物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 緒論 1.1 課題概述[1] 機(jī)器人是一種新型的自動(dòng)化操作裝置。它可以根據(jù)作業(yè)的不同要求,按照預(yù)先確定的程序搬運(yùn)物體,裝卸零件以及操持噴槍,焊把等工具去完成一定的作業(yè)。因此,它可在繁重、高溫,多粉塵的勞動(dòng)環(huán)境較差的場(chǎng)所工作。 在化學(xué)工業(yè)等連續(xù)性生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化已基本得到解決??墒窃跈C(jī)械工業(yè)中,加工、裝配等生產(chǎn)并不是連續(xù)的。專用機(jī)床是解決大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法;程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。但除了切削加工本身外,還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè),需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。機(jī)器人的出現(xiàn)并得到應(yīng)用,為這

2、些加工作業(yè)的機(jī)械化與自動(dòng)化奠定了良好的基礎(chǔ)。 工業(yè)機(jī)器人是近代在自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù),并且已經(jīng)成為了現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)非常重要的組成部分。 機(jī)器人的迅速發(fā)展是基于它的積極作用正慢慢的被人們所認(rèn)識(shí):第一、它能部分代替人工操作;第二、它能按照生產(chǎn)工藝的技術(shù)要求,遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的輸送和裝卸;第三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配作業(yè)。從而能大大的改善工人的勞動(dòng)條件,顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化。因而機(jī)器人受到各個(gè)先進(jìn)的工業(yè)國家的重視,他們投入大量的人力和物力加以研究與應(yīng)用。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性及污染的場(chǎng)合,應(yīng)

3、用的更廣泛。在我國,近幾年也有較快的發(fā)展,并取得了一定的效果,受到機(jī)械工業(yè)部門的重視。 機(jī)器人一般分為三類。第一類是通用機(jī)器人,它不需要人工操作,也就是本文所研究的對(duì)象。它是一種完全獨(dú)立的、不附屬于某一個(gè)主機(jī)的裝置,可以根據(jù)任務(wù)需要來編制程序,以完成各項(xiàng)規(guī)定的操作。它除了具備普通機(jī)械所具有的物理性能之外,還具備通用機(jī)械、記憶智能,是一種三元機(jī)械。第二類稱為操作機(jī)(Manipulator),它需要人工的操作,操作機(jī)起源于原子、軍事工業(yè),一開始都是是通過操作機(jī)來完成特定的作業(yè),后來發(fā)展到用無線電訊號(hào)來操作機(jī)器人,可以進(jìn)行探測(cè)月球等工作。工業(yè)中采用的鍛造類操作機(jī)也屬于這一范疇。第三類是專業(yè)機(jī)器人,

4、它主要附屬于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上,用以解決機(jī)床的上下料和工件的傳送。這種機(jī)器人在國外通常被稱為“Mechanical Hand”,它是為主機(jī)進(jìn)行服務(wù)的,由主機(jī)驅(qū)動(dòng)。除少數(shù)外,它的工作程序一般是固定的,因此是專用的。 機(jī)器人按照其結(jié)構(gòu)的不同又可以分為多種類型,其中關(guān)節(jié)型機(jī)器人以其結(jié)構(gòu)非常緊湊,所占用的空間體積小,但其相對(duì)的工作空間卻是最大的,甚至能繞過基座四周的一些障礙物等特點(diǎn),成為機(jī)器人中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式,世界一些著名機(jī)器人的本體部分都采用這種機(jī)構(gòu)形式的機(jī)器人。 簡單的說,機(jī)器人就是用機(jī)器手代替人手,把物料從某一個(gè)地方移動(dòng)到指定的位置,或按照工作要求可以操縱工件進(jìn)行加工。 要機(jī)器

5、人可以像人一樣拿取東西,最基本的條件是要有一套類似于指、腕、臂、關(guān)節(jié)等部分組成的抓取和轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)——執(zhí)行機(jī)構(gòu);能像肌肉那樣使手臂動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng);能像大腦指揮手那樣進(jìn)行動(dòng)作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了機(jī)器人的性能。一般而言,機(jī)器人通常就是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)這三部分組成,如圖 1.1 所示。 機(jī)器人 控制系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)及其他信息交換計(jì)算機(jī) 單關(guān)節(jié)伺服控制器 電、液或氣驅(qū)動(dòng)裝置 基座部(固定或移動(dòng)) 腕部 臂部 手部 腰部 圖1.1 機(jī)器人的一般組成[2] 現(xiàn)代智能機(jī)器人與過去相比,還具有一定的智能系統(tǒng),主要是

6、增加了感覺裝置、視覺裝置和語言識(shí)別裝置等。目前機(jī)器人技術(shù)的研究主要集中在賦予機(jī)器人“眼睛”,使它能識(shí)別物體和躲避障礙物,還有機(jī)器人的觸覺裝置。機(jī)器人的這些組成部分并不是相互獨(dú)立的,或者說并不只是簡簡單單的疊加在一起,就能構(gòu)成一個(gè)機(jī)器人的。要實(shí)現(xiàn)我們所期望機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)的功能,機(jī)器人的各部分之間必需存在著相互關(guān)聯(lián)、相互影響和相互制約。它們之間的相互關(guān)系如圖1.2 所示。 控制系統(tǒng)(一) 控制系統(tǒng)(二) 驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 工作對(duì)象 智能系統(tǒng) 位形檢測(cè) 圖1.2 機(jī)器人各組成部分之間的關(guān)系[3] 機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)跟驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人賴以完成各

7、種工作任務(wù)的實(shí)體,它通常由連桿和關(guān)節(jié)組成,由驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力,能按照控制系統(tǒng)的要求完成各種工作任務(wù)。驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng)包括了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)提供機(jī)器人各關(guān)節(jié)所需要的動(dòng)力,傳動(dòng)系統(tǒng)可將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為滿足機(jī)器人各關(guān)節(jié)的力矩跟運(yùn)動(dòng)所要求的驅(qū)動(dòng)力或力矩。有一些文獻(xiàn)把機(jī)器人分為機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。其中的機(jī)械系統(tǒng)又叫操作機(jī)(Manipulator),相當(dāng)于本文中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分。 1.2 機(jī)器人的歷史、現(xiàn)狀[4] 機(jī)器人最早是從美國開始研制的。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出了第一臺(tái)機(jī)器人。它的結(jié)構(gòu)是:在機(jī)體上安裝一個(gè)回轉(zhuǎn)長臂,端部裝有使用電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu),控制系統(tǒng)

8、是示教型的。 日本是工業(yè)機(jī)器人發(fā)展速度最快、應(yīng)用范圍最廣的國家。自從1969年從美國引進(jìn)二種典型機(jī)器人后,日本就一直大力從事機(jī)器人方面的研究。 目前的工業(yè)機(jī)器人大部分還屬于第一代,主要是依靠人工進(jìn)行控制;控制方式則為開環(huán)式,還不具備識(shí)別能力;改進(jìn)的方面主要是降低加工與維護(hù)成本和提高加工工件的精度。 第二代機(jī)器人目前正在加緊研制。它擁有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),有視覺和觸覺能力,甚至聽跟想的能力。還要研究安裝各種傳感器,能把感覺到的信息進(jìn)行反饋,使機(jī)器人具有初步感覺的機(jī)能。 第三代機(jī)器人則能獨(dú)立地完成各種加工過程中的任務(wù)。它能與電子計(jì)算機(jī)跟電視設(shè)備保持聯(lián)系,并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS

9、(Flexible Manufacturing System) 和柔性制造單元FMC(Flexible Manufacturing Cell) 中的重要一環(huán)。 隨著工業(yè)機(jī)器人研究制造和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,國際性學(xué)術(shù)交流活動(dòng)十分活躍,歐美各國和其他國家學(xué)術(shù)交流活動(dòng)開展很多。國際工業(yè)機(jī)器人會(huì)議ISIR決定每年召開一次會(huì)議,討論和研究機(jī)器人的發(fā)展及應(yīng)用問題。 現(xiàn)在,在加工工業(yè)中,生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為了突出主題?;瘜W(xué)工業(yè)等連續(xù)性生產(chǎn)過程的自動(dòng)化已基本得到解決。但在機(jī)械工業(yè)中,加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機(jī)床是實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法;程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效

10、地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。但除切削加工本身外,還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè),有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。機(jī)器人的出現(xiàn)并得到應(yīng)用,為這些作業(yè)的機(jī)械化奠定了良好的基礎(chǔ)。 目前,工業(yè)機(jī)器人主要用于裝卸、搬運(yùn)、焊接、鑄鍛和熱處理等方面,無論數(shù)量、品種和性能方面還不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。使用工業(yè)機(jī)器人代替人工操作的,主要是在危險(xiǎn)作業(yè)(廣義的)、多粉塵、高溫、噪聲、工作空間狹小等不適于人工作業(yè)的工作環(huán)境。 在國外機(jī)械制造業(yè)中,工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用較多,發(fā)展較快。目前主要應(yīng)用于機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料,以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè),它可按照事先制訂的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作,但還不具備傳感反饋能力,不

11、能應(yīng)付外界的變化。如發(fā)生某些偏離時(shí),就將引起零部件甚至機(jī)器人本身的損壞。 隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,針對(duì)于上述各個(gè)領(lǐng)域的機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用和研究對(duì)系統(tǒng)本身也提出越來越多的要求。制造業(yè)要求機(jī)器人系統(tǒng)具有更大的柔性和更強(qiáng)大的編程環(huán)境,適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和多品種、小批量的生產(chǎn)過程。計(jì)算機(jī)集成制造(CIM)要求機(jī)器人系統(tǒng)能和車間中的其它自動(dòng)化設(shè)備集成在一起。研究人員為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的性能和智能水平,要求機(jī)器人系統(tǒng)具有開放結(jié)構(gòu)和集成各種外部傳感器的能力。然而,目前商品化的機(jī)器人系統(tǒng)多采用封閉結(jié)構(gòu)的專用控制器,一般采用專用計(jì)算機(jī)作為上層主控計(jì)算機(jī),使用專用機(jī)器人語言作為離線編程工具,采用

12、專用微處理器,并將控制算法固化在EPROM中,這種專用系統(tǒng)很難(或不可能)集成外部硬件和軟件。修改封閉系統(tǒng)的代價(jià)是非常昂貴的,如果不進(jìn)行重新設(shè)計(jì),多數(shù)情況下技術(shù)上是不可能的。解決這些問題的根本辦法是研究和使用具有開放結(jié)構(gòu)的機(jī)器人系統(tǒng)。 美國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段: (1)1963-1967年為試驗(yàn)定型階段。1963-1966年,萬能自動(dòng)化公司制造的工業(yè)機(jī)器人供用戶做工藝試驗(yàn)。1967年,該公司生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人定型為1900型。 (2)1968-1970年為實(shí)際應(yīng)用階段。這一時(shí)期,工業(yè)機(jī)器人在美國進(jìn)入應(yīng)用階段,例如,美國通用汽車公司1968年訂購了68臺(tái)工業(yè)機(jī)器人;1

13、969年該公司又自行研制出SAM新工業(yè)機(jī)器人,并用21組成電焊小汽車車身的焊接自動(dòng)線;又如,美國克萊斯勒汽車公司32條沖壓自動(dòng)線上的448臺(tái)沖床都用工業(yè)機(jī)器人傳遞工件。 (3)1970年至今一直處于推廣應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展階段。1970-1972年,工業(yè)機(jī)器人處于技術(shù)發(fā)展階段。1970年4月美國在伊利斯工學(xué)院研究所召開了第一屆全國工業(yè)機(jī)器人會(huì)議。據(jù)當(dāng)時(shí)統(tǒng)計(jì),美國大約200臺(tái)工業(yè)機(jī)器人,工作時(shí)間共達(dá)60萬小時(shí)以上,與此同時(shí),出現(xiàn)了所謂了高級(jí)機(jī)器人,例如:森德斯蘭德公司(Sundstrand)發(fā)明了用小型計(jì)算機(jī)控制50臺(tái)機(jī)器人的系統(tǒng)。又如,萬能自動(dòng)公司制成了由25臺(tái)機(jī)器人組成的汽車車輪生產(chǎn)自動(dòng)線。麻省

14、理工學(xué)院研制了具有“手眼”系統(tǒng)的高識(shí)別能力微型機(jī)器人。 其他國家,如日本、蘇聯(lián)、西歐,大多是從1967,1968年開始以美國的“Versatran”和“Unimate”型機(jī)器人為藍(lán)本開始進(jìn)行研制的。就日本來說,1967年,日本豐田織機(jī)公司 引進(jìn)美國的“Versatran”,川崎重工公司引進(jìn)“Unimate”,并獲得迅速發(fā)展。通過引進(jìn)技術(shù)、仿制、改造創(chuàng)新。很快研制出國產(chǎn)化機(jī)器人,技術(shù)水平很快趕上美國并超過其他國家。經(jīng)過大約10年的實(shí)用化時(shí)期以后,從1980年開始進(jìn)入廣泛的普及時(shí)代。 我國雖然開始研制工業(yè)機(jī)器人僅比日本晚5-6年,但是由于種種原因,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展比較慢。目前我國已開始有計(jì)

15、劃地從國外引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù),通過引進(jìn)、仿制、改造、創(chuàng)新,工業(yè)機(jī)器人將會(huì)獲得快速的發(fā)展。 1.3 機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì) 隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的提高,機(jī)器人設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力進(jìn)一步得到加強(qiáng),尤其當(dāng)機(jī)器人的生產(chǎn)與柔性化制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合,從而改變目前機(jī)械制造的人工操作狀態(tài),提高了生產(chǎn)效率。 就目前來看,總的來說現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì): (1)提高運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)精度,減少重量和占用空間,加速機(jī)器人功能部件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化,將機(jī)器人的各個(gè)機(jī)械模塊、控制模塊、檢測(cè)模塊組成結(jié)構(gòu)不同的機(jī)器人; (2)開發(fā)各種新型結(jié)構(gòu)用于不同類型的場(chǎng)合,如開發(fā)微動(dòng)機(jī)構(gòu)用以保證精度;開發(fā)多關(guān)節(jié)多自由度的手臂和手

16、指;開發(fā)各類行走機(jī)器人,以適應(yīng)不同的場(chǎng)合; (3)研制各種傳感器跟檢測(cè)元件,如觸覺、視覺、聽覺、味覺和測(cè)距傳感器等,用傳感器獲得工作對(duì)象周圍的外界環(huán)境信息、位置信息、狀態(tài)信息以完成模式識(shí)別、狀態(tài)檢測(cè)。并采用專家系統(tǒng)進(jìn)行問題求解、動(dòng)作規(guī)劃,同時(shí),越來越多的系統(tǒng)采用微機(jī)進(jìn)行控制。 33 物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 物料搬運(yùn)機(jī)器人的設(shè)計(jì) 2.1 物料搬運(yùn)機(jī)器人的功能 物料搬運(yùn)機(jī)器人應(yīng)具備以下功能: (1)移動(dòng):通過機(jī)器人的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)物料的遠(yuǎn)距離搬運(yùn); (2)導(dǎo)航跟定位;能夠自主的按照預(yù)先設(shè)置的路線運(yùn)行,并獲得位置資料; (3)運(yùn)輸:能搬運(yùn)物料從A位置到B位置; (4)規(guī)劃路

17、徑:在離線的狀態(tài)下,操作者要為機(jī)器人在結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中尋找無碰撞路徑; (5)避障(擴(kuò)展功能):機(jī)器人應(yīng)該具有一定的感受、適應(yīng)外界環(huán)境變化的能力,尤其是要能檢測(cè)出明顯的障礙物,自動(dòng)調(diào)用避障策略; (6)無線通訊:有數(shù)據(jù)傳輸功能,有效距離1000米。 2.2 傳感器系統(tǒng)[13] 傳感器系統(tǒng)屬于機(jī)器人控制系統(tǒng),是整個(gè)機(jī)器人的感覺器官,負(fù)責(zé)探測(cè)工作環(huán)境以及檢測(cè)機(jī)器人自身的運(yùn)動(dòng)。傳感器系統(tǒng)有能檢測(cè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的傳感器和實(shí)現(xiàn)機(jī)器人可擴(kuò)展功能所需的傳感器。下面主要介紹能實(shí)現(xiàn)各種基本作業(yè)的傳感器: (1)行進(jìn)距離檢測(cè):編碼器,采用積分增量思想,具有較好的短期精度; (2)偏轉(zhuǎn)角度檢測(cè):陀螺,測(cè)量旋轉(zhuǎn)

18、角速度,無需外部參考,適于短時(shí)間的精確定位; (3)起點(diǎn)、終點(diǎn)擺放臺(tái)檢測(cè):微動(dòng)開關(guān),反饋是否接觸擺放臺(tái)側(cè)壁信息; (4)物料抓取檢測(cè):微動(dòng)開關(guān),檢測(cè)物料是否被有效抓起; (5)(可擴(kuò)展功能)突出的障礙物檢測(cè):采用超聲波傳感器行進(jìn)路徑上有無障礙物; (6)(可擴(kuò)展功能)運(yùn)行環(huán)境白色引導(dǎo)線檢測(cè):采用顏色傳感器識(shí)別白線信息,利用白線導(dǎo)航。 2.3 移動(dòng)載體 移動(dòng)載體能執(zhí)行輪式物料搬運(yùn)機(jī)器人的移動(dòng)功能。常見的移動(dòng)載體有輪式、履帶式和足式行走機(jī)構(gòu),此外還有各種輪、履跟腿的混合式結(jié)構(gòu)。 (1)輪式 輪式移動(dòng)載體一直是平坦地面上運(yùn)動(dòng)的最有效的工具。它具有能高速穩(wěn)定移動(dòng)、能量利用效率高、機(jī)構(gòu)和

19、控制簡單等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是移動(dòng)場(chǎng)所限制在平面上,且一般情況下需要一定的轉(zhuǎn)彎半徑,因而造成靈活性下降。輪式移動(dòng)載體依據(jù)車輪的數(shù)量可分為 1輪、2輪、3輪、4輪及多輪機(jī)構(gòu)。單輪和雙輪主要是進(jìn)行直立穩(wěn)定移動(dòng)控制問題的基礎(chǔ)研究,而不著眼于移動(dòng)機(jī)器人的實(shí)用化問題。從高速移動(dòng)時(shí)加強(qiáng)穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),多數(shù)采用的是四輪機(jī)構(gòu)。五輪以上的機(jī)構(gòu)有較大的穩(wěn)定性,適合子臺(tái)階、階梯或三維彎曲路面等非平地狀態(tài)的移動(dòng)。全方位車輪機(jī)構(gòu)是目前常用的輪式機(jī)構(gòu),具備全方位移動(dòng)功能,操作靈活,特別適合干窄小空間中的移動(dòng)作業(yè)。[5] 按照所用輪子的類型和驅(qū)動(dòng)方式,輪式移動(dòng)載體可分為五大類,即(3,0), (2, 0), (2, 1), (

20、1, 1)和(1, 2),其中前面的數(shù)字表示移動(dòng)度(degree of mobility),后面的數(shù)字表示轉(zhuǎn)向度(degree of steering)。輪式機(jī)器人在地面上滾動(dòng)時(shí),會(huì)受到非完整約束,這是由輪子的運(yùn)動(dòng)本質(zhì)決定的,即輪子在地面上做無滑動(dòng)的純滾動(dòng)。盡管非完整系統(tǒng)類別與輪式平臺(tái)的類型有關(guān),但所有輪式平臺(tái)都是非完整的。[5] (2)履帶式 為了改善車輪對(duì)松軟地面和不平坦地面的適應(yīng)能力,履帶式移動(dòng)機(jī)構(gòu)被廣泛采用。履帶式移動(dòng)機(jī)構(gòu)有以下特點(diǎn):支承面積大,接地比壓小,適于松軟和泥濘地面作業(yè)。機(jī)動(dòng)性好,爬坡、越溝等性能好。履帶不易打滑,牽引附著能力好。履帶運(yùn)動(dòng)方式在不平地面上的機(jī)動(dòng)性很差,轉(zhuǎn)彎

21、不便,轉(zhuǎn)向時(shí)能耗較大。 (3)足式 足式行走機(jī)器人即所謂的步行機(jī)器人。步行機(jī)器人不僅能在平地上而且能在凹凸不平的地面上行走、跨越障礙、上下臺(tái)階,具有獨(dú)特的優(yōu)越性能。但是,要控制它的步行和不傾倒有很大的難度,目前實(shí)現(xiàn)上述功能的機(jī)器人很少。四足機(jī)器人普遍存在控制復(fù)雜和步行速度低、步幅小等缺點(diǎn),實(shí)用化的成果則更少。 顯然,本課題所研究的機(jī)器人主要在平面的環(huán)境中運(yùn)行,選用輪式移動(dòng)載體最為合理,即采用兩輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的方式,通過控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的速度,使車體跟蹤不同的軌跡曲線。這種結(jié)構(gòu)方式的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)向靈活,當(dāng)兩輪速度值相同,方向不同時(shí),車體可以原地回轉(zhuǎn)。 2.4 自由度與機(jī)器人的運(yùn)作 物料搬運(yùn)機(jī)器人

22、的整體機(jī)構(gòu)如下圖2.1所示,現(xiàn)在讓我們分析一下它的運(yùn)動(dòng)過程:它有四個(gè)自由度,底座的旋轉(zhuǎn)以及底座上部上下伸縮,手臂的前后伸縮和手部的夾緊與放松。最底部的輪子是用來使機(jī)器人能夠在有效的工作范圍內(nèi)進(jìn)行移動(dòng),以便能夠得到更大的工作空間,更有利于物料的搬運(yùn)。它的移動(dòng)主要是前后移動(dòng),使機(jī)器人能將物料搬運(yùn)到更遠(yuǎn)的位置。A表示的是底座,主要是控制機(jī)器人上半部的旋轉(zhuǎn),包括機(jī)械手,手臂,它是通過底座里的電機(jī)一旋轉(zhuǎn),帶到1齒輪軸套,它與2主軸齒輪嚙合,進(jìn)而使主軸旋轉(zhuǎn),在底座上方C里,通過齒輪傳動(dòng)3帶動(dòng)C腰部旋轉(zhuǎn),C與B手臂已經(jīng)連接固定,使其帶動(dòng)C,手臂D,手部E同步旋轉(zhuǎn)。C中通過電機(jī)二聯(lián)接一個(gè)小齒輪4,與其內(nèi)部的長

23、軸嚙合,當(dāng)電機(jī)二運(yùn)行時(shí),通過4使長軸進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。手臂D中有電機(jī)三,當(dāng)電機(jī)三運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),使其內(nèi)部的軸旋轉(zhuǎn),然后通過絲杠傳動(dòng)原理,讓軸進(jìn)行左右伸縮,軸與手部連接,所以就使手部到達(dá)的左右伸縮的目的。手部里有電機(jī)四,它也是通過絲杠原理讓手部進(jìn)行夾緊與放松的動(dòng)作。 移動(dòng)載體 D E 1 電機(jī)一 電機(jī)二 電機(jī)三 電機(jī)四 A B C 2 3 4 圖2.1 物料搬運(yùn)機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡圖 2.5 控制方式的選擇 本次設(shè)計(jì)物料搬運(yùn)機(jī)器人主要是進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)中物料的搬運(yùn),是將工業(yè)生產(chǎn)的物料搬運(yùn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化??紤]到本次設(shè)計(jì)的物料搬運(yùn)機(jī)器人搬運(yùn)

24、的物料是在8KG以下,而且物料不是很復(fù)雜,精度不是很高,所以設(shè)計(jì)的物料搬運(yùn)機(jī)器人采用四個(gè)自由度,分別是手臂隨著腰部的旋轉(zhuǎn)和上下伸縮進(jìn)行運(yùn)動(dòng),手臂的左右伸縮和手部的夾緊與放松。此四個(gè)自由度可以保證在工業(yè)生產(chǎn)中能夠?qū)⑽锪习徇\(yùn)到空間的各個(gè)位置上。物料搬運(yùn)機(jī)器人的四個(gè)自由度可以將夾取的物料搬運(yùn)到四周的位置上,但為了讓它的工作范圍擴(kuò)大,能夠減少機(jī)器人的投入量,所以我們將它固定在帶有輪子的機(jī)身上,從而實(shí)現(xiàn)其目的。物料搬運(yùn)機(jī)器人的工作過程如下:當(dāng)物料要求從物架上搬運(yùn)時(shí),機(jī)器人通過手臂的伸縮和腰部的旋轉(zhuǎn)調(diào)整好位置,手部夾住物料。然后傳感器發(fā)出信號(hào),通過機(jī)器人的底座旋轉(zhuǎn),腰部伸縮,手臂伸縮將物料搬運(yùn)到指定的位置

25、,手部松開,將物料放在指定的位置,再回到下一個(gè)物料的位置,這就完成了一個(gè)周期。 根據(jù)物料搬運(yùn)機(jī)器人的工作過程的自動(dòng)化性質(zhì),必須選取一個(gè)控制器來控制實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)中我們可以采用PLC和單片機(jī)控制,由于我只參與物料搬運(yùn)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì),控制部分就不多介紹了。 物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 手部的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1 手部的設(shè)計(jì) 工業(yè)機(jī)器人的手又稱為末端執(zhí)行器,它是機(jī)器人直接用于抓取和握緊(吸附)專用工具(如噴槍、扳手、焊具、噴頭等)進(jìn)行操作的部件。它具有模仿人手動(dòng)作的功能,并安裝于機(jī)器人手臂的前端。由于被握工件的形狀、尺寸、重量、材質(zhì)及表面狀態(tài)等不同,因此工業(yè)機(jī)器人末端操

26、作器是多種多樣的,大致可分為以下幾類: (1)夾鉗式取料手 (2)吸附式取料手 (3)專用操作器及轉(zhuǎn)換器 (4)仿生多指靈巧手 本文設(shè)計(jì)對(duì)象為物料搬運(yùn)機(jī)器人,并不需要復(fù)雜的多指人工指,只需要設(shè)計(jì)能從不同角度抓取工件的鉗形指。 手指是直接與工件接觸的部件。手指松開和夾緊工件,是通過手指的張開與閉合來實(shí)現(xiàn)的。該設(shè)計(jì)采用兩個(gè)手指,其外形如圖3.1所示 圖3.1 機(jī)械手手指形狀 3.2 驅(qū)動(dòng)方式[5] 機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)方式有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)三種類型。這三種方法各有所長,各種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)見表3-1[6]: 表3-1三種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)對(duì)照[6] 內(nèi)容 驅(qū)動(dòng)方式 液壓

27、驅(qū)動(dòng) 氣動(dòng)驅(qū)動(dòng) 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 輸出功率 很大,壓力范圍為50~140Pa 大,壓力范圍為48~60Pa,最大可達(dá)Pa 較大 控制性能 利用液體的不可壓縮性,控制精度較高,輸出功率大,可無級(jí)調(diào)速,反應(yīng)靈敏,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制 氣體壓縮性大,精度低,阻尼效果差,低速不易控制,難以實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制 控制精度高,功率較大,能精確定位,反應(yīng)靈敏,可實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制,伺服特性好,控制系統(tǒng)復(fù)雜 響應(yīng)速度 很高 較高 很高 結(jié)構(gòu)性能及體積 結(jié)構(gòu)適當(dāng),執(zhí)行機(jī)構(gòu)可標(biāo)準(zhǔn)化、模擬化,易實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)。功率/質(zhì)量比大,體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,密封問

28、題較大 結(jié)構(gòu)適當(dāng),執(zhí)行機(jī)構(gòu)可標(biāo)準(zhǔn)化、模擬化,易實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)。功率/質(zhì)量比大,體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,密封問題較小 伺服電動(dòng)機(jī)易于標(biāo)準(zhǔn)化,結(jié)構(gòu)性能好,噪聲低,電動(dòng)機(jī)一般需配置減速裝置,除DD電動(dòng)機(jī)外,難以直接驅(qū)動(dòng),結(jié)構(gòu)緊湊,無密封問題 安全性 防爆性能較好,用液壓油作傳動(dòng)介質(zhì),在一定條件下有火災(zāi)危險(xiǎn) 防爆性能好,高于1000kPa(10個(gè)大氣壓)時(shí)應(yīng)注意設(shè)備的抗壓性 設(shè)備自身無爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn),直流有刷電動(dòng)機(jī)換向時(shí)有火花,對(duì)環(huán)境的防爆性能較差 對(duì)環(huán)境的影響 液壓系統(tǒng)易漏油,對(duì)環(huán)境有污染 排氣時(shí)有噪聲 無 在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用范圍 適用于重載、低速驅(qū)動(dòng),電液伺服系統(tǒng)適用于噴涂機(jī)器

29、人、點(diǎn)焊機(jī)器人和托運(yùn)機(jī)器人 適用于中小負(fù)載驅(qū)動(dòng)、精度要求較低的有限點(diǎn)位程序控制機(jī)器人,如沖壓機(jī)器人本體的氣動(dòng)平衡及裝配機(jī)器人氣動(dòng)夾具 適用于中小負(fù)載、要求具有較高的位置控制精度和軌跡控制精度、速度較高的機(jī)器人,如AC伺服噴涂機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、裝配機(jī)器人等 成本 液壓元件成本較高 成本低 成本高 維修及使用 方便,但油液對(duì)環(huán)境溫度有一定要求 方便 較復(fù)雜 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各有其優(yōu)缺點(diǎn),通常對(duì)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求有: (1)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量盡可能要輕,單位質(zhì)量的輸出功率要高,效率也要高; (2)反應(yīng)速度要快,即要求力矩質(zhì)量比和力矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比要大,能夠進(jìn)行頻

30、繁地起、制動(dòng),正、反轉(zhuǎn)切換; (3)驅(qū)動(dòng)盡可能靈活,位移偏差和速度偏差要??; (4)安全可靠; (5)操作和維護(hù)方便; (6)對(duì)環(huán)境無污染,噪聲要?。? (7)經(jīng)濟(jì)上合理,尤其要盡量減少占地面積。 基于上述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)和機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,本文選用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式對(duì)機(jī)器人進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 3.3 手部夾緊力的計(jì)算 擬定物料搬運(yùn)機(jī)器人手部最大抓取重量為8kg,其夾角為31度。根據(jù)工作位置和工作環(huán)境的需要,最終采用如下的圖示結(jié)構(gòu)(圖3.2): 圖3.2 手部結(jié)構(gòu)簡圖 手部機(jī)架采用鑄鋼鑄造,其摩擦系數(shù),重力加速度取。夾緊時(shí)由力學(xué)關(guān)系可以得到公式:,從而得到夾緊力

31、 (3.1) 由公式,知所需的驅(qū)動(dòng)力 (3.2) 夾緊機(jī)構(gòu)采用絲杠傳動(dòng)原理傳送夾緊力,擬定絲杠的大徑,螺距設(shè)為,牙型角為的梯形普通螺紋。 3.4 彈簧的計(jì)算 彈簧外形如下圖所示(圖3.3) 現(xiàn)在通過計(jì)算來確定彈簧的旋繞比、最大工作負(fù)荷、工作極限負(fù)荷、最小工作負(fù)荷、彈簧要求剛度、總?cè)?shù)、有效圈數(shù)、單圈剛度等一系列有彈簧有關(guān)的數(shù)據(jù)來確定彈簧是否合格。 圖3.3 手部彈簧 選用材料碳素彈簧鋼絲 彈簧材料的許用應(yīng)力及必須按照負(fù)荷性質(zhì)來確定

32、。 彈簧按負(fù)荷性質(zhì)分為三類: Ⅰ類:受變負(fù)荷作用,次數(shù)在此以上的彈簧; Ⅱ類:受變負(fù)荷作用,次數(shù)在次或沖擊負(fù)荷的彈簧; Ⅲ類:受變負(fù)荷作用,次數(shù)在次以下的彈簧。 旋繞比C ;或查表11-1-6[7] (3.3) ,,,由表11-1-6查得 最大工作負(fù)荷,單位N, (3.4) 工作極限負(fù)荷, (3.5) 最小工作負(fù)荷

33、 (3.6) 彈簧要求剛度 (3.7) 單圈剛度 (3.8) 有效圈數(shù), (3.9) 總?cè)? (3.10) 3.5 手部電機(jī)選擇原則 3.5.1 一般執(zhí)行電機(jī)的選擇原則 (1)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常從選擇執(zhí)行電機(jī)開始的,作為伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件.應(yīng)能方便地實(shí)現(xiàn)連續(xù)地、平滑地、可逆調(diào)速

34、,對(duì)控制信號(hào)反應(yīng)快捷,才能保證整個(gè)系統(tǒng)帶動(dòng)被控對(duì)象按所需要的規(guī)律及控制精度運(yùn)動(dòng)。 (2)考慮電機(jī)的種類及控制方式。 可用作伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件的電機(jī)種類很多,從大的類別看:有直流伺服電動(dòng)機(jī)(他激的或水磁的)、直流無刷電機(jī)、兩相異步電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)、滑差電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、交流伺服電機(jī)、各種步進(jìn)電機(jī)……等等。由于它們調(diào)速方法不同、所需電源種類不同、驅(qū)動(dòng)它們運(yùn)轉(zhuǎn)的功率放大裝置更是多種多樣,因而它們的機(jī)械特性、調(diào)速特性、過載能力、驅(qū)動(dòng)功率的大小、以及構(gòu)成系統(tǒng)的總成本,都各不相同,需要認(rèn)真地具體分析比較來確定。 直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)和直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)均采用位置閉環(huán)控制,一船用于要求高精

35、度、高速度的數(shù)控系統(tǒng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要用于開環(huán)系統(tǒng),一般用于精度、速度要求不高,成本要求低的數(shù)控系統(tǒng)。 永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)用于一般的直流伺服系統(tǒng)。無槽電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)用于需要速動(dòng)作、功率較大的伺服系統(tǒng)。空心杯電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)用于需要快速動(dòng)作的伺服系統(tǒng)。印制繞組直流伺服電動(dòng)機(jī)用于低速運(yùn)行和起動(dòng)、反轉(zhuǎn)頻繁的系統(tǒng)。 同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)常用于位置伺服系統(tǒng),如數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)、機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)及其它機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)控制.包括點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制。常見的功率范圍是數(shù)十瓦到數(shù)千瓦,個(gè)別的達(dá)到數(shù)十千瓦。而異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)主要用于需要以恒功率擴(kuò)展調(diào)速范圍的大功率調(diào)速系統(tǒng)中,如在數(shù)控機(jī)床中用

36、作主軸系統(tǒng)驅(qū)動(dòng).常見的功率范圍是數(shù)干瓦以上。 (3)通過定量的核算確定電機(jī)的具體型號(hào)與規(guī)格。 選擇執(zhí)行電機(jī)不能只停留在確定電機(jī)的類別及其控制方式上,還必須確定具體型號(hào)與規(guī)格,需要作定量的核算。為此,要根據(jù)被控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)形式(旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)),運(yùn)動(dòng)的變化規(guī)律,運(yùn)動(dòng)負(fù)載的性質(zhì)和具體數(shù)量,運(yùn)行工作體制(是長期連續(xù)運(yùn)行或短時(shí)運(yùn)行或間歇式運(yùn)行),結(jié)合系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)要求,作定量的分析。 (4)考慮被控對(duì)象工作的特點(diǎn)和環(huán)境條件。 執(zhí)行電機(jī)是伺服系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分.同時(shí)又靠它驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象,因此它是伺服系統(tǒng)與被控對(duì)象相聯(lián)系的一個(gè)關(guān)鍵部件。執(zhí)行電機(jī)必須適應(yīng)被控對(duì)象工作的特點(diǎn)與環(huán)境條件,它的機(jī)械結(jié)構(gòu)

37、尺寸、安裝固定方式,必須與被控對(duì)象緊密配合,以求得總體的合理配置,便于安裝調(diào)整,便于使用維護(hù)。這些都關(guān)系到執(zhí)行電機(jī)的選擇。在伺服系統(tǒng)應(yīng)用的許多場(chǎng)合,要想改換別種類型的執(zhí)行電機(jī),常會(huì)遇到機(jī)械結(jié)構(gòu)、體積重量、使用環(huán)境條件、電源配備等條件的限制 (5)其它考慮因素。 當(dāng)兩種電氣伺服系統(tǒng)都能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求時(shí).則產(chǎn)品的價(jià)格是關(guān)鍵因素。其它一些條件.如貨源方便程度、維修與服務(wù)、技術(shù)成熟度、未來發(fā)展等都可能成為選擇何種電氣伺服系統(tǒng)的考慮因素。 3.5.2 電機(jī)的選用 夾持部分所用電機(jī)選擇步進(jìn)電機(jī),下面是步進(jìn)電機(jī)的介紹: 步進(jìn)電機(jī)的工作原理簡述:步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行元件。當(dāng)步

38、進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”),它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的??梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。 步進(jìn)電機(jī)分類:步進(jìn)電機(jī)可以大概分為一下幾種:永磁式步進(jìn)電機(jī):一般為兩相,轉(zhuǎn)矩和體積較?。环磻?yīng)式步進(jìn)電機(jī):一般為三相,可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出;混合式步進(jìn)電機(jī):是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)的電機(jī),它又分為兩相和五相。這是目前應(yīng)用最廣泛的一種步進(jìn)電機(jī)。 永磁式步進(jìn)電機(jī)工作原理簡述:永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一個(gè)永久磁鐵電動(dòng)子, 卷繞并且磁性地

39、導(dǎo)電性定子。 通電導(dǎo)線形成一個(gè)磁場(chǎng), 定子磁場(chǎng)分布的改變, 定子在磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)負(fù)載。上圖說明典型的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作用原理:一個(gè)兩相繞阻。兩相繞阻中的A向通電產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向顯示如圖, 因?yàn)檗D(zhuǎn)子受定子磁極吸引由向A向繞阻轉(zhuǎn)動(dòng)。然后對(duì)B向繞阻通電,使轉(zhuǎn)子由A向繞阻向B向繞阻轉(zhuǎn)動(dòng),即轉(zhuǎn)子隨磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。磁場(chǎng)轉(zhuǎn)到A向繞阻,轉(zhuǎn)子由B向繞阻向A向繞阻轉(zhuǎn)動(dòng)。重覆以上這個(gè)過程。每使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)過90度,即步進(jìn)電機(jī)向前進(jìn)一步(一個(gè)步距角)。 步進(jìn)電機(jī)與其他類型電動(dòng)機(jī)的區(qū)別與聯(lián)系: 步進(jìn)電機(jī)與伺服電動(dòng)機(jī)同樣屬于執(zhí)行電動(dòng)機(jī),同樣是將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械信號(hào)。其控制方式也基本相似,同

40、樣是用脈沖串和方向信號(hào)實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制。但在性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在較大差異: 控制精度不同: 步進(jìn)電機(jī)的控制精度由步距角決定,電機(jī)P(步進(jìn)電機(jī)相數(shù))值受物理?xiàng)l件限制,而交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制精度則是由一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器保證,由脈沖當(dāng)量控制,能夠?qū)崿F(xiàn)較高的精度。 輸出力矩不同: 步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩會(huì)隨電機(jī)轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降,而交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出。 過載能力不同: 步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]有過載能力,在選型時(shí)為了克服慣性力矩,往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī),而機(jī)器在正常

41、工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩,便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。 運(yùn)行性能不同: 步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制,啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象,所以為保證其控制精度,應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。 速度響應(yīng)性能不同: 步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200~400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM有的僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。

42、 步進(jìn)電機(jī)與同步、異步電機(jī)的性能比較: 步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)屬于執(zhí)行電機(jī),而同、異步電機(jī)均屬交流動(dòng)力電機(jī),是靠50周交流電網(wǎng)供電而轉(zhuǎn)動(dòng)。異步電機(jī)是定子送入交流電,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),而轉(zhuǎn)子受感應(yīng)而產(chǎn)生磁場(chǎng)。這樣兩磁場(chǎng)作用,使得轉(zhuǎn)子跟著定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。其中轉(zhuǎn)子比定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)慢,有個(gè)轉(zhuǎn)差,不同步所以稱為異步機(jī)。而同步電機(jī)定子同異步電機(jī),其轉(zhuǎn)子是人為加入直流電形成不變磁場(chǎng),這樣轉(zhuǎn)子就跟著定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一起轉(zhuǎn)而同步,始稱同步電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)的選用原則: 步進(jìn)電機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī),它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運(yùn)行的,其特點(diǎn)是沒有積累誤差(精度為 100%

43、),所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng),這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移,或者說:控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào),通過驅(qū)動(dòng)器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用,但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī),交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事,它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。 為了讓更多的用戶了解步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,選擇到最適合自己使用要求的步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,特將有關(guān)選型原則

44、介紹如下: (1)首先確定步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載所需要的扭矩。最簡單的方法是在負(fù)載軸上加一杠桿,用彈簧秤拉動(dòng)杠桿,拉力乘以力臂長度既是負(fù)載力矩。或者根據(jù)負(fù)載特性從理論上計(jì)算出來。由于步進(jìn)電機(jī)是控制類電機(jī),所以目前常用步進(jìn)電機(jī)的最大力矩不超過 70Nm ,力矩越大,成本越高,如果您所選擇的電機(jī)力矩較大或超過此范圍,可以考慮加配減速裝置。 (2)確定步進(jìn)電機(jī)的最高運(yùn)行轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速指標(biāo)在步進(jìn)電機(jī)的選取時(shí)至關(guān)重要,步進(jìn)電機(jī)的特性是隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高,扭矩下降,其下降的快慢和很多參數(shù)有關(guān),如 : 驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電壓、電機(jī)的相電流、電機(jī)的相電感、電機(jī)大小等等,一般的規(guī)律是:驅(qū)動(dòng)電壓越高,力矩下降越慢;電機(jī)的相電

45、流越大,力矩下降越慢。在設(shè)計(jì)方案時(shí),應(yīng)使電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在 1500 轉(zhuǎn) / 分或 1000 轉(zhuǎn) / 分,當(dāng)然這樣說很不規(guī)范,可以參考〈矩 - 頻特性〉。 (3)根據(jù)負(fù)載最大力矩和最高轉(zhuǎn)速這兩個(gè)重要指標(biāo),再參考〈矩 - 頻特性〉,就可以選擇出適合自己的步進(jìn)電機(jī)。如果您認(rèn)為自己選出的電機(jī)太大,可以考慮加配減速裝置,這樣可以節(jié)約成本,也可以使您的設(shè)計(jì)更靈活。要選擇好合適的減速比,要綜合考慮力矩和速度的關(guān)系,選擇出最佳方案。 (4)最后還要考慮留有一定的(如 30% )力矩余量和轉(zhuǎn)速余量。 (5)盡量選擇混合式步進(jìn)電機(jī),它的性能高于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。 (6)盡量選取細(xì)分驅(qū)動(dòng)器,且使驅(qū)動(dòng)器

46、工作在細(xì)分狀態(tài)。 (7)選取時(shí)且勿走入只看電機(jī)力矩這一個(gè)指標(biāo)的誤區(qū),也就是說并非電機(jī)的扭矩越大越好,要和速度指標(biāo)一起考慮。 (8)在轉(zhuǎn)速要求較高的情況下可以選擇驅(qū)動(dòng)電壓高一點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)器。 (9)在選購時(shí)是采用兩相的還是三相的,這并沒有什么具體的要求,只要步距角能滿足使用要求就行。 3.6 手部電機(jī)選擇 夾緊機(jī)構(gòu)采用螺旋傳動(dòng),其驅(qū)動(dòng)力矩: [7] (3.11) 式中為螺紋摩擦力矩,且 (3.12) 為螺旋傳動(dòng)的軸向載荷, -當(dāng)量摩擦角, -螺紋中徑(mm),-

47、螺旋線升角() , , 螺紋傳動(dòng)軸向支撐面磨擦力矩: 因?yàn)橹蚊媸黔h(huán)形面支撐 所以 (3.13) 為軸向支撐面間的摩擦系數(shù) 由資料查出,深溝球軸承=0.0015~0.0022 取=0.0015 為螺旋傳動(dòng)徑向軸承摩擦力矩,因?yàn)闊o徑向支撐,所以此相為 選用55BF003步進(jìn)電機(jī),相數(shù)為3,額定電壓27V,靜態(tài)電流3A,步距角1.5/3,空載啟動(dòng)頻率PPS為1800,空載運(yùn)行頻率16000,外形尺寸:總長70mm,外徑,軸徑,保持轉(zhuǎn)矩為,合適。 3.7 電

48、機(jī)轉(zhuǎn)速與夾緊力速度幾何關(guān)系的確定 因?yàn)樵诠I(yè)生產(chǎn)中,物料的大小雖然形狀差異比較大,但整體的抓取范圍相差并不是很大,所以現(xiàn)在將手部爪子的最大張開寬度定為120mm,最小張開寬度設(shè)為70mm。絲杠螺距為p=2.5mm,爪子夾角為 如果手爪夾緊時(shí)夾緊方向位移設(shè)為x,絲杠傳動(dòng)的水平位移為y,那么有。 那么,若電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,絲杠向前傳動(dòng)一個(gè)螺距的話,即,那么 例如:夾緊一個(gè)邊長為100mm的立方體物料,則 所以電機(jī)應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為圈 絲杠傳動(dòng)最大水平位移確定: 設(shè)最大水平位移為A,則 物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 手臂的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1 手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖4.1物料搬運(yùn)機(jī)器人

49、手臂結(jié)構(gòu)簡圖 通過圖示我們可以知道,當(dāng)電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)手臂主軸旋轉(zhuǎn),通過絲杠傳動(dòng)原理將手臂主軸上的傳動(dòng)軸帶動(dòng),使其向前運(yùn)行,前端有手部聯(lián)接,所以就帶動(dòng)了手部前移,實(shí)現(xiàn)手部的伸,當(dāng)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)的時(shí)候,則向后移,實(shí)現(xiàn)手部的縮。 4.2 手部質(zhì)量計(jì)算 我們要計(jì)算出手臂的轉(zhuǎn)矩,但在計(jì)算它之前我們要求出它受力多少,所以我們要計(jì)算出手部的質(zhì)量,然后加上物料的質(zhì)量,來得出手臂的受力。 我們同樣選擇鑄鋼作為手部機(jī)殼的材料來滿足設(shè)計(jì)要求。 手部內(nèi)部各個(gè)零件的質(zhì)量粗略計(jì)算: 深溝球軸承1000801:0.007KG 深溝球軸承1000903:0.020KG 爪子的質(zhì)量: 圖4.2物料搬運(yùn)機(jī)

50、器人爪子簡圖 爪子采用鑄鋼 密度為 (4.1) 手部外殼質(zhì)量: 手部主軸的質(zhì)量: 電機(jī)質(zhì)量: 其余質(zhì)量估計(jì)值為 所以手部總質(zhì)量: 加上物料最大搬運(yùn)質(zhì)量8kg 總的質(zhì)量最后確定為27.1kg 由于上述計(jì)算一少部分是概括計(jì)算,所以可能會(huì)造成計(jì)算質(zhì)量與實(shí)際質(zhì)量的少許偏差,但為了在計(jì)算結(jié)果滿足我們預(yù)訂的目標(biāo),所以我們?cè)诟爬ㄓ?jì)算的基礎(chǔ)上外加了上部分質(zhì)量來滿足我們忽略計(jì)算的部分,這樣就可以完成與實(shí)際質(zhì)量的誤差量減小,符合設(shè)計(jì)的要求。 4.3 手臂計(jì)算及電機(jī)選擇

51、手臂傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用的和手部同樣的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu),其驅(qū)動(dòng)力矩: [8] (4.2) 式中為螺紋摩擦力矩,且 (4.3) 為螺旋傳動(dòng)的軸向載荷, -當(dāng)量摩擦角, -螺紋中徑(mm),-螺旋線升角() , , (4.4) 螺紋傳動(dòng)軸向支撐面磨擦力矩: 因?yàn)橹蚊媸黔h(huán)形面支撐 所以 (4.5) 為軸向支撐面間的摩擦系數(shù) 由資料查出,深溝球軸承=0.0015~0.0022 取=0.

52、0015 為螺旋傳動(dòng)徑向軸承摩擦力矩,因?yàn)闊o徑向支撐,所以此相為 選用75BF003步進(jìn)電機(jī),相數(shù)為3,額定電壓30V,靜態(tài)電流4A,步距角1.5/3,空載啟動(dòng)頻率PPS為1250,空載運(yùn)行頻率1800,外形尺寸:總長75mm,外徑,軸徑,保持轉(zhuǎn)矩為,合適。 物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 腰身的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.1 腰身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 腰身的結(jié)構(gòu)如圖所示: 圖5.1物料搬運(yùn)機(jī)器人腰身結(jié)構(gòu)簡圖 從結(jié)構(gòu)簡圖我們可以了解其是怎樣運(yùn)行的,腰身的運(yùn)行過程如下,當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)的時(shí)候,聯(lián)接在電機(jī)軸上的小齒輪旋轉(zhuǎn),通過豎直軸上的齒條嚙合,帶動(dòng)軸向上運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)了整個(gè)上部機(jī)器人的移動(dòng),當(dāng)電

53、機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)候,則向下運(yùn)動(dòng)。 5.2 腰身以上部分的重量計(jì)算 通過資料我們可以知道要想知道轉(zhuǎn)矩我們必須知道一些數(shù)據(jù),主要先估算出腰身上部的質(zhì)量,下面我們通過各個(gè)零件來估算其質(zhì)量。 深溝球軸承 1000903:0.020kg 深溝球軸承 1000905:0.050kg 手臂外殼質(zhì)量: [9] 其他質(zhì)量通過查詢和估算合計(jì)為 所以總的質(zhì)量 5.3 腰身計(jì)算及電機(jī)選擇 通過上面的計(jì)算,我們已經(jīng)知道了所需要的部件質(zhì)量,現(xiàn)在把他們的質(zhì)量之和求出,然后計(jì)算。 然后按照公式方法計(jì)算 計(jì)算方法 電機(jī) L(cm) R1(cm) R2(cm) m,W m---質(zhì)量(kg

54、) W---重量(N) ρ---滾輪材料比重(kg/cm3) 鋼鐵ρ=7.8610-3(kg/cm3) 鋁合金ρ=2.6910-3(kg/cm3) (轉(zhuǎn)換:1kgf=9.8N) 圖5.2 計(jì)算方法簡圖 負(fù)載慣量: (5.1) 負(fù)載力矩: (5.2) ,, 選擇電機(jī) 選用MT57STH56-3008A步進(jìn)電機(jī),外形尺寸:總長56mm,外徑,軸徑,保持轉(zhuǎn)矩為,合適。 物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 底座的設(shè)

55、計(jì)與計(jì)算 6.1 底座機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示: 圖6.1 物料搬運(yùn)機(jī)器人底座結(jié)構(gòu)簡圖 通過圖示我們可以了解其運(yùn)動(dòng)過程,當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),通過齒輪的嚙合,帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),然后通過電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 6.2 底座以上部分的重量計(jì)算 腰身部分質(zhì)量的計(jì)算 MT57STH56-3008A步進(jìn)電機(jī): 深溝球軸承 1000903: 腰身外殼質(zhì)量: 其余部分質(zhì)量之和為: 所以腰身總重量為: 通過以上我們可以計(jì)算出底座以上總重量為: 6.3 底座電機(jī)選擇 通過計(jì)算我們得到需要電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為 選用90BF004步進(jìn)電機(jī),相數(shù)為5,額定電

56、壓60V,靜態(tài)電流7A,步距角0.75/1.5,空載啟動(dòng)頻率PPS為4000,空載運(yùn)行頻率16000,外形尺寸:總長118mm,外徑,軸徑,保持轉(zhuǎn)矩為,合適。 物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 零件的校核 7.1 手部主軸的校核計(jì)算 手部主軸示意圖: 圖7.1手部主軸簡圖 此軸的材料選用#45鋼 軸的強(qiáng)度校核 此軸所受的最大扭矩為 [10] (7.1) (7.2)

57、 (7.3) 水平面內(nèi): 垂直面內(nèi): 支反力: 水平面內(nèi) 彎矩: 垂直面內(nèi)彎矩: 計(jì)算彎矩: (7.4) 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材對(duì)于脈動(dòng)變化的轉(zhuǎn)矩α=0.6 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表17-2,查得45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理后,抗拉強(qiáng)度極限,彎曲疲勞強(qiáng)度極限,剪切疲勞極限,許用彎曲應(yīng)力 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算: [5]

58、 (7.5) 軸的危險(xiǎn)截面在彎矩最大處和周徑最小處或彎矩較大和軸徑較小有鍵槽處,綜合分析此高速軸的危險(xiǎn)截面在計(jì)算彎矩最大處。 因?yàn)?所以手部主軸安全。 圖7.2 主軸受力分析與彎矩圖 7.2 齒輪的校核計(jì)算[5] 7.2.1 選擇齒輪材料、熱處理方法、精度及齒數(shù) 由資料查詢,電機(jī)齒輪選用鋼,調(diào)質(zhì)后表面淬火,齒面硬度為,底座齒輪材料選用45鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度為。 選擇齒輪精度等級(jí)為8級(jí)。 選擇傳動(dòng)比為 實(shí)際傳動(dòng)比

59、 (7.6) 傳動(dòng)誤差 (7.7) 在允許誤差范圍內(nèi) 電機(jī)齒輪和底座齒輪參數(shù)如下表7-2所示[9]: 表7-2 齒輪參數(shù)表 名稱 符號(hào) 電機(jī)齒輪 底座齒輪 分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒距 齒厚 齒槽寬 模數(shù) 中心距 齒隙 7.2.2 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 驗(yàn)算公式為: (

60、7.8) 電機(jī)齒輪的分度圓直徑: 電機(jī)齒輪的齒寬: 取 計(jì)算圓周速度: (7.9) (1)計(jì)算 ①由表11.2[9]查得, ②由圖11.3[9]查得, ③可由表11.3[9]查得,但大小齒輪硬度不同,可取平均值,即 (7.10) 由表11-3[9]可以查得,, ④由圖11.6[9]可以查得 所以 ⑤確定,由公式,可以求得 (7.11) 由公式,可以求得

61、 (7.12) (2)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 ①按接觸面硬度平?jīng)Q硬度值(表11-4[9]查得)電機(jī)齒輪的接觸疲勞極限 ,同理,查得底座齒輪的接觸疲勞極限 ②計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (7.13) (7.14) ③ 由圖11.9[9]查得接觸疲勞壽命系數(shù)為 , ④計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù),按式[9]可得

62、 (7.15) ,故取 (3)驗(yàn)算: [9] (7.16) 安全 7.2.3 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 校核公式 [11] (7.17) (1)確定公式中的各數(shù)值 ①由圖11.14[9]可查得,, ②由圖11.15[9]可查得,, ③計(jì)算 (2)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 ①由圖11.18[9]可查得,, ②由圖11.20d[9]可查得,

63、, ③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù) (7.18) (3)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 安全 安全 物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 結(jié)論與展望 8.1 結(jié)論 科學(xué)技術(shù)在不斷地的進(jìn)步,人們對(duì)物質(zhì)生活的要求也越來越高,現(xiàn)代企業(yè)必須提高生產(chǎn)率以在相同的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品,如果依舊如過去那樣全部采用人工生產(chǎn)必然會(huì)加大工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,而工人們也希望從危險(xiǎn)、繁重和其它一些對(duì)身體有害的生產(chǎn)勞動(dòng)中解脫出來,因而在科技快速發(fā)展的今天,機(jī)械化、自動(dòng)化在生產(chǎn)生活中所起到的作用也越來越大而機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用也

64、是順應(yīng)潮流。 在企業(yè)生產(chǎn)加工時(shí)可以利用工業(yè)機(jī)器人來做一些單調(diào)乏味的簡單的重復(fù)性勞動(dòng),比如,將物料從一個(gè)固定的位置搬運(yùn)到另一個(gè)固定的位置。這樣不僅能解放生產(chǎn)力,也能提高勞動(dòng)效率和工作質(zhì)量。有些危險(xiǎn)的場(chǎng)合,比如水下、存放危險(xiǎn)物品的地方,人們可以利用機(jī)器人來代替人進(jìn)行作業(yè),這樣可以減少了工人的傷亡事故。例如,在水下鋪設(shè)電纜,排除可疑的危險(xiǎn)物品或清理化學(xué)毒劑等。 因?yàn)槭褂霉I(yè)機(jī)器人可以節(jié)約生產(chǎn)的成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。這樣可以增強(qiáng)企業(yè)的全球競爭力;現(xiàn)在企業(yè)都在慢慢把危險(xiǎn)的和需要大量重復(fù)勞動(dòng)的工作從人工向機(jī)器人轉(zhuǎn)移。 在本文中所設(shè)計(jì)的物料搬運(yùn)機(jī)器人具有四個(gè)機(jī)械自由度,可以完成對(duì)一些小而輕的物

65、料的抓取和搬運(yùn)工作,本文所介紹的主要是對(duì)該物料機(jī)器人進(jìn)行的機(jī)械結(jié)構(gòu)方面設(shè)計(jì)。 8.2 不足之處與未來展望 因?yàn)闂l件有限,本設(shè)計(jì)在完成后無法進(jìn)行實(shí)際的組裝檢驗(yàn)。 未來隨著科學(xué)技術(shù)的提高,機(jī)器人技術(shù)也會(huì)隨著高速發(fā)展,企業(yè)的機(jī)械化,自動(dòng)化程度也將大幅提高,機(jī)器人必定會(huì)成為主要?jiǎng)趧?dòng)生產(chǎn)力。 近幾十年來,機(jī)器人的開發(fā)不僅越來越優(yōu)化,而且涵蓋了許多領(lǐng)域,應(yīng)用的范疇十分廣闊,現(xiàn)在,機(jī)器人已被廣泛用于太空開發(fā),深海探測(cè)等高危工作,軍事上機(jī)器人的應(yīng)用更是廣泛。 毋庸置疑,未來機(jī)器人的發(fā)展方向?qū)⒊韵氯齻€(gè)方面: (1)與生活緊密結(jié)合,將來人們的生活服務(wù)將全由機(jī)器人來完成; (2)生物與機(jī)械的緊密結(jié)

66、合,將來機(jī)械部件將廣泛用于手術(shù)用來代替人體損壞部份; (3)機(jī)器人將越來越人性化,以后一些簡單的工作將完全交由機(jī)器人處理。 物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究與設(shè)計(jì)過程都是在朱啟兵導(dǎo)師的悉心關(guān)懷和直接指導(dǎo)下完成的。朱老師淵博的理論知識(shí),豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和求實(shí)的科學(xué)態(tài)度使我受益匪淺。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),提高了自己的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力,為我日后機(jī)械設(shè)計(jì)這一領(lǐng)域的研究作下了鋪墊。本次畢業(yè)設(shè)計(jì),我收獲頗多,這與朱老師的悉心指導(dǎo)是分不開的。朱老師課程很忙,但是還是經(jīng)常抽時(shí)間來視察學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度,就畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中遇到的問題給予耐心指導(dǎo),敦敦教誨,身體力行,實(shí)在令學(xué)生欽佩感動(dòng)不已!值此學(xué)業(yè)完成之際,謹(jǐn)向辛勤指導(dǎo)我的導(dǎo)師朱啟兵副教授致以最誠摯的感謝。 另外還要感謝幫助過我的很多同學(xué)們,他們?cè)趯W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中給出了許多有益的建議,特此表示感謝! 參考文獻(xiàn) [1] 陸祥生,楊秀蓮.機(jī)械手一理論及應(yīng)用[M].北京:中國鐵道出版社,1985:6-20. [2] 謝存禧,張鐵.機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005:

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