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文檔簡介
畢業設計說明書題目齒輪傳動式機器人設計學號姓名班級專業機械設計制造及其自動化指導教師學院機械工程學院答辯日期摘要隨著工業自動化發展,機器人在工業中的應用越來越重要。文章主要是對機器人手抓及其主要傳動部件的設計和計算。本次設計主要是機器人的手抓對直徑為80150,質量為5千克的物體進行抓取。設計時主要對手抓的力學分析、夾緊等,并計算齒輪及軸的數據。采用UG軟件對機器人的手抓進行三維建模和運動仿真。關鍵詞齒輪;手抓;軸;電機ABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFINDUSTRIALAUTOMATION,ROBOTHASBEENUSEDININDUSTRYMOREANDMOREIMPORTANTTHISPAPERISMAINLYONTHEROBOTHANDANDITSMAJORCOMPONENTSAREDESIGNEDANDCALCULATEDTHECRAWLDIAMETER80150MMAMASSOF5KGWORKPIECEROBOTISDESIGNEDANALYSISOFMECHANICALHAND,THECLAMPINGISDESIGNEDGEARANDSHAFTDATAWERECALCULATEDTHEROBOTSCRAWLWORKPIECEISCREATEDBY3DMODELINGANDMOTIONSIMULATIONKEYWORDSGEARSCLUTCHSHAFTMOTOR目錄摘要IABSTRACTII第1章緒論1第2章工業機械手的發展趨勢3第3章機器人的總體設計方案531行星齒輪減速機的特點與應用531液壓傳動與氣壓傳動的比較7第4章機器人的設計841機器人手爪的設計842機器人小臂上齒輪、軸的設計1343機器人大臂上齒輪、軸的設計1544機器人機身上齒輪、軸的設計1845機器人底座上齒輪、軸的設計20第5章機器人的運動仿真26第6章總結28參考文獻29致謝31第1章緒論機械手是用于再現人手的功能的技術裝置手。機械手是模仿著人手的部分動作,按給定程序、軌跡和要求實現自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業生產中應用的機械手被稱為工業機械手。工業機械手是近代自動控制領域中出現的一項新技術,并已成為現代機械制造生產系統中的一個重要組成部分,這種新技術發展很快,逐漸成為一門新興的學科機械手工程。機械手涉及到力學、機械學、電器液壓技術、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學領域,是一門跨學科綜合技術。工業機械手是近幾十年發展起來的一種高科技自動生產設備。工業機械手也是工業機器人的一個重要分支。他的特點是可以通過編程來完成各種預期的作業,在構造和性能上兼有人和機器各自的優點,尤其體現在人的智能和適應性。機械手作業的準確性和環境中完成作業的能力,在國民經濟領域有著廣泛的發展空間。機械手的發展是由于它的積極作用正日益為人們所認識其一、它能夠實現部分的代替人工操作;其二、它能按照生產工藝的要求,遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸;其三、它能操作必要的機具進行焊接和裝配,從而大大的改善了工人的勞動條件,顯著的提高了勞動生產率,加快實現工業生產機械化和自動化的步伐。因而,受到很多國家的重視,投入大量的人力物力來研究和應用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合,應用的更為廣泛。在我國近幾年機械手也有較快的發展,并且取得一定的效果,也受到機械工業的重視。機械手是一種能自動控制并可編程的多功能機器,他有多個自由度,可以搬運物體以完成在不同環境中的工作。機械手的結構形式剛開始是比較簡單,且專用性較強。隨著工業技術的發展,制成了能夠獨立按程序控制完成實現重復操作,適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”,簡稱通用機械手。由于通用機械手能快速的改變了工作程序,適應性較強,所以它在不斷變換生產品種的中小批量生產中獲得廣泛的引用。在現代工業中,生產過程中的自動化已成為突出的主題。各行各業的自動化水平越來越高,現代化加工車間,常配有機械手,以提高生產效率,完成工人難以完成的或者危險的工作。可在機械工業中,加工、裝配等生產很大程度上不是連續的。據資料介紹,美國生產的全部工業零件中,有75是小批量生產;金屬加工生產批量中有四分之三在50件以下,零件真正在機床上加工的時間僅占零件生產時間的5。從這里可以看出,裝卸、搬運等工序機械化的迫切性,工業機械手就是為實現這些工序的自動化而產生的。目前在我國機械手常用于完成的工作有注塑工業中從模具中快速抓取制品并將制品傳誦到下一個生產工序;機械手加工行業中用于取料、送料;澆鑄行業中用于提取高溫熔液等等。本文以能夠實現這類工作的搬運機械手為研究對象。下面具體說明機械手在工業方面的應用。總的來說機械手是在機械化,自動化生產過程中發展起來的一種新型裝置。它是機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業任務,在結構和性能上具有人和機器各自的優點,尤其體現了人的智能和適應性。現代生產過程中,機械手被廣泛應用于自動生產線,雖然機械手在靈活性上不如人手,但是它具有不斷重復工作,不知疲倦,不怕危險,抓舉重物的能力強于人手。第2章工業機械手的發展趨勢1隨著工業機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,而單機價格不斷下降,平均單機價格從91年的103萬美元降至97年的65萬美元。2機械結構向模塊化、可重構化發展。例如關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化;由關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機;國外已有模塊化裝配機器人產品問市。3工業機器人控制系統向基于PC機的開放型控制器方向發展,便于標準化、網絡化器件集成度提高,控制柜日見小巧,且采用模塊化結構大大提高了系統的可靠性、易操作性和可維修性。4機器人中的傳感器作用日益重要,除采用傳統的位置、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器,而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環境建模及決策控制多傳感器融合配置技術在產品化系統中已有成熟應用。5虛擬現實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發展到用于過程控制如使遙控機器人操作者產生置身于遠端作業環境中的感覺來操縱機器人。6當代遙控機器人系統的發展特點不是追求全自治系統,而是致力于操作者與機器人的人機交互控制,即遙控加局部自主系統構成完整的監控遙控操作系統,使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統成功應用的最著名實例。7機器人化機械開始興起。從94年美國開發出“虛擬軸機床”以來,這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一,紛紛探索開拓其實際應用的領域。我國的工業機器人從80年代“七五”科技攻關開始起步,在國家的支持下,通過“七五”、“八五”科技攻關,目前己基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規劃技術,生產了部分機器人關鍵元器件,開發出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人其中有130多臺套噴漆機器人在二十余家企業的近30條自動噴漆生產線站上獲得規模應用,弧焊機器人己應用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看,我國的工業機器人技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離,如可靠性低于國外產品機器人應用工程起步較晚,應用領域窄,生產線系統技術與國外比有差距在應用規模上,我國己安裝的國產工業機器人約200臺,約占全球已安裝臺數的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機器人產業,當前我國的機器人生產都是應用戶的要求,“一客戶,一次重新設計”,品種規格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低,而且質量、可靠性不穩定。因此迫切需要解決產業化前期的關鍵技術,對產品進行全面規劃,搞好系列化、通用化、模塊化設計,積極推進產業化進程我國的智能機器人和特種機器人在“863”計劃的支持下,也取得了不少成果。其中最為突出的是水下機器人,6000M水下無纜機器人的成果居世界領先水平,還開發出直接遙控機器人、雙臂協調控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機種在機器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎技術的開發應用上開展了不少工作,有了一定的發展基礎。但是在多傳感器信息融合控制技術、遙控加局部自主系統遙控機器人、智能裝配機器人、機器人化機械等的開發用方面則剛剛起步,與國外先進水平差距較大,需要在原有成績的基礎上,有重點地系統攻關,才能形成系統配套可供實用的技術和產品,以期在“十五”后期立于世界先進行列之中。第3章機器人的總體設計方案機器人在抓取工件時通過氣缸的運動來實現手抓的閉合。在抓取工件時手抓需要一定的夾緊力,這由工件的質量及手抓結構決定。在整個設計過程中先確定手抓的形狀及其質量以及手抓的轉動速度來確定電機及手抓的動力源,從而對齒輪及軸進行計算。整個傳動分為四部分小臂與手抓的傳動、大臂與小臂的傳動、機身與大臂的傳動、底座與機身的傳動。每一部分的傳動都由電機提供動力,再通過齒輪傳動來完成。31行星齒輪減速機的特點與應用減速機在我國經濟中起到核心地位的作用,它使用在伺服電機、步進電機和負載之間,通過降低速度來提高扭矩、匹配慣量。減速的機類型有許多種,在目前的市場上主要有擺線針輪減速機、行星齒輪減速機、渦輪蝸桿減速機、齒輪減速機等,由于行星減速機精度高,免維護等原因在市場上越來越受到廣大用戶的喜愛,但其價格比較貴。減速機一般用于低轉速大扭矩的傳動設備,把電機、內燃機或其他高速運動的動力通過減速機的輸入軸上的齒數的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速目的,普通的減速機也會有幾對相同原理的齒輪來完成減速效果,大小齒輪的齒數比就是傳動比。減速機是一種動力傳達機構,利用齒輪的轉換器,將馬達的會轉數減速到所需要的回轉數,并得到加大轉矩的機構。幾種型號的行星齒輪減速機如圖31、圖32所示圖31全系列行星齒輪減速機圖32PWD215帶腳底行星齒輪減速機311行星齒輪減速機的優點1)減速機的以及小。2)減速機的精度高,一般間隙能到10弧分以下,一轉360度,1度有60弧分。3)減速機的傳動效率高,一般在95以上。4)減速機的輸出扭矩高。5)減速機在運轉時平順噪音小,一般在65分貝以下;其適用于網印設備、切割焊接設備、包裝機械、印刷機械、生產機械手、半導體設備、鋰電設備、醫療設備、試驗機以及各種非標設備。312行星減速機的選型1)首先應選擇與電機安裝法蘭相匹配的行星齒輪減速電機,其中電機都是按照安裝法蘭來分類的,例如伺服電機分為40系列、60系列、80系列、110系列、130系列、150系列、180系列等;步進電機分為42系列、57系列、86系列、110系列、130系列等,行星減速機也是根據安裝法蘭來確定型號的,因此400W60系列的伺服電機或57的步進電機一般選60系列的行星齒輪減速機;750W80系列的伺服電機或86的步進電機選80系列的行星減速機。在選擇的時候要嚴格按照安裝法蘭來選。2)減速機的輸入和輸出形式輸入方面有,有孔輸入和周輸入;輸出方面有軸輸出、孔輸出等。3)減速比的確定具體的減速比是由設備廠家根據自己的設備要求來確定的。就目前行星齒輪減速機一般可分為3級,也有廠家只有2級,1級減速一般在20以下;2級減速一般在20100之間,3級減速在100以上,級數越高所需要的價格越高以及間隙越大。4)減速機外形的選擇有圓形的減速機、也有方形的減速機。由于方形額定輸出扭矩比圓形大,而且在制作工藝比圓形復雜等原因,方形一般比圓形要貴在選擇時一般比較傾向圓形。32液壓傳動與氣壓傳動的比較1)在傳動時液壓傳動比氣壓傳動壓力高,動力大。由于抓取工件的質量較大所以選擇液壓傳動較好,2)液壓的傳動精度比氣壓的高,氣缸一般傳動比較簡單只有伸出和收回兩個動作,而液壓的動作可以是多樣化的加上比例閥或伺服閥后,能夠實現動作的加速和減速操作起來更為方便。在油缸上加上位移傳感器后還可以進行位移的反饋,實現閉環控制系統所以液壓轉動較為氣壓傳動較好。3)在傳動時液壓傳動的停頓比氣壓傳動停頓小(液體和氣體受到壓力作用體積會壓縮而相同壓力下液體體積變化較小),應此選液壓傳動較好。4)液壓傳動的平穩性要比氣壓傳動好。綜上述液壓傳動比氣壓傳動的一些優越性,在設計中應選液壓傳動為手抓的動力源。第4章機器人的設計41機器人手爪的設計下面對手抓的基本結構進行力學分析滑槽杠桿圖41(A)為常見的滑槽杠桿式手部結構。AB圖41滑槽杠桿式手部結構、受力分析1手指2銷軸3杠桿在杠桿3的作用下,銷軸2向上的拉力為F,并通過銷軸中心O點,兩手指1的滑槽對銷軸的反作用力為F1和F2,其力的方向垂直于滑槽的中心線和并指1O2向點,交和的延長線于A及B。O1F2由0得X120得Y12COSF1F由0得H01MNCOSAF2NBF(41)式中A手指的回轉支點到對稱中心的距離(MM)。工件被夾緊時手指的滑槽方向與兩回轉支點的夾角。由分析可知,當驅動力一定時,角增大,則握力也隨之增大,但角過FNF大會導致拉桿行程過大,以及手部結構增大,因此最好。034夾緊力及驅動力的計算手指加在工件上的夾緊力,是設計手部的主要依據。必須對大小、方向和作用點進行分析計算。一般來說,需要克服工件重力所產生的靜載荷以及工件運動狀態變化的慣性力產生的載荷,以便工件保持可靠的夾緊狀態。手指對工件的夾緊力可按公式計算123NFKG(42)式中,安全系數,通常1220。1K工作情況系數,主要考慮慣性力的影響。可近似按下式估2其中A,重力方向的最大上升加速度。BMAXVT響式中,運載時工件最大上升速度。MAXV系統達到最高速度的時間,一般選取00305S。T響方位系數,根據手指與工件位置不同進行選擇。3KG被抓取工件所受重力(N)。表41液壓缸的工作壓力作用在活塞上外力F(N)液壓缸工作壓力MPA作用在活塞上外力F(N)液壓缸工作壓力MPA小于50000810200003000020405000100001520300005000040501000020000253050000以上5080計算設A100MM,B50MM,;機械手達到最高響應時間為05S,0104求夾緊力和驅動力和驅動液壓缸的尺寸。NF設。15K10221BA05983根據公式;將已知條件帶入15NFN3940517根據驅動力公式得1796N3COS0122驅取。08513805796F驅實際確定液壓缸的直徑D24DDP實際(43)選取活塞桿直徑D05D,選擇液壓缸壓力油工作壓力P081MPA。524416208708105FP實際根據表42中得表42液壓缸的參數(JB82666),選取液壓缸內徑為D40MM。則活塞桿內徑為取D22MM。為了保證手抓張開角為,活塞桿運動長度為30MM。06手爪夾持范圍,手指長100MM,當手抓沒有張開角的時候,如圖42(A)所示,根據機構設計,它的最小夾持半徑,當張開時,如圖42(B)所示,最1R406大夾持半徑計算如下2R0023COS9TG機械手的夾持半徑從4090MM。(A)B圖42手抓張開示意圖機械手的精度設計要求工件定位準確,抓取精度高,重復定位精度和運動穩定性好,并有足夠的抓取能力。機械手能否準確夾持工件,把工件送到指定位置,不僅取決于機械手的定位精度(由臂部和腕部等運動部件來決定),而且也于機械手夾持誤差大小有關。特別是在多品種的中、小批量生產中,為了適應工件尺寸在一定范圍內變化,一定進行機械手的誤差。圖43手抓夾持誤差分析示意圖該設計以棒料來分析機械手的夾持誤差精度。機械手的夾持范圍為80MM180MM。一般夾持誤差不超過1MM,分析如下。工件的平均半徑9042CPR65M手指長,取V型夾角。10LM1偏轉角按最佳偏轉角確定1106COSCOS4IN0INCPRL計算0IN0RL5當S時帶入有MAXIN(44)2222MAXMINCOSCOS0678SINISIMAXMAXRLLLL夾持誤差滿足設計要求。42機器人小臂上齒輪、軸的設計421選定齒輪類型、精度等級、材料1)工作機一般速度不高,故精度不高選等級為7級。2)材料的選擇。通過查書選小齒輪材料為40CR,硬度為280HBS,大齒輪材料為剛,硬度240HBS,其硬度相差40HBS。3)選小齒輪齒數為12大齒輪齒數為121518。1Z2Z4)齒面接觸強度。422確定公式的各數值1選取載荷系數為13。1K2小齒輪的傳動轉矩。手抓的質量約為9KG;電機可以從表43中選擇表43電機的型號及參數公式10VFP0(45)9841W則可以得出14W。0P電機的型號選為362YX03PX36;電機轉矩為095NM。3選取齒寬系數為。1D4)選取彈性影響系數為。21A89MPZE5)查疲勞強度極限小齒輪;大齒輪為。IM601HLMPAHLIM5026選取接觸疲勞壽命系數為;。KN10HN27)安全系數為S1則。5HLIM423小齒輪的分度圓直徑1TD3211H2EUKTZDT(46)1364MM取14。TD11)中心距的確定30IDT12A(47)2選取113MMNM21COSZA(48)取15。N/COS15MM1DNM1Z/COS27MM22A225MM大齒輪如圖44圖44直徑為27MM的齒輪3)軸的計算軸與齒輪的配合處軸的12MM;選取兩端軸成為6MM。B15MM;手抓與小臂間連接處寬為36MM。如圖45中53MM,77MM,25MM,203MM。圖45長為633MM的軸通過計算可得軸長L633MM。43機器人大臂上齒輪、軸的設計431選定齒輪類型、精度等級、材料1)工作機一般速度不高,故精度不高選等級為7級。2)材料的選擇。通過查書選小齒輪材料為40CR,硬度為280HBS,大齒輪材料為剛,硬度240HBS,其硬度相差40HBS。3)選小齒輪齒數為17大齒輪齒數為173253。1Z2Z4)齒面接觸強度。432確定公式的各數值1)選取載荷系數為13。1K2)小齒輪的傳動轉矩。由于電機帶動的質量為300N則;電機可由表44中選擇表44電機的型號及參數公式10VFP0(49)236W則可以得出36W。0P電機的型號為36LYX04PX,電機轉矩為169NM。3選取齒寬系數為。1D4)選取彈性影響系數為。21A89MPZE5)查疲勞強度極限小齒輪;大齒輪為。IM601HLMPAHLIM5026選取接觸疲勞壽命系數為;。KN10HN27)安全系數為S1則。5HLIM433小齒輪的分度圓直徑1TD2131217HTDKTUEMZ(410)則,取17。TD11)中心距的確定41MM411IDT12A2)選取145MMNM21COSZA取15。N/COS255MM1DNM1Z/COS795MM22A525MM大齒輪如圖46圖46直徑為795MM的齒輪3)軸的計算軸與齒輪的配合處軸的24MM;選取兩端軸成為12MM。B32MM;手抓與小臂間連接處寬為683MM。如圖47中8MM,25MM,445MM,341MM。圖47長為1266MM的軸通過計算可得軸長L1266MM。44機器人機身上齒輪、軸的設計441選定齒輪類型、精度等級、材料1工作機一般速度不高,故精度不高選等級為7級。2材料的選擇。通過查書選小齒輪材料為40CR,硬度為280HBS,大齒輪材料為剛,硬度240HBS,其硬度相差40HBS。3選小齒輪齒數為17大齒輪齒數為173253。1Z2Z4齒面接觸強度。442確定公式的各數值1選取載荷系數為13。1K2小齒輪的傳動轉矩。由于電機帶動的質量為450N;電機由表45中選擇表45電機的型號及參數公式41210VFP0654W29則可以得出2925W。0P電機的型號為36LYX03PX36,選電機轉矩為317NM。3選取齒寬系數為。1D4選取彈性影響系數為。21A89MPZE5查疲勞強度極限小齒輪;大齒輪為。IM601HLMPAHLIM5026選取接觸疲勞壽命系數為;。KN10HN27安全系數為S1則。5HLIM443小齒輪的分度圓直徑1TD413213123HTDKTUEMZ取32MM。TD11)中心距的確定656MM414IDT12A2選取1815MMNM21COSZA取2MM。N1D/COS34MMNM1Z/COS106MM22A70MM大齒輪如圖48圖48直徑為106MM的齒輪3軸的計算軸與齒輪的配合處軸的30MM;選取兩端軸成為18MM。B42MM;手抓與小臂間連接處寬為1366MM。如圖49中12MM,55MM,754MM,335MM。圖49長為1969MM的軸通過計算可得軸長L1969MM。45機器人底座上齒輪、軸的設計451兩級減速1)選定齒輪類型、精度等級、材料。2)工作機一般速度不高,故精度不高選等級為7級。3)材料的選擇。通過查書選小齒輪材料為40CR,硬度為280HBS,大齒輪材料為剛,硬度240HBS,其硬度相差40HBS。4)選小齒輪齒數為21大齒輪齒數為213267。1Z2Z5齒面接觸強度。452確定公式的各數值1)選取載荷系數為13。1K2)小齒輪的傳動轉矩。由于電機帶動的質量為550N;電機由表46中選表46電機的型號及參數通過圖410可以知道電機的基本尺寸。圖410電機的基本尺寸公式41510VFP06539W則可以得出39W。0P電機的型號36LYX04PX,選電機轉矩為1905NM。3選取齒寬系數為。1D4)選取彈性影響系數為。21A89MPZE5)查疲勞強度極限小齒輪;大齒輪為。IM601HLMPAHLIM5026選取接觸疲勞壽命系數為;。KN10HN27)安全系數為S1則。5HLIM453小齒輪的分度圓直徑1TD41621312HTDKTUEZ3585MM取40。TD11)中心距的確定84MM417IDT12A2選取199MMNM21COSZA取2MM。N1D/COS42MMNM1Z/COS134MM22A88MM大齒輪如圖411圖411直徑為134MM的齒輪3)軸的計算軸與齒輪的配合處軸的30MM;選取兩端軸成為27MM;B50MM;如圖412中30MM,42MM,65MM,815MM,355。圖412長為229MM的軸通過計算可得軸長L252MM。4541級減速1)選定齒輪類型、精度等級、材料。2)工作機一般速度不高,故精度不高選等級為7級。3)材料的選擇。通過查書選小齒輪材料為40CR,硬度為280HBS,大齒輪材料為剛,硬度240HBS,其硬度相差40HBS。4)選小齒輪齒數為17大齒輪齒數為173253。1Z2Z5齒面接觸強度。455確定公式的各數值1選取載荷系數為13。1K2小齒輪的傳動轉矩。由于電機帶動的質量為500N;電機由表47中選則表47電機的型號及參數公式41810VFP06542W可以得出4225W。0P電機的型號36LYX04PX。電機轉矩為1905NM。3選取齒寬系數為。1D4)選取彈性影響系數為。21A89MPZE5)查疲勞強度極限小齒輪;大齒輪為。IM601HLMPAHLIM5026選取接觸疲勞壽命系數為;。KN10HN27)安全系數為S1則。5HLIM456小齒輪的分度圓直徑1TD4193211H2EUKTZDT32MM取32TD11)中心距的確定656MM420IDT12A2選取1815MMNM21COSZA取2MMN1D/COS34MMNM1Z/COS106MM22A70MM大齒輪如圖413圖413直徑為106MM的齒輪3軸的計算軸與齒輪的配合處軸的30MM;選取兩端軸成為18MM;B42MM;如圖414中21MM,50MM,25MM,29MM,375MM。圖414齒輪軸軸通過計算可得軸長L1565MM。第5章機器人的運動仿真在仿真前,先對機器人的手抓進行三維建模如圖52。在圖中可以看出手抓可以看作由三部分組成手指、銷、連桿(其中連桿起活塞的作用)。打開UG,選擇開始里面的運動仿真具體操作如下1)三次選則連桿分別是兩次手指的選則、連桿和銷的選擇(連桿和銷看作一個連桿)。2移動副的選擇連桿和銷軸為可動的、兩個銷孔位固定的。3選擇連桿和銷為駕駛員,并且設定時間、速度及運動方向。4)對仿真過程進行仿真演示。5)對連桿的速度和手指的張合角度的增量進行圖表生成。操作步驟也可以在圖51中看出圖51仿真的具體操作圖52運動仿真三維圖圖53運動仿真通過UG軟件來模擬現實中機器人對零件的抓取來達到目的。圖52、圖53中由具體的仿真運動(手抓的張開與閉合)觀察手抓在抓取零件時各部件之間的運動從而達到預期目的。通過對機器人手抓的運動仿真可以看出連桿的運動和手抓的張開閉合有一定關系。在圖54中可以看出連桿運動的快慢直接影響手抓的角度增幅。當連桿速度一定時增幅角度也一定。可以簡單認為二者的運動關系為正比關系。圖54連桿速度與手抓角度張合增幅通過對機器人手抓的運動仿真,從中可以較為清晰的看到手抓在抓去工件時的幾個傳動。以動力源(連桿)在X軸方向上的往復運動帶動銷軸一起運動,在運動過程中銷軸通過滑槽帶動手指做開合運動(手指在運動時是繞著銷孔轉動的)。通過這樣一個簡單的仿真就可以較為清楚的知道手抓簡單的結構(兩個手指、在手指上要有個支架、液壓缸、銷。)。這使得在設計機器人手抓更為容易。第6章總結通過了解機器人對人類工業發展的意義及其價值,這些對于設計機器人也具有一定的意義。例如機械手的結構形式比較簡單,專用性較強,具有不斷重復工作,不知疲倦,不怕危險,抓舉重物的能力強于人手。通用機械手能快速的改變了工作程序,適應性較強。由于機械手具有以上特點所以它在不斷變換生產品種的中小批量生產中獲得廣泛的引用。機器人的設計主要集中在3、4、5章。第3章主要是行星齒輪減速電機的特點及液壓傳動的優點。其中了解到行星齒輪減速電機它具有轉速低、傳動的力較大、功率小等特點。液壓傳動的優點,主要是液壓傳動平穩性高、裝置的重量輕結構緊湊慣性小等優點。第4章手抓的設計,其中主要是手抓夾緊力和基本尺寸的計算以及手抓的動力源的選擇。第5章主要是電機計算以及齒輪和軸的計算。在第6章中主要是機器人手抓的運動仿真。通過全文我們了在對機器人設計的過程中有必要了解的東西,如電機、齒輪、手抓、液壓缸以及其他在設計過程中所涉及到的內容。特別是有關的計算更為重要。參考文獻1楊化書,曲新峰工業機器人技術的應用及發展J黃河水利職業技術學院學報,20040442432何樂基于虛擬現實技術的換熱器仿真系統研究D燕山燕山大學,20033江濟良,屠大維,張國棟,趙其杰基于認知模型的室內移動服務機器人人機耦合協同作業機制J智能系統學報,2012,032512584曹龍華機械原理M北京高等教育出版社,19865鄒慧君,傅祥志,張春林,李杞儀機械原理M北京高等教育出版社,19996曹龍華機械原理M北京高等教育出版社,19867傅則紹機械設計學M成都成都科技大學出版社,19888鄒慧君機械運動方案設計手冊M上海上海交通大學出版社,19949孟憲源,姜琪機構構型與應用M北京機械工業出版社,200510王興海,安永辰,工業機器人機構的動力優化設計J哈爾濱工
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