人碼垛卸載，在抓取部件等操作，重新取向，以便加載和卸載，可以使用堆疊。機(jī)器人的簡(jiǎn)單的挑選和地方操作，作業(yè)的機(jī)器人導(dǎo)向部分，你必須是太自由，你是為了增加它的靈活性，它需要大量的自由。工業(yè)機(jī)器人需要消除不良工作位置，降低勞動(dòng)成本，提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高制造過(guò)程的靈活性，減少?gòu)U物管理，速度更快，成本減少，存貨周轉(zhuǎn)率和風(fēng)險(xiǎn)。工業(yè)機(jī)器人，發(fā)達(dá)國(guó)家，工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)取發(fā)展，創(chuàng)新發(fā)展，目前的發(fā)展是在生產(chǎn)$ 4。兩年銷(xiāo)售階段是高達(dá) 10 十億日元巨大的產(chǎn)業(yè)，工業(yè)機(jī)器人的世界這是。盡管如此，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，我們將繼續(xù)擴(kuò)大，我們將進(jìn)入一個(gè)新的領(lǐng)域。中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用前景非常廣闊。然而，相對(duì)薄弱的工業(yè)基礎(chǔ)，廉價(jià)的勞動(dòng)力，豐富，帶來(lái)了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展有些困難。沿著中國(guó)國(guó)情，只是為了推廣，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。為了降低成本，提高的重要途徑，以提高機(jī)器人的動(dòng)作速度準(zhǔn)確性及模塊化特征標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)器人的可靠性。近幾年，中國(guó)將繼續(xù)把重點(diǎn)放在模塊化工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。這是通過(guò)使用從零件和組件裝配標(biāo)準(zhǔn)化模塊進(jìn)行。除了各種工業(yè)機(jī)器人，伺服馬達(dá)，傳感器，手臂，手腕，在體內(nèi)使用時(shí)，它已經(jīng)被標(biāo)準(zhǔn)化。該機(jī)器人操作的復(fù)雜性，新的微觀(guān)機(jī)制日益復(fù)雜的工作，以確保自由的新的移動(dòng)裝備的發(fā)展程度，手臂和手指的發(fā)展是經(jīng)營(yíng)環(huán)境的改善，以滿(mǎn)足機(jī)器人操作關(guān)節(jié)的精確度，需要的是準(zhǔn)確的迫切需要。1.3 課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容 作為這種設(shè)計(jì)，和設(shè)計(jì)的主要的內(nèi)容，是機(jī)器人碼垛的研究，1）機(jī)器人發(fā)展歷史，了解當(dāng)前形勢(shì)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，把握碼垛機(jī)器人的基本組件的機(jī)械和結(jié)構(gòu)特性。2）碼垛機(jī)器人，我們可以設(shè)計(jì)的整體方案。最好的選擇使用，比較設(shè)計(jì)的一部分。該程序后，請(qǐng)檢查所有的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。的材料，設(shè)計(jì)臂，應(yīng)力分析的共同選擇，手腕電機(jī)，軸承的設(shè)計(jì)中，一個(gè)耦合的選擇包括，銷(xiāo)連接，選擇檢查軸承，和選擇驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的螺釘，檢查的軸承;：電機(jī)，滾動(dòng)耦合引導(dǎo)和滑動(dòng)的選擇。選擇臀部電機(jī)，聯(lián)軸器，軸承類(lèi)型。52 總體方案設(shè)計(jì)2.2 碼垛碼垛機(jī)器人工程概述碼垛碼垛機(jī)器人是一個(gè)技術(shù)集成的跨學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的機(jī)器，機(jī)制，機(jī)械，氣動(dòng)，液壓技術(shù)，檢測(cè)技術(shù)等領(lǐng)域。在科人找出有效解決組合問(wèn)題綜合工程被稱(chēng)為“系統(tǒng)工程”。手臂多碼垛運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，例如，系統(tǒng)工程，應(yīng)作為一個(gè)綜合的方法來(lái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)外關(guān)系的系統(tǒng)，并從整個(gè)有機(jī)聯(lián)系的手臂運(yùn)動(dòng)環(huán)境的研究，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)部部分多接頭。從復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)，包括一定的規(guī)則的功能系統(tǒng)結(jié)合多個(gè)子系統(tǒng)，它是一個(gè)不可分割的整體。如果你失去了開(kāi)放的系統(tǒng)，可根據(jù)特定的一組。因此，在一個(gè)復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計(jì)，概念啟動(dòng)機(jī)器，系統(tǒng)必須具有以下特征：1.機(jī)械系統(tǒng)完整的完整性機(jī)械系統(tǒng)由幾個(gè)子系統(tǒng)具有不同的整體性能應(yīng)具有的特定功能。2.作用的子系統(tǒng)之間的有機(jī)聯(lián)系，包括有機(jī)，相互關(guān)聯(lián)的。3.每個(gè)目標(biāo)系統(tǒng)必須具有明確的目標(biāo)和系統(tǒng)的功能，結(jié)構(gòu)，功能，目標(biāo)和手段，決策系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)。4.系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)是適應(yīng)環(huán)境在某些情況下，我們必須能夠適應(yīng)變化的外部環(huán)境中。所以，在設(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí)，不僅要注意碼垛運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的部件的整個(gè)多部件設(shè)計(jì)臂應(yīng)根據(jù)視工程系統(tǒng)的角度來(lái)看，這取決于一個(gè)單一的多碼垛臂的動(dòng)作的功能要求，子系統(tǒng)，多臂碼垛，合理，產(chǎn)品的性能，需要在多碼垛臂的動(dòng)作的作業(yè)的所有組件。一般來(lái)說(shuō)，最復(fù)雜的行業(yè)手臂碼垛如下：在操作機(jī)器，是最大的，單臂多碼垛的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的任務(wù)，式子里，包括基地，手臂，手腕，副作用機(jī)構(gòu)。傳輸系統(tǒng)，式子里，包括幾個(gè)傳輸零點(diǎn)電源，控制，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。所述控制系統(tǒng)包括電子控制裝置的操作，記憶功能（計(jì)算機(jī)或其它版本控制裝置可編程） ，操作員接口裝置（鍵盤(pán)，鼠標(biāo)等） ，數(shù)據(jù)處理裝置和各種傳感器，放大離線(xiàn)傳輸，傳感器編程接口設(shè)備通信的 I / O 14]內(nèi)部和外部傳感器和其他設(shè)備（一般或特別。特征行業(yè)臂多碼垛運(yùn)動(dòng)是普遍的調(diào)整，靈活的臂工業(yè)多碼垛運(yùn)動(dòng)可有效地用于柔性生產(chǎn)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的發(fā)送處理單元組件或材料或其它柔性制造系統(tǒng)（例如，機(jī)床，鍛壓，焊接，裝配等生產(chǎn)設(shè)備） ，輔助設(shè)備，控制系統(tǒng)，多碼垛臂運(yùn)動(dòng)，各種不同形式的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的組建多聯(lián)技術(shù)工藝機(jī)械行業(yè)其他生產(chǎn)部門(mén)。生產(chǎn)，如建筑，開(kāi)采，生產(chǎn)和輸送臂移動(dòng)多碼垛是參考系統(tǒng)。2.3 工業(yè)碼垛碼垛機(jī)器人總體設(shè)計(jì)方案論述（一）確定負(fù)載設(shè)計(jì)一種碼垛機(jī)器人機(jī)械臂，前端負(fù)載 30KG。機(jī)器人動(dòng)作范圍高度 1.8 米 水平 1.8米左右，工作效率 180 袋/小時(shí)。機(jī)械臂由大臂與小臂構(gòu)成，大臂長(zhǎng) 1900mm，小臂長(zhǎng)1800mm，要求選擇大臂和小臂的電機(jī)功率，設(shè)計(jì)大、小臂的機(jī)械結(jié)構(gòu)。為了保持機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性，大臂設(shè)計(jì)程平行四連桿機(jī)構(gòu)。負(fù)載的大小主要取決于由于運(yùn)動(dòng)的沿的作用力和夫婦的機(jī)械接口上的多碼垛臂的運(yùn)動(dòng)的方向。式子里，下臂應(yīng)該包括端部執(zhí)行器的更碼垛運(yùn)動(dòng)（重量） ，和工件的重量或處理對(duì)象接縫預(yù)定速度和加速度的條件下，產(chǎn)生的慣性力等。該項(xiàng)目的數(shù)據(jù)參考設(shè)計(jì)初步估算表明，這一項(xiàng)目可能屬于一個(gè)小負(fù)荷。（二）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由于伺服電機(jī)具有良好的控制性能，檢查的靈活性，允許速度，位置，環(huán)境，體積小，效率高，適用于更為苛刻的運(yùn)動(dòng)控制沒(méi)有影響的精確控制小臂運(yùn)動(dòng)多企業(yè)等特點(diǎn)，因此，該項(xiàng)目采用的是伺服電機(jī)。（三）傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)臂多碼垛運(yùn)動(dòng)可以緊湊，重量輕，慣性小，傳動(dòng)鏈條應(yīng)考慮采取措施縮小差距，提高手臂多的移動(dòng)和位置創(chuàng)業(yè)精密運(yùn)動(dòng)控制。臂傳遞機(jī)構(gòu)機(jī)械運(yùn)動(dòng)多碼垛通常使用齒輪，蝸桿，滾珠絲杠，皮帶，鏈條傳動(dòng)，行星齒輪，傳動(dòng)齒輪和諧波鋼等，由于傳動(dòng)齒輪具有效率高，準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，與大學(xué)學(xué)習(xí)和掌握更扎實(shí)的傳輸，所以這個(gè)設(shè)計(jì)設(shè)得的旅行。（四）工作范圍操作過(guò)程中的工業(yè)手臂動(dòng)作的工作范圍是多碼垛的多碼垛臂的運(yùn)動(dòng)取決于所述扇區(qū)的操作領(lǐng)域和確定的軌跡，用表示的工作空間。形狀和有關(guān)該結(jié)構(gòu)的工作空間的大小坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的多碼垛碼垛機(jī)器人，其大小和在數(shù)量和程度每個(gè)臂的自由操縱器公共軸線(xiàn)的長(zhǎng)度的變化程度和所設(shè)得的碼垛軸的每個(gè)角的（五）運(yùn)動(dòng)速度每個(gè)鉸接機(jī)械臂更堅(jiān)定的臂的最大行程，按照循環(huán)時(shí)間來(lái)確定每個(gè)操作的時(shí)間的運(yùn)動(dòng)后，可以進(jìn)一步確定每個(gè)動(dòng)作的速度，單位為米/秒（°）/ s 的，時(shí)間每個(gè)運(yùn)動(dòng)分配考慮在順序地或同時(shí)地等進(jìn)行許多因素，如每個(gè)操作序列之間的周期的總時(shí)間長(zhǎng)度。表做他們的操作時(shí)間，操作時(shí)間分配之外的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行比較，以考慮分配請(qǐng)求有關(guān)的過(guò)程，它也必須考慮慣性的行程的大小和驅(qū)動(dòng)和控制，定位和精度要求。2.4 碼垛機(jī)器人機(jī)械傳動(dòng)原理碼垛碼垛機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)組成如圖：圖 2.2 碼垛碼垛機(jī)器人本體組成本節(jié)描述的所有以下列方式的組件和功能?；締挝唬夯鶚?gòu)件包括底座，齒輪傳動(dòng)件，軸承，步進(jìn)馬達(dá)?；咀饔檬侵С謽?gòu)件，所述支承構(gòu)件旋轉(zhuǎn)臂，承受的工作負(fù)載的總重量和碼垛機(jī)器人，所述堿必須具有足夠的強(qiáng)度，剛度和負(fù)荷能力。此外，該堿也需要一個(gè)足夠大的安裝基礎(chǔ)，以確保在工作場(chǎng)所碼垛機(jī)器人的穩(wěn)定運(yùn)行。碼垛機(jī)器人臂，通常會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)（例如，液壓，氣動(dòng)或一個(gè)馬達(dá)）和一個(gè)驅(qū)動(dòng)源（例如，燃料箱，燃料箱，齒輪齒條機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)，螺旋機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)等各種運(yùn)動(dòng)臂組成的組件的）手臂大臂和小臂。繁榮的成員如下：動(dòng)臂和齒輪件，驅(qū)動(dòng)電機(jī)。在臂構(gòu)件：臂，驅(qū)動(dòng)軸，皮帶，定時(shí)等，以手腕運(yùn)動(dòng)用步進(jìn)固定臂的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的一端。腕部分：包含列表殼體，傳動(dòng)齒輪和軸，所述機(jī)械接口。2.5 碼垛機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì)碼垛碼垛機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式的機(jī)器人形結(jié)構(gòu)，并調(diào)整圓柱形結(jié)構(gòu)，球面坐標(biāo)的結(jié)構(gòu)，該多接頭結(jié)構(gòu) 4。的結(jié)構(gòu)和它們的相應(yīng)特征中的每一個(gè)，如下所述[3]。1.直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)空間直角坐標(biāo)機(jī)器人，它是那么容易落實(shí)到閉環(huán)位置控制的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)，由于如圖 2-1（一） ，直角坐標(biāo)機(jī)器人可以達(dá)到非常高的位置，實(shí)現(xiàn)各有三個(gè)其他存在的由垂直的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)精度（[ μ]中號(hào)步驟） 。然而，直角坐標(biāo)相對(duì)于空間機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)有關(guān)的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)的尺寸，這是比較小的。因此，為了實(shí)現(xiàn)恒定的空間運(yùn)動(dòng)，大于機(jī)器人比其他類(lèi)型的矩形機(jī)器人結(jié)構(gòu)尺寸的組織尺寸坐標(biāo)。直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作區(qū)是矩形空間。直角坐標(biāo)機(jī)器人主要用于組裝和碼垛，直角坐標(biāo)機(jī)器人的業(yè)務(wù)，它具有懸臂門(mén)，三起重機(jī)類(lèi)型的結(jié)構(gòu)。2.圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu)如在圖 2-1（B）中，空間氣缸所示，調(diào)整直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和機(jī)器人。這種機(jī)器人的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，并且能夠在精度一般操作的處理中使用。它的工作空間是圓柱形的空間。3.球坐標(biāo)結(jié)構(gòu)如圖 2-1（c）中，該空間的運(yùn)動(dòng)是球形坐標(biāo)機(jī)器人組成的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的。這個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人結(jié)構(gòu)，成本低，精度不高。它將在主要業(yè)務(wù)的處理中使用。他們的工作空間是球形的空間。4. 碼垛型結(jié)構(gòu)如在 2-1（d）所示，為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)空間移動(dòng)碼垛機(jī)器人包括三個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。多碼垛機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。規(guī)模相對(duì)碼垛機(jī)器人本體，其相對(duì)較大的工作空間。這種碼垛機(jī)器人是廣泛焊接，涂裝，碼垛，組裝，以及使其它操作被廣泛用于在這種類(lèi)型的機(jī)器人的，它是在工業(yè)中使用。碼垛型碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)，有水平碼垛型和垂直碼垛型兩種。(a) 直角坐標(biāo)型 (b) 圓柱坐標(biāo)型 (c) 球坐標(biāo)型 (d) 碼垛型圖 2-1 四種碼垛機(jī)器人坐標(biāo)形式根據(jù)任務(wù)書(shū)和具體要求，我們，事實(shí)上，設(shè)得了碼垛型（D ） 。特定的形狀和特定的要求機(jī)器人數(shù)控機(jī)布局，設(shè)計(jì)要求兼顧處理工件到 5KG 質(zhì)量能夠簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低只要，由于考慮到會(huì)議系統(tǒng)的技術(shù)要求的前提下，以改善這種設(shè)計(jì)的可靠性和具體的成本。大機(jī)器人臂的運(yùn)動(dòng)范圍和更高的定位精度，用一個(gè)腰部轉(zhuǎn)動(dòng)自由度六個(gè)自由度，以及自由設(shè)計(jì)的懸臂和臂腕音調(diào)的轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)距自由前臂，轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的碼垛機(jī)器人。在本文的臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求的尺寸，因此，需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)大俯仰自由，在該臂的詳細(xì)設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)的自由。2.6 本章小結(jié)為了確定解決方案，才能做出最終決定，通過(guò)設(shè)得多種方案，完成設(shè)計(jì)的機(jī)器人系統(tǒng)，本章后面英寸如，以確定機(jī)器人的整體設(shè)計(jì)，機(jī)器人，手臂，手腕，端部的腰部，中詳細(xì)做了的設(shè)計(jì)的各個(gè)部分。93 碼垛機(jī)器人大臂部結(jié)構(gòu)3.1 大臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求臂部件的主要成分是碼垛機(jī)器人。它的作用是支持的手，帶領(lǐng)他們騰出運(yùn)動(dòng)。臂移動(dòng)類(lèi)型：任意點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的空間范圍內(nèi)的一個(gè)手柄部。如果你已經(jīng)改變了手（方位）合資的態(tài)度，以手臂來(lái)實(shí)現(xiàn)的自由。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)成一般臂的基本要求。1.手臂，能力，需要加載剛度好，重量輕它通常是在臂，不僅彎曲（在一個(gè)方向上，而不是僅僅彎曲） ，由反向，由需要設(shè)得的高彎曲和橫截面形狀的抗扭剛度。顯然，基本相同的按橫截面，鋼鐵，工程單位重量的面積槽鋼的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，比圓形大得多。因此，在碼垛機(jī)器人的無(wú)縫鋼管，不僅提高了在許多情況下導(dǎo)桿，如工字鋼，或所述臂的剛度，非常減少臂的重量，中空只更確切地說(shuō)，被用作支撐槽鋼，內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器，因此，清爽使在緊湊，以及傳輸管道的外觀(guān)，它可以被放置。2.在臂的速度高時(shí)，也有小的慣性在統(tǒng)一的手臂一般，運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)求啟動(dòng)和力臂端，移動(dòng)的減速時(shí)間開(kāi)始，否則，沖擊和振動(dòng)，加速度和終止請(qǐng)求之前沒(méi)有太大的影響為了減少，它已經(jīng)改變了。為了減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，必須采取以下措施。（A）成分，降低臂的重量以移動(dòng)使用鋁等輕質(zhì)高強(qiáng)度材料。（B）以減少手臂運(yùn)動(dòng)部件的總體尺寸（C）減少轉(zhuǎn)彎半徑（D）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置（3）的運(yùn)動(dòng)的臂應(yīng)該是靈活的。為了減少摩擦和滑動(dòng)摩擦的運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦力盡可能臂滾動(dòng)代替。（4）位置精度要高。最困難的碼垛轉(zhuǎn)移機(jī)器人控制的位置，精度很差，通常是高直角坐標(biāo)加上設(shè)置裝置，用于碼垛機(jī)器人的圓筒形位精度，檢測(cè)臂上這意味著位置，可以控制一個(gè)更好的位置精度。鑄件尺寸 鑄鋼 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 可鍛鑄鐵 鋁合金 銅合金 ＜ 200×200 5~8 10~12 3~5 4~10 4~6 8~12 3~5 6~8 3~3.5 4~6 3~5 6~8 在本文中，其它機(jī)器人臂的剛度，減少了電機(jī)負(fù)載的底部接頭，減少了臂的重量，以確保它能夠提高機(jī)器人手臂的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，一方面，薄鋁設(shè)計(jì)合金構(gòu)件。鑄造鑄型砂的設(shè)計(jì)的最小厚度。最小壁厚：具有其鑄造合金，分別不同的鑄造合金鑄造的合適的厚度， “最小厚度可以是”澆鑄，取決于類(lèi)型的尺寸和合金鑄件，相同是否，見(jiàn)表 4.1 所示：表 4.1 砂型鑄造鑄件最小壁厚計(jì)（mm）它簡(jiǎn)單地砂鑄造廠(chǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一個(gè)特殊的鑄造工藝，鑄造結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于每個(gè)不同的鑄件和特性應(yīng)根據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)。在本文中，通過(guò)使用鑄鋁外殼手臂。具體尺寸，請(qǐng)參閱總裝圖。3.2 大臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大臂殼體采用鑄鋁，方形結(jié)構(gòu)，質(zhì)量輕，強(qiáng)度大。3.3 大臂電機(jī)及減速器選型假設(shè)小臂及腕部繞第二碼垛軸的重量：J2=M2L42+M3L52=1×0.0972+4×0.1942=0.16kg.m2大臂速度是 10r/min ，則旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)的轉(zhuǎn)矩用以下式表達(dá)：：????JT式子里，T - 旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)轉(zhuǎn)矩 N.mJ --- 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m2--- 角加速度 rad/s2??使碼垛機(jī)器人大臂從 到 需要的用時(shí)： 則：0??16/s?st1.0??(3.4)113.47.4.TJ Nmt????????鑒于關(guān)于重心的機(jī)器人手臂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的摩擦轉(zhuǎn)矩軸的各個(gè)部分的，開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng) 10N.m起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可以假設(shè) 2 的安全指數(shù)，期望的輸出的諧波減速器最小轉(zhuǎn)矩為：200×200~500×500 ＞ 500×500 15~20 10~15 12~20 --- --- --- (3.5)設(shè)得諧波減mNT.2015201???速器：⑴型號(hào)：XB3-50-120 （XB3 型扁平式諧波減速器）額定輸出轉(zhuǎn)矩：20N.m 減速比：i 1=120 設(shè)諧波減速器的的傳遞效率為： ，步進(jìn)電機(jī)應(yīng)輸出力矩為：%90??(3.6)mNiTout .18509.201????設(shè)得 BF 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)型號(hào)：55BF003靜轉(zhuǎn)矩：0.686N.m步距角：1.5°3.4 減速器參數(shù)的計(jì)算剛輪、柔輪的材料都是鍛鋼，小齒輪用 45＃的材質(zhì)， ，硬度 250HBS。剛輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度 220HBS。1.齒數(shù)的確定柔輪齒數(shù)： 201???iuZr剛輪齒數(shù)： ?rg已知模數(shù)： ，則m5.0柔輪分度圓直徑： mdrr 1025.鋼輪分度圓直徑： Zg???柔輪齒圈處的厚度： mdZrr 25.101)42075(10)475( 441 ??????重載時(shí)，為了增大柔輪的剛性， 允許將 δ 1 計(jì)算值增加 20%，即m.2.1??柔輪筒體壁厚： m05.17.01???為了提高柔輪的剛度，取 2輪齒寬度： dBr5輪轂凸緣長(zhǎng)度： 取BC5.4~31).0()30~(? 4mC?柔輪筒體長(zhǎng)度： LLr 10,28282.18???取輪齒過(guò)渡圓角半徑： mr5?為了減少應(yīng)力集中，以提高柔輪抗疲勞能力，取 r2.嚙合參數(shù)的計(jì)算由于采用壓力角 的漸開(kāi)線(xiàn)齒廓，傳動(dòng)的嚙合參數(shù)請(qǐng)看以下式子。?20??因輪齒扭矩的因素，使輪齒間隙減小的值為：（扭轉(zhuǎn)彈性模數(shù) G=80GPa）GDBMLdjCrrnm?2maxax?式子里，： mN???????3ax 10505nm781.082.1053?W0／m=0.89＋8×10 -5×Zr＋2C nmax／m為了消除在 的情況下進(jìn)入嚙合的齒頂干涉，則必須使最大側(cè)隙 大于由于齒輪maxMmaxnC扭轉(zhuǎn)減小的側(cè)隙 后，還應(yīng)保證存在有側(cè)隙值 。nC0nC式子里，： i)60(140???maxnn?徑向變形系數(shù)： mZnrax50 289.????則： Cn 08.)61(40 ????nm 15.71.0ax?徑向變形系數(shù)： 962.0.82089.50 ??????柔輪的變位系數(shù)：61.304.285.93104.85.3130?????rrZmx剛輪的變位系數(shù)：58.3)196.(1.3)(0 ?????mxrg?驗(yàn)算相對(duì)嚙入深度：125.01)962.04.(8.296.04 3??????????rn Zh?如果計(jì)算找出的 ，繼續(xù)計(jì)算，設(shè)得 2。如果出現(xiàn) ，為了傳遞動(dòng)力，應(yīng)適當(dāng)增加?mn ?mhn值重新計(jì)算，使 。nmC1?h柔輪齒根圓直徑：mXChamDrrf 26.10).3501(.210)(2 ??????????式子里，齒頂高系數(shù) ;徑向間隙系數(shù) ?C柔輪齒頂圓直徑：cpnfrar 76.1035.)2.05.1(26.0)(2 ???????式子里， （找到相應(yīng)表格設(shè)出 ）.m相對(duì)嚙入深度和輪齒過(guò)渡曲線(xiàn)深度系數(shù)之和應(yīng)符合兩個(gè)不等式驗(yàn)算公式。???????1)(2?mchcapnpn即：??????5.12.50)2.5.( 3.0剛輪齒頂圓直徑：mmhDnarg 48.1035.2.5.0962.7.3)()(0 ????????剛輪齒根圓直徑：設(shè)出插齒刀齒數(shù) ，插齒刀變位系數(shù) ，插齒刀原始齒形壓力角102?gcZcx，則?20?? 0149.2,937.os,364.tan?????? inv剛輪和插齒刀的制造嚙合角： 07.ta10258.t00 ????? ??ivivzxinvcgc ?找到漸開(kāi)線(xiàn)函數(shù)表和三角函數(shù)的表格設(shè)出 86.52.cos,.27????cg那么剛輪和插齒刀的制造中心距： mzmAcgcgcg .86.093)12(5.0os2)( ????插齒刀的齒頂圓直徑： hazDca 5.1).()( ?????剛輪齒根圓直徑： DAacgf 36087622?驗(yàn)算剛輪齒根圓和柔輪齒頂圓的徑向間隙： marfg 15.0)((21???即： 075.1.032.596.0)7.136.05(2 ???????可見(jiàn)沿波發(fā)生器長(zhǎng)軸,在剛輪齒根圓與柔輪齒頂圓之間存在徑向間隙。 3.凸輪波發(fā)生器及其薄壁軸承的計(jì)算滾珠直徑： nDd)10.~8.(0?柔輪齒圈處的內(nèi)徑： rm?那么： nrD軸承外環(huán)厚度：由于工藝上的要求，可將外環(huán)做成無(wú)滾道的 11011.65.80.4.52ahdm???????軸承內(nèi)環(huán)厚度： 21.7?內(nèi)環(huán)滾道深度： 0805.41hdhm????式子里的 是考慮到外環(huán)無(wú)滾道而內(nèi)環(huán)滾道加深量。 10.5軸承內(nèi)外環(huán)寬度：所用為滾珠軸承，近似等于齒寬 B軸承外環(huán)外徑： 10nrDm?軸承內(nèi)環(huán)內(nèi)徑：??20().7876dahdm????為了便于制造，采用雙偏心凸輪波發(fā)生器。則凸輪圓弧半徑： 42TdeR??式子里，ｅ是偏心距： 3.1401.382grdm??????（ ---剛輪分度圓直徑， ---柔輪分度圓直徑）gdrd則凸輪圓弧半徑： 3.1476.837.12TR???凸輪長(zhǎng)半軸： .39aem???凸輪短半軸： 37Tbm3.5承載能力的計(jì)算3.5.1 柔輪齒面的接觸強(qiáng)度的計(jì)算按照在非?？拷彷喼本€(xiàn)的諧波傳動(dòng)齒輪比特性和剛性輪比的齒數(shù)多的齒。因此，通過(guò)工作表面的齒側(cè)的最大接觸應(yīng)力，主要的負(fù)載能力的實(shí)際諧波驅(qū)動(dòng)的限制軟。因此，諧波傳動(dòng)齒輪齒的軟邊，應(yīng)符合下列條件的接觸強(qiáng)度。接觸力計(jì)算公式： ][tan82jjbkrM??????---輸出轉(zhuǎn)矩M---柔輪節(jié)圓半徑r---柔輪輪齒寬b---剛輪壓力角?---接觸系數(shù)（0.4~0.9）k對(duì)于一般雙波傳動(dòng)，輪齒寬 許用接觸應(yīng)力:rb2.0?MPj49][??則： ][36.125.0514.3tan8tan8232 jj MPbkr ????????所以滿(mǎn)足齒面的接觸強(qiáng)度要求。3.5.2 柔輪疲勞強(qiáng)度的計(jì)算柔輪材料采用 ,調(diào)制硬度 229~269。CrMoAl8計(jì)算柔輪在反復(fù)彈性變形狀態(tài)下工作時(shí)所產(chǎn)生的交變應(yīng)力幅和平均應(yīng)力為:截面處正應(yīng)力： 27maDE?????0切應(yīng)力： Lm???由扭矩產(chǎn)生的剪切應(yīng)力： ???2mMD?式子里： ）（ GPaEmdDrm 20,5.,10,0???MPapaMa 7.12074.1205.1)01(4.325.55.0 .87187)10(.2.7 633393 623393 ?????? ???????????則： mma .).(5. ???驗(yàn)算安全系數(shù)： )(12aknn???????疲勞極限應(yīng)力： MPa4501?應(yīng)力安全系數(shù)： ?k )5.314807.3.0(2.07.584121 MPaknsma ???????????式子里，抗拉屈服極限： Pas5?剪切應(yīng)力集中系數(shù)： .2k2][56.273.5.2731.061.042 ?????nn達(dá)到疲勞強(qiáng)度要求。軸的計(jì)算校核畫(huà)軸的受力分析圖，軸的受力圖請(qǐng)見(jiàn)下圖：已知：作用在剛輪上的圓周力NdTF2.94350138.21????徑向力 r .tan.tan0??法相力 NFa 7.132cos.94????1)算出垂直面的支撐反力： NLdarv3.17.8251034.??????? ??NFVrV 6.453.1.341????2)水平面的支撐反力：FtH6.47121?3）F 在支撐點(diǎn)產(chǎn)生的反力：NLKFF 3.167.92.7485.0.121 ?????外力 F 作用方向與傳動(dòng)的布置有關(guān)，在具體位置尚未確定前，可按最不利的情況考慮，見(jiàn)（7）的計(jì)算4）繪垂直面的彎矩圖：MNLFMVav .9435.121.20.641'2 ?????? ??5)繪水平面的彎矩圖：HA .10.61?6)F 產(chǎn)生的彎矩圖：NK.285.2.742 ????a-a 截面 F 力產(chǎn)生的彎矩為：MLMA .143.191?7)算出合成彎矩圖：按最壞的狀態(tài)，把 AF與 直接相加2AHV?MA= +MAF=2HV?29.01.+41.1=70.1 N.mM'A= +MAF=2'AHVM?29.0.4?+41.1=62.57 N.m8)算出軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：?TN.mm410358.2?9)算出危險(xiǎn)截面的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩請(qǐng)見(jiàn)下圖，a-a 截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量轉(zhuǎn)矩為：??22TMae??如認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)變力，設(shè)折合系數(shù) a=0.6，帶入式子得出：??mNae.51758.23601.7222????10）算出危險(xiǎn)截面處軸的直徑軸是 45＃鋼材，調(diào)質(zhì)處理，從表格 14-1 找到并設(shè)出 δ B=650Mp,從表格 14-3 找到并設(shè)出[δ -1b]=60Mpa,則：??mMdbe 8.2601.571.0333 ??????考慮到鍵槽對(duì)軸的消弱，將 d 值加大 5%，由此得出：d=22.8*1.05=24mm32mm滿(mǎn)足條件因 a-a 處剖面左側(cè)彎矩大，同時(shí)作用有轉(zhuǎn)矩，且有鍵槽，故 a-a 左側(cè)為危險(xiǎn)截面。它的彎曲截面系數(shù)是： ????34 2321025. 506mdtbW?????????抗扭截面系數(shù)為：彎曲應(yīng)力為：????34 232105.2506166dtbT?????????MpaWMb08.5.74?扭切應(yīng)力為： Tb 9.105.23841????按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù) a=0.6 則當(dāng)量應(yīng)力為：，????Mpabe721.5 94.0608.54222????????從表格找到并設(shè)出 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度極限 b?=640Mpa，則從表格找到并設(shè)出軸的許用彎曲應(yīng)力[δ -1b]=60Mpa, e?[δ -1b],強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。204 小臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 手指的相關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算除了當(dāng)滿(mǎn)足抓取要求的設(shè)計(jì)的手中，不僅滿(mǎn)足下列要求。1.，從而使手指抓握的大小適合確定握指（即夾緊力） ，它要么必須做緩慢的工作，以確保它不會(huì)脫落，但生產(chǎn)操作或發(fā)送工作過(guò)程中，應(yīng)考慮和振動(dòng)的重量和慣性力，握太浪費(fèi)，可能會(huì)傷害到工作。2.，它必須確保它是可能的，或者離開(kāi)工作進(jìn)入一個(gè)手指來(lái)平滑伸縮手指容易抓地力，以確保有足夠的夾緊間隔為工件的釋放，其必須足夠大以容納直徑大的開(kāi)口角的范圍。機(jī)動(dòng)顎足夠大范圍的移動(dòng)。（3）具有其自身的重量和足夠的強(qiáng)度和剛性的光當(dāng)由等于慣性力在工件運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)，被夾持在的反應(yīng)的影響，但有足夠的強(qiáng)度和剛度抵抗彎曲或斷裂，需要機(jī)器人，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，它必須是重量輕，并且手腕的扭轉(zhuǎn)力矩，以便最小化，并且集中在旋轉(zhuǎn)手腕軸。（4） ，該操作是快速，靈活，精確，它也有必要容易地交換普遍碼垛機(jī)器人這可以根據(jù)手，手吸附或把持類(lèi)應(yīng)用的手的專(zhuān)用工具（噴槍?zhuān)馐?，焊接工具）的種類(lèi)進(jìn)行劃分。您正在使用的夾式設(shè)計(jì)，這樣的分析和比較后的手中。手，從而形成結(jié)構(gòu)類(lèi)型的多樣性，機(jī)器人直接抓取把手（或吸附）對(duì)象或特殊工具，部件應(yīng)基于任務(wù)的工作的要求來(lái)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)，手的大小它是執(zhí)行把持作業(yè)的任務(wù)。手可以模仿動(dòng)作已被安裝在臂的前端。握持手型工件的夾手抓取形狀具有很大的適應(yīng)性，它已被廣泛使用。這將隨著鋼絲鉗或類(lèi)似設(shè)備移動(dòng)。二，結(jié)構(gòu)剪輯手柄汽車(chē)，傳輸和手指（或腳） ，它意味著它是其它組分。最活塞筒驅(qū)動(dòng)單元。公共傳輸鏈路機(jī)構(gòu)，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒條和小齒輪機(jī)構(gòu)或類(lèi)似物可以被提及。兩個(gè)手指共同手指，并且有許多其它形式的裝置。手指的手指，工件和直接接觸，形狀結(jié)構(gòu)的一部分，或者根據(jù)工件的形狀被夾緊。通過(guò)模仿手指時(shí)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的手的人力資源結(jié)構(gòu)，可分為便攜形式。分析，并在此設(shè)計(jì)選定的移動(dòng)齒條 - 小齒輪手的比較。4.2 手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核手爪類(lèi)別分為：1.連桿杠桿式手爪夾緊夾具（放松）為該夾持器，連接桿的運(yùn)動(dòng)，杠桿發(fā)力由活塞推力放大，夾持器產(chǎn)生杠桿，以便能夠產(chǎn)生大的夾緊力。在一般情況下，它與彈簧結(jié)合使用。2.楔塊杠桿式手爪它是在為了實(shí)現(xiàn)爬行工作，以實(shí)現(xiàn)疏松夾持器，請(qǐng)使用楔和杠桿開(kāi)啟。3.齒輪齒條式手爪活塞架，這種夾持器，以產(chǎn)生一個(gè)夾持器夾緊和松開(kāi)的行為由齒條驅(qū)動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。4.滑槽式手爪當(dāng)活塞向前移動(dòng)時(shí)，推夾持器銷(xiāo)，當(dāng)活塞已經(jīng)移動(dòng)向后夾持器釋放，夾緊力和鉗位操作的結(jié)果，并通過(guò)合并滑動(dòng)。大為了應(yīng)付這種夾持器開(kāi)口和不同尺寸的關(guān)閉行程的對(duì)象的抓取。5.杠桿平行氣爪軌比是在夾持導(dǎo)軌摩擦小得多平行移動(dòng)，因此，不需要能夠保證在兩個(gè)手指夾持器平行移動(dòng)的平行四邊形機(jī)構(gòu)。與特定的工作條件相結(jié)合，可使用夾持器的連桿的類(lèi)型?；钊鶑?fù)，活塞桿端的齒條，以驅(qū)動(dòng)手指以打開(kāi)或關(guān)閉的中間機(jī)架和機(jī)架風(fēng)扇。它被設(shè)置為通過(guò)手指工件的最小孔徑。設(shè)計(jì)成根據(jù)與繩索綁使用 50 毫米設(shè)計(jì)的最大重量的直徑。A.適當(dāng)?shù)膴A緊力手在工作場(chǎng)所，不會(huì)對(duì)工件加工表面的損傷，以保證小的變形的一個(gè)穩(wěn)定可靠的抓地力，必須具有適當(dāng)?shù)膴A緊力。對(duì)于工件的夾緊力剛性差的大小應(yīng)該被認(rèn)為是一種安全自鎖裝置應(yīng)設(shè)計(jì)成可調(diào)笨重的工件。B.有足夠的空間用于打開(kāi)和關(guān)閉操作上，手指張開(kāi)，閉合位置打開(kāi)和關(guān)閉被稱(chēng)為范圍內(nèi)的最大變化量。手指握住手，你將有開(kāi)閉裝置?？捎玫目扉T(mén)角度和表示的長(zhǎng)度的指握結(jié)束。開(kāi)口和旋轉(zhuǎn)手手指閉范圍，在要求的相關(guān)的一些因素的手指的開(kāi)閉范圍C.它是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，請(qǐng)?jiān)谛∵\(yùn)動(dòng)以引導(dǎo)整個(gè)液壓碼垛機(jī)器人，重把持，影響定位精度，速度和其它性能，結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，不同的重量和體積時(shí)。由于在手腕的前沿手，在設(shè)計(jì)的手工作，它是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，必須是一個(gè)小的尺寸。D.手指必須有一定的強(qiáng)度和剛度從而饋送兩個(gè)的手指的最常用盒之外使用，單作用液壓缸中，當(dāng)釋放時(shí)，根據(jù)工件的形狀，液壓操縱夾具，其常閉彈簧夾具夾緊爪的方法。這樣的結(jié)構(gòu)是很容易簡(jiǎn)單的制造。汽缸油的右腔室時(shí)，油被釋放到工件中，當(dāng)停止液壓缸右腔室。4.3 結(jié)構(gòu)分析碼垛機(jī)器人是最重要的執(zhí)行，并用于容納所述工件的部分。其原理可分為兩類(lèi)的保持吸附類(lèi)型，普通手柄，這個(gè)主題采用了夾持手。它抽搐，手牽手，你可以把 Puropufukku 和春季。抽搐選題是，它是工業(yè)機(jī)器人手的最常見(jiàn)形式。手旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器可分為平動(dòng)式及面包的類(lèi)型。對(duì)象背部過(guò)渡的特征在于，所述夾持器夾緊，釋放手指旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)。改變捕獲的直徑的物體，以保持不變的對(duì)象的中心位置，如果有必要調(diào)整把持位置。翻譯類(lèi)型平行四指?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)，夾持器夾持的功能，用于翻譯，被釋放的對(duì)象，相同的手指的手勢(shì)。和，旋轉(zhuǎn)夾緊器作為保持中心向?qū)ο蟮拇笮”粖A緊直徑的變化。翻譯類(lèi)型是獨(dú)立的在特性的變化和時(shí)間的工件直徑工件保持夾具，以釋放手指的平移運(yùn)動(dòng)，它會(huì)繼續(xù)保持在固定的中心。為了便于麻煩固定中心的保持，如圖 4-1，使用翻譯類(lèi)型，翻譯槽是通過(guò)保持手指引導(dǎo)。圖 4-1 手部裝配圖4.4計(jì)算分析根據(jù)工件體重增加率由于夾緊力的計(jì)算的情況下線(xiàn)性和機(jī)器人臂以基于狀態(tài)的停止的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合包括這樣的速度和加速度。工作的加速度按體重而變化，并且。在驅(qū)動(dòng)力的中心線(xiàn)的長(zhǎng)度方向機(jī)器人手部是 P，讓我們應(yīng)用于Pη×使用壓力×=氣缸有效橫截面面積。 （沿著手指的移動(dòng)方向）作用在指尖夾緊力 Q.你的手指，摩擦 μQ，讓我們的工作重量 G =毫克黛咪。拾取單個(gè)手指工件被計(jì)算，有必要強(qiáng)制問(wèn)答圖 2-2，創(chuàng)建不對(duì)應(yīng)于式必須建立一個(gè)工作，顯示了工件的垂直加速度上升.20Qmga???得 ?代入數(shù)據(jù)，得 ??.319.8242.50N?:設(shè)出活塞桿直徑 d=0.5D,設(shè)得油缸工作壓力 P=0.8 1MPa,:???52442.0.8708110.5Fp??????實(shí) 際根據(jù)表 4.1（JB826-66） ，設(shè)出液壓缸內(nèi)徑為：D=63mm則活塞桿內(nèi)徑為:D=63 0.5=31.5mm，設(shè)出 d=32mm?為了保證手抓張開(kāi)角為 ，活塞桿運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度為34mm。06手抓夾持范圍，手指長(zhǎng) 100mm,當(dāng)手抓沒(méi)有張開(kāi)角的時(shí)候，如圖 3.2（a）所示，根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，它的最小夾持半徑 ，當(dāng)張開(kāi) 時(shí)，如圖 3.2（b）所示，最大夾持半徑1R40?06計(jì)算如下：2R0023cos9tg???碼垛機(jī)器人的夾持半徑從20-30mm。4.5 腕部設(shè)計(jì)手腕和手，并支持機(jī)械臂連接，改變手的態(tài)度。手腕的設(shè)計(jì)要求如下。結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，動(dòng)作靈活，平穩(wěn)，定位精度高，材料強(qiáng)度，高剛度，手臂和碼垛的手結(jié)構(gòu)合理，傳感器和執(zhí)行器和設(shè)備的合理布局安裝。4.5.1 手腕偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)計(jì)算腕偏轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)偏壓的變化，通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，它設(shè)置在后臂的下方，并隨后通過(guò)一個(gè)錐齒輪傳動(dòng)接合兩個(gè)鏈條驅(qū)動(dòng)滑輪。從步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的手腕力，需要的扭矩偏轉(zhuǎn)計(jì)算的第一腕部，并計(jì)算馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩，它計(jì)算與步進(jìn)電機(jī)式的驅(qū)動(dòng)器和鏈傳動(dòng)傘齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)相關(guān)聯(lián)的尺寸然后，它被確定。1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)設(shè)置腕偏轉(zhuǎn)，摩擦力矩，以克服的工作負(fù)載電阻扭矩和手腕的啟動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。根據(jù)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式 [15]：（3.1）慣負(fù)摩總 M??（3.2） 總摩 1.0（3.3）啟慣 tJmgl/?（3.4）啟負(fù)負(fù)負(fù) ??（3.5） ??lRv.π21??（3.6） lJ負(fù)負(fù)（3.7） 2123m??（3.8）lv/?式子里， ---手腕偏轉(zhuǎn)所需力矩（N·m） ；總M---摩擦阻力矩（N·m ） ；摩---負(fù)載阻力矩（N·m ） ；負(fù)---手腕偏轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)慣性阻力矩（ N·m） ；慣---工件負(fù)載對(duì)手腕回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg·m 2） ；負(fù)J---手腕部分對(duì)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg·m 2） ；---手腕偏轉(zhuǎn)角速度（rad/s） ；?---手腕質(zhì)量（kg） ；m---負(fù)載質(zhì)量（kg） ；負(fù)---啟動(dòng)時(shí)間（ s） ；啟t---手腕部分材料密度（kg/m 3） ；?---手腕部分外徑和內(nèi)徑（m） ；21,R---手腕的長(zhǎng)度（ m） ；l---手腕偏轉(zhuǎn)末端的線(xiàn)速度（m/s） 。v前面已提到： kg， m/s， m， m， m，5.2?負(fù) 8.0v035.1?R025.?12.ls，手腕部分采用的材料假定為鑄鋼，密度 kg/m3。2.0?啟t 187??把數(shù)值代到式子算出： ??l21π??2.05.03.4.8.73??kg61r/s7.2.0lv?kg·m2036.152???mJ負(fù)負(fù)??223Rl??2205.3.7076.1?kg·m23.9???啟負(fù)負(fù)負(fù) tJglmM/??2.0/67.3.01.5.2?N·m4啟慣 tJl/?./.92.76. 3???N·m24.251.0??總慣負(fù)摩總 MMN·m7.?總因?yàn)橥蟛總鲃?dòng)是通過(guò)兩級(jí)帶輪和一級(jí)錐齒輪實(shí)現(xiàn)的，所以找到對(duì)應(yīng)書(shū)本 [15]得：彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率： ；9.01?滾子鏈傳動(dòng)效率： ；62滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率： （一對(duì)） ；.3?錐齒輪傳動(dòng)效率： ；97.04??計(jì)算得傳動(dòng)的裝置的總效率： 。8501.a電機(jī)在工作中實(shí)際要求轉(zhuǎn)矩： N·m （3.9）3.4/?aiM?總電根據(jù)計(jì)算得出的手腕偏轉(zhuǎn)所需力矩，結(jié)合 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(xiàn)，如圖 3.3 和圖 3.4 所示,設(shè)得 90BYG5200B-SAKRML-0301 型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)。圖 3.3 90BYG 步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)圖 3.4 90BYG5200B-SAKRML-0301 型步進(jìn)電機(jī)矩頻特性曲線(xiàn)2.設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)（a）計(jì)算、分配傳動(dòng)比對(duì)照電機(jī)的數(shù)據(jù)，所選步進(jìn)電機(jī)工作轉(zhuǎn)矩:4.5 N·m，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速： r/min。130?n由于腕部偏轉(zhuǎn)的角速度 r/s，已經(jīng)算出，所以腕部末端偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速67.12.08?lv?r/min，由此推出總的傳動(dòng)比 。7.630π2???n 0.27312?ni手腕的偏轉(zhuǎn)是由極確定和驅(qū)動(dòng)滑輪的鏈條驅(qū)動(dòng)的傘齒輪必須是總比率分配。鑒于滑輪臂的內(nèi)部空間的大小和結(jié)構(gòu)，設(shè)小臂鏈傳動(dòng)比 ，大臂鏈傳動(dòng)比 ，錐齒輪傳動(dòng)比35.1?i 12?i， 。5.13?i 231??ii（b）算出小臂鏈傳動(dòng)功率kW （3.10） 1.0957.01?nTP（c）設(shè)得帶輪的齒數(shù)為使小臂中的兩個(gè)帶輪結(jié)構(gòu)更加緊湊，設(shè)得小帶輪齒數(shù) ，大帶輪齒數(shù)71?Z， 、 取奇數(shù)，鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)，可使鏈條和帶輪輪齒磨損均勻。23175.12???Zi 1Z2（d）設(shè)得鏈條類(lèi)型從相關(guān)書(shū)本 [15]進(jìn)行鏈傳動(dòng)計(jì)算：kW （3.11） 1.0?PKAdkW （3.12）834.0?Zmm 875.p， （3.13）??a~30?~2?imm， （3.14）930.16?5.1?ippaKZL02?6.7??mm （3.15） 14mm （3.16）5287150/ PL???Apc KZa22????49.034. ???mm （3.17）93?ccaa0.~.mm （3.18）9352???m/s （3.19）6.1687.160??pnZvN （3.20）.43.0VPFt??tAFK25.??N （3.21）5.96.174???式子里，---工況系數(shù) ；AK1?A---主動(dòng)帶輪齒數(shù)系數(shù) ；Z 34.ZK---單排鏈系數(shù) ；PP---中心距計(jì)算系數(shù) ；a 29.0a---設(shè)計(jì)功率（kW） ； d---特定條件下單排鏈條傳遞功率（kW） ； 0---節(jié)距（mm） ； p---初定中心距（ mm） ； 0a---鏈條節(jié)數(shù)； pL---鏈條長(zhǎng)度（mm） ； ---計(jì)算中心距（mm） ； ca---實(shí)際中心距（mm） ； ---鏈條速度（ m/s） ； v---有效圓周力（N） ； tF---作用在軸上的力（水平或傾斜傳動(dòng)） （N） 。 經(jīng)過(guò)上述計(jì)算，設(shè)得鏈號(hào) 10B，節(jié)距 mm 的鏈條。875.1?p（e）算出帶輪主要尺寸根據(jù)所選滾子鏈的型號(hào)規(guī)格確定一對(duì)帶輪基本參數(shù)：， ， mm， mm， mm。17?Z23875.1?p6.01d9.1?tP帶輪主要尺寸：（3.22） zp?8sin（3.23）????????da10cot54.（3.24）1df?（3.25）pha27.（3.26）76.04.8cot2??hzdg式子里，---分度圓直徑； d---齒頂圓直徑； a---齒根圓直徑； fd---分度圓弦齒高； ah---齒側(cè)凸緣直徑。 g把數(shù)值代到式子算出： mm3.86170sin5.1??dmm.23.si2mm931780cot54.87.1???????????admm4.2t2amm46103861?fdmm572??fmm86.7.03.18cot5.1 ?????gmm4940.2317.2?dmm9850??ah（3）設(shè)計(jì)錐齒輪傳動(dòng)機(jī)器人根據(jù)工作要求大多數(shù)驅(qū)動(dòng)器直齒錐齒輪的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的腕底取小齒輪齒考慮原來(lái)的圈子可以錐形的鍵槽距離 e1.6 米的底部畫(huà)，會(huì)這么小錐形軸的設(shè)計(jì) 1 圓錐齒輪單一的設(shè)計(jì)，材料的選擇 45 號(hào)鋼。選擇硬化齒輪，由于齒輪的齒面的封閉和磨損，使該病癥，齒輪的設(shè)計(jì)的種類(lèi)的主要形式，彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)彎曲，這是一種疲勞斷裂在，驅(qū)動(dòng)器，宜設(shè)出較小的齒數(shù) ， 可取 17～20 [15]。1z（a）估算齒輪主要參數(shù)及尺寸齒數(shù) , ：1Z2齒數(shù)比 ，所以設(shè)得 ,則 。5.1?nu201?Z3025.12??uZ齒寬系數(shù) ：R?，取 。齒寬不能選太大，否則會(huì)引起小端齒頂過(guò)薄，齒根圓角半徑3~41?R3.0過(guò)小，應(yīng)力集中過(guò)大。從相關(guān)書(shū)本 [16]，基于齒面接觸的疲勞強(qiáng)度小齒輪大端分度圓直徑 和大端模數(shù) ： 1dm