工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)過(guò)程

楊經(jīng)保

這幾天有點(diǎn)忙,過(guò)兩天我會(huì)盡快再發(fā)貼子的.

楊經(jīng)保

剛才看到我之前發(fā)布的<  六軸機(jī)器人,應(yīng)用于焊接領(lǐng)域 >的話題,各位大俠可以先看一下,到時(shí)我將以此圖做為實(shí)例來(lái)講述機(jī)器人的設(shè)計(jì)全過(guò)程,希望各位大俠多提意見(jiàn),共同探討!

liang2039

我們都在期待著，希望能早點(diǎn)！

楊經(jīng)保

下面我給出的機(jī)器人的簡(jiǎn)圖，可能大家在很多書(shū)上都有見(jiàn)到過(guò)，只不過(guò)有少許變化而已，沒(méi)有什么不同的地方。

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當(dāng)我們把機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖畫(huà)好后，一般的情況下是先對(duì)簡(jiǎn)圖進(jìn)行分析；雖然簡(jiǎn)圖不能全部反映機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成，但是它卻表現(xiàn)出了要設(shè)計(jì)的物體的總體輪廓。
+ Q3 H+ _% m: H那么對(duì)于我們這個(gè)機(jī)器人的簡(jiǎn)圖，我們從哪里著手分析才合理呢？
' C" u4 S! h) Q- i' u/ \首先，我們看一下設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的內(nèi)容。從任務(wù)書(shū)中知道，六個(gè)軸中有三個(gè)軸是做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，其余作擺角運(yùn)動(dòng)。
+ t, E" r4 W5 A結(jié)合任務(wù)書(shū)，我們看一下簡(jiǎn)圖，是不是第1軸、第4軸和第六軸是做轉(zhuǎn)動(dòng)的，也就是說(shuō)我們要檢查一下我們所畫(huà)的簡(jiǎn)圖是不是與任務(wù)書(shū)中的要求相符合，符合了也就代表我們的設(shè)計(jì)思路與要求（客戶要求）相同，可以進(jìn)行下一步工作，如果不同，就得重新畫(huà)簡(jiǎn)圖。
從簡(jiǎn)圖知道，機(jī)器人的手臂伸縮范圍較大；如果把手臂全部伸直，而且我們假設(shè)地把它們看成同一鋼體，這樣就形成一端固定的懸臂梁。
0 ^& m  ]( z! P5 ]應(yīng)用力學(xué)知識(shí)體系中的有關(guān)梁的分析我們知道，要搞清懸臂梁的變形量，首先要知道梁的重量和截面慣量。
由簡(jiǎn)圖知道，由于有多個(gè)關(guān)節(jié)連接，要知道截面形狀和慣量不太容易，只有把所有的機(jī)構(gòu)都設(shè)計(jì)完成后才會(huì)知道想求的參數(shù)。
由簡(jiǎn)圖看出，第二軸擔(dān)負(fù)著手臂的上下運(yùn)動(dòng)，而且手臂又比較長(zhǎng)，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中必然存在著慣性沖量，也就是說(shuō)，當(dāng)大臂的運(yùn)動(dòng)速度很慢時(shí)，慣性就很小；如果速度加快，慣性就加大，這個(gè)慣性沖量是與速度有著線性關(guān)系；怎樣保持一定的速度，又不讓?xiě)T性隨著變化呢？大家都知道，增加阻尼，可有效消除這種關(guān)系。這樣，大家就可以理解簡(jiǎn)圖上兩個(gè)彈簧的用意了。
即然是這樣，那我們就從手腕開(kāi)始設(shè)計(jì)。也說(shuō)是大家所說(shuō)的從上到下的設(shè)計(jì)方法。

楊經(jīng)保

圖片顯示出來(lái)呀

楊經(jīng)保

昨天發(fā)貼時(shí)圖片顯示不出來(lái),今天傳上來(lái).

合金鋼

我畢業(yè)設(shè)計(jì)就是機(jī)械手 液壓控制的

機(jī)械模具社

頂起來(lái)，，我對(duì)機(jī)器人設(shè)計(jì)很感興趣。。。謝謝

楊經(jīng)保

設(shè)計(jì)手腕要考慮哪些問(wèn)題呢？可以知道的是有一把焊槍，焊槍的重量不是很重，同時(shí)要有夾持焊槍的手爪。也就是說(shuō)手腕在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載是不大的，選擇驅(qū)動(dòng)功率不大的元件就行了。
要讓手腕在360度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，而且后面緊跟著又有一個(gè)上下擺動(dòng)的關(guān)節(jié)；手腕又是在機(jī)器人手臂的最前端，當(dāng)然總體質(zhì)量不能太重。用什么樣的機(jī)構(gòu)最好呢？下面我們考慮幾個(gè)方案：
) K7 N2 K% R- n( M4 A1．        如簡(jiǎn)圖所示，采用行星齒輪傳動(dòng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)輪，行星輪繞太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)齒輪經(jīng)行星輪減速與太陽(yáng)輪反向運(yùn)動(dòng)，電機(jī)與太陽(yáng)輪同軸安裝。
" F4 ]* r  P) ?; r) x6 U. [2．        多級(jí)齒輪減速傳，電機(jī)安裝于手腕一側(cè)。
3．        擺線針輪減速傳動(dòng)，電機(jī)與偏心軸同軸安裝。
2 ]4 F) R- i& x9 m# M. R" k4．        蝸輪蝸桿減速傳動(dòng)，電機(jī)有兩種安裝方式；一種與輸出軸成90度安裝，另一種與輸出軸同軸線反向錯(cuò)位安裝。
   如上所述，還有很多種方式方法，到底選哪一種最好呢？這樣我們就要做比較了。從上面的方案里看，第2種方法是不行的；第4種方法如果采用，手腕的結(jié)構(gòu)就會(huì)很大，不利于機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)時(shí)做精密定位。這樣我們?nèi)コ�了兩種方法，我們?cè)俦容^一下第1種和第3種方法；
, [+ A5 L4 d2 W( @         行星齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，齒輪副配合有間隙，不能自鎖。如果采用就得提高齒輪精度，由于是精密傳動(dòng)，齒輪材料也不能按常規(guī)齒輪選用材料，加工工藝相對(duì)常規(guī)齒輪相復(fù)雜的多。
" a2 k9 v5 w9 f2 s$ A' o& W         擺線針輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動(dòng)間隙小，可以自鎖。如果采用，手腕的尺寸不會(huì)太小，并且零件加工困難，精度不易保證。
6 j& ?& P3 }" D0 U/ b0 M( ^- ^; p9 E         比較各方面后，決定采用行星齒輪傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)。行星齒輪在傳動(dòng)的過(guò)程中有裝配間隙和機(jī)械磨損所造成的間隙；要消除這些機(jī)械間隙首先就要讓齒輪副的配合間隙要小，齒輪材料經(jīng)熱處理后表面要耐磨，因此行星齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算不能按常規(guī)行星齒輪的設(shè)計(jì)方法去計(jì)算。機(jī)器人的手腕是很靈活的關(guān)節(jié)，而且是要做正反兩個(gè)方向的回轉(zhuǎn)。怎么樣安裝電機(jī)是一個(gè)問(wèn)題；行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與手腕俯仰關(guān)節(jié)連接是一個(gè)問(wèn)題。
+ a" v) V. Q4 x- l% S! e: N; C   還有，手腕的運(yùn)動(dòng)速可能是非等速的；怎么樣去控制電機(jī)？又怎么樣去采集反饋信號(hào)？發(fā)出的控制信號(hào)到執(zhí)行單元的過(guò)程中有沒(méi)外部干擾？它來(lái)自哪里？
# j, ]7 D# r- b再有，就是手腕在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的精度；手腕在空間做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，怎樣去實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)精度？影響運(yùn)動(dòng)精度的因素有哪些？
4 k- a% h" c" c: x1 D在設(shè)計(jì)手腕這前一定要搞清楚影響手腕的各方面的因素及內(nèi)容，問(wèn)題得到解答后再真正開(kāi)始手腕的設(shè)計(jì)。

牙痛醫(yī)腳

大哥講快點(diǎn)啥