六自由度機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例1100字

六自由度機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u15333六自由度機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例綜述 1256391.1大臂傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1294401.2腰身傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1148541.3手臂連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2109961.4腕關(guān)節(jié)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4大臂傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s11大臂傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如上圖所示,大臂與小臂之間的俯仰動(dòng)作將共同確定了手腕在同一平面中的定位,其下部有透氣孔,大臂與減速機(jī)之間通過透氣孔連接,電機(jī)與減速劑在旁邊并列的裝置。腰身傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)腰部轉(zhuǎn)動(dòng),與大臂小臂的俯仰動(dòng)作共同確定了手臂在空間中的相對方位。腰部通過力矩電機(jī)來傳導(dǎo)扭矩,而腰主軸則為空心軸承,并通過鍵與力矩電機(jī)連接。這樣,通過力矩電機(jī)引導(dǎo)腰軸線的轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而使腰回轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。

手臂連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s12六自由度機(jī)械臂手臂連桿機(jī)構(gòu)的簡圖圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s13六自由度機(jī)械臂手臂連桿結(jié)構(gòu)示意圖小臂關(guān)節(jié)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡圖如圖2-3所示。小臂做+130o至-90o范圍內(nèi)的俯仰運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)整個(gè)腕部的空間位置。其驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝在驅(qū)動(dòng)臂座上，即大手臂的關(guān)節(jié)處，通過大臂底部的通孔，使用兩根連桿與小手臂座相連。通過連桿的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)小手臂座的俯仰動(dòng)作。底部使用平鍵連接，大臂與底桿則使用漲緊套連接。方案一：電機(jī)通過諧波減速器直接連接，帶動(dòng)大小臂回轉(zhuǎn)。方案二：大臂回轉(zhuǎn)是通過電機(jī)直接帶動(dòng)諧波減速器來回轉(zhuǎn)，而小臂則是通過諧波減速器減速，帶動(dòng)一連桿機(jī)構(gòu)，從而帶動(dòng)小臂的回轉(zhuǎn)，如圖2-9所示。這兩種方案在理論上都可行，方案一結(jié)構(gòu)簡單，適用于一般用途的機(jī)器人，而方案二結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，在剛度和強(qiáng)度上相對于方案一來說更為穩(wěn)定，比較適用于較大負(fù)荷的機(jī)器人。最為重要的是，在手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用四桿結(jié)構(gòu)，不僅可以使手臂的重量減輕，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，而且又能滿足較大的作業(yè)空間要求。綜上所述，選擇方案二作為本課題機(jī)器人結(jié)構(gòu)形式。大臂所受的扭矩在小臂與腕部處于水平狀態(tài)時(shí)最大，可以估算出此時(shí)的扭矩T。由于大臂回轉(zhuǎn)過程中要考慮摩擦力矩等因素，選擇諧波減速器的工況系數(shù)K=1.25，得到減速器的輸出力矩：因此，選擇XB3扁平式的諧波減速器，型號為60，輸出扭矩為480N.m，速比為80，諧波減速器的效率n=85%，得到交流伺服電機(jī)的輸出力矩為：根據(jù)松下交流伺服電機(jī)的樣本，選擇型號為：MSMA-20-Z-P-1-V，額定功率為2kw，額定轉(zhuǎn)矩為6.36N.m，最大轉(zhuǎn)矩為19.1N.m。同理可以得到此時(shí)小臂的最大轉(zhuǎn)矩：由于小臂回轉(zhuǎn)過程中要考慮摩擦力矩等因素，選擇諧波減速器的工況系數(shù)K=1.25，得到減速器的輸出力矩：因此，選擇XB3扁平式的諧波減速器，型號為120，輸出扭矩為180N.m，速比為80，諧波減速器的效率n=85%，得到交流伺服電機(jī)的輸出力矩為：根據(jù)松下交流伺服電機(jī)的樣本，選擇型號為：MHMD-08-Z-P-1-V，額定功率為750W，額定轉(zhuǎn)矩為2.4N.m，最大轉(zhuǎn)矩為7.1N.m。腕關(guān)節(jié)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s14手腕傳動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示，采用的是三自由度手腕，也被叫做萬向型手腕，它一部分與小臂相連，隨小臂轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)