五自由度工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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- 五自由度工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 我們所設(shè)計(jì)的五自由度工業(yè)機(jī)器人，可以為進(jìn)一步研究工業(yè)機(jī)器人的工作原理和工作過程奠定一定的基礎(chǔ)。將其作為《機(jī)器人學(xué)》 、《機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》及《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程及機(jī)械電子工程專業(yè)等機(jī)電結(jié)合的綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，不僅可以使學(xué)生在輕松愉快的氛圍中充分理解相關(guān)課程的專業(yè)知識，而且可以激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，樹立系統(tǒng)的工程概念，培養(yǎng)其獨(dú)立開展科學(xué)研究的能力。因此，本機(jī)器人的研制成功，對機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)及科研有著十分重要的意義。 學(xué)習(xí)了機(jī)器人技術(shù)知識，查閱了大量的文獻(xiàn)資料，對國內(nèi)外機(jī)器人、主要是工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀有了比較詳細(xì)的了解。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合本人的設(shè)想，和設(shè)計(jì)工作中需要解決的任務(wù)，本文主要研究機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行以下工作: 本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本機(jī)器人手臂結(jié)構(gòu)方案確定后要運(yùn)用AutoCAD和Pro/Engineer軟件把其平面裝配圖及其立體圖做出。
2 機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)
2.1 機(jī)器人的工作要求主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下
自由度數(shù)目：5個(gè)
機(jī)械機(jī)構(gòu)形式：立式關(guān)節(jié)型
作業(yè)半徑：650mm
負(fù)荷能力：2kg
重復(fù)定位精度：+/-0.5mm
驅(qū)動(dòng)電機(jī)：步進(jìn)電機(jī)
最大重量: 40kg
2.2 機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 2.2.1 機(jī)器人獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)可以簡化成各連桿首尾相接、末端開放的一個(gè)開式連桿系。為實(shí)現(xiàn)要求的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)，在大多數(shù)工作時(shí)間內(nèi)，連桿系末端是無法加以支撐的，因而操作機(jī)的結(jié)構(gòu)剛度差，并隨連桿系在空間位姿的變化而變化。 (2) 在組成操作機(jī)的開式連桿系中，每根連桿都具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器，因而屬于主動(dòng)連桿系。這和普通的連桿系不同，在普通連桿系中，所有的連桿運(yùn)動(dòng)都出自同一驅(qū)動(dòng)源，各連桿間的運(yùn)動(dòng)是互相制約的。由于操作機(jī)連桿的運(yùn)動(dòng)各自獨(dú)立，不同連桿的運(yùn)動(dòng)之間沒有依從關(guān)系，故而操作機(jī)的運(yùn)動(dòng)更為靈活。 (3) 連桿驅(qū)動(dòng)扭矩的瞬態(tài)過程在時(shí)域中的變化是非常復(fù)雜的，且和執(zhí)行件反饋信號有關(guān)。連桿的驅(qū)動(dòng)屬于伺服控制型，因而對機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度、間隙和運(yùn)動(dòng)精度都有較高的要求。本文所用的三個(gè)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，屬于開環(huán)控...
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