三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì).txt

1、目錄目錄……………………………………………………………………………………………1中文摘要………………………………………………………………………………………2Abstract………………………………………………………………………………………2第1章緒論……‥…………………………………………………………………………3第2章工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)……………………………………………………………32.1工業(yè)機(jī)器人的組成及各部分關(guān)系概述…………………

2、…………………………32.2工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)分析………………………………………………………………42.2.1設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………………………52.2.2總體方案擬定……………………………………………………………………52.2.3工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)…………………………………………………5第3章工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………………………63.1工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析………………

3、………………………………………63.1.1機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)概述………………………………………………………………63.1.2機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過程分析………………………………………………………73.2工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………83.2.1末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………83.2.2手臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………113.2.3腰部和基座設(shè)計(jì)…………

4、………………………………………………………123.3工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)‥………………………………………………183.3.1滾珠絲杠的選擇…………………………………………………………………183.3.2諧波齒輪的選擇…………………………………………………………………193.3.3聯(lián)軸器的選擇…………………………………………………………………20第4章工業(yè)機(jī)器人的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述………………………………………………204.1工業(yè)

5、機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及對控制功能的基本要求‥………………………214.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案………………………………………………………224.3硬件電路的組成…………………………………………………………………22第5章工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行時(shí)應(yīng)采取的安全措施……………………………………………225.1安全要求…………………………………………………………………………225.2實(shí)施方法……………………………………………………………………………2

6、3鳴謝………………………………………………………………………………………23參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………24中文摘要在工業(yè)上，自動(dòng)控制系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)自動(dòng)化機(jī)床控制，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，機(jī)器人等。而工業(yè)機(jī)器人是相對較新的電子設(shè)備，它正開始改變現(xiàn)代化工業(yè)面貌。本設(shè)計(jì)為三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人，其工作方向?yàn)閮蓚€(gè)直線方向和一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。在控制器的作用下，它執(zhí)行將工件從一條流水線拿到另一條流水線這

7、一簡單的動(dòng)作本文是對整個(gè)設(shè)計(jì)工作較全面的介紹和總結(jié)。關(guān)鍵詞：三自由度，圓柱坐標(biāo)，工業(yè)機(jī)器人AbstractIndustriallyautomaticcontrolsystemsarefoundinnumerousapplicationssuchasautomationmachinetoolcontrolcomputersystemsrobotics.Industrialrobotsarerelativelynewelectromecha

8、nicaldevicesthatarebeginningtochangetheappearanceofmodernindustry.Thisschemeintroducedacylindricalrobotfthreedegreeoffreedom.Itiscomposedoftwolinearaxesonerotaryaxiscurrentcontrolonlyallowsthesedevicesmovefromoneassembly

9、linetootherassemblylineinspaceperfmrelativelysimpletaskes.Thispaperismecomprehensiveintroductionsummingupfthefthewholedesignwk.Keywds：threedegreesoffreedomcylindricalIndustrialrobot機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和電傳動(dòng)。C、控制系統(tǒng)：通過對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制，使執(zhí)

10、行系統(tǒng)按照規(guī)定的要求進(jìn)行工作，當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤或故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。D、檢測系統(tǒng)：作用是通過各種檢測裝置、傳感裝置檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定進(jìn)行比較，以保證運(yùn)動(dòng)符合要求。圖22各部分關(guān)系圖2.2工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)分析2.2.1設(shè)計(jì)要求綜合運(yùn)用所學(xué)知識搜集有關(guān)資料獨(dú)立完成三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)和驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)工作。原始數(shù)據(jù)：自動(dòng)線上有Ａ，Ｂ兩條輸送帶之間距離為1.5m，需設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人將一零件從A帶送到B帶

11、。零件尺寸：內(nèi)孔￠100，壁厚10，高100。零件材料：45鋼。2.2.2總體方案擬定在工業(yè)機(jī)器人的諸多功能中，抓取和移動(dòng)是最主要的功能。這兩項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)是精巧的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和良好的伺服控制驅(qū)動(dòng)。本次設(shè)計(jì)就是在這一思維下展開的。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和需求確定圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人，利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和諧波齒輪傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；利用另一臺步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，從而使與滾珠絲杠螺母副固連在一起的手臂實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)；考慮到本設(shè)計(jì)中的機(jī)

12、器人工作范圍不大，故利用液壓缸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)手臂的伸縮運(yùn)動(dòng)；末端夾持器則采用內(nèi)撐連桿杠桿式夾持器，用小型液壓缸驅(qū)動(dòng)夾緊。圖23機(jī)器人外形圖2.2.3工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)性能參數(shù)工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)是說明其規(guī)格和性能的具體指標(biāo)。主要技術(shù)參數(shù)有如下：A、抓取重量：抓取重量是用來表明機(jī)器人負(fù)荷能力的技術(shù)參數(shù)，這是一項(xiàng)主要參數(shù)。這項(xiàng)參數(shù)與機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，一般是指在正常速度下所抓取的重量。B、抓取工件的極限尺寸：抓取工件的極限尺寸是用來表明機(jī)器人抓

13、取功能的技術(shù)參數(shù)，它是設(shè)計(jì)手部的基礎(chǔ)。C、坐標(biāo)形式和自由度：說明機(jī)器人機(jī)身、手部、腕部等共有的自由度數(shù)及它們組成的坐標(biāo)系特征。D、運(yùn)動(dòng)行程范圍：指執(zhí)行機(jī)構(gòu)直線移動(dòng)距離或回轉(zhuǎn)角度的范圍，即各運(yùn)動(dòng)自由度的運(yùn)動(dòng)量。根據(jù)運(yùn)動(dòng)行程范圍和坐標(biāo)形式就可確定機(jī)器人的工作范圍。E、運(yùn)動(dòng)速度：是反映機(jī)器人性能的重要參數(shù)。通常所指的運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)器人的最大運(yùn)動(dòng)速度。它與抓取重量、定位精度等參數(shù)密切有關(guān)，互相影響。目前，國內(nèi)外機(jī)器人的最大直線移動(dòng)速度為1000m

14、ms左右，一般為200～400mms；回轉(zhuǎn)速度最大為180os，一般為50os。F、定位精度和重復(fù)定位精度：定位精度和重復(fù)定位精度是衡量機(jī)器人工作質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。G、編程方式和存儲容量。本設(shè)計(jì)中的三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人的有關(guān)技術(shù)參數(shù)見表11。表11機(jī)械手類型三自由度圓柱坐標(biāo)型抓取重量2.69Kg自由度3個(gè)（1個(gè)回轉(zhuǎn)2個(gè)移動(dòng)）機(jī)座長120mm，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)角180，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)控制腰部機(jī)構(gòu)長680mm，伸縮運(yùn)動(dòng)，升降范圍