輪胎搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì)

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1、 青 島 科 技 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論 文） 輪胎搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì) 題 目 __________________________________ __________________________________ 指導(dǎo)教師__________________________ 輔導(dǎo)教師__________________________ 學(xué)生姓名__________________________ 學(xué)生學(xué)號(hào)__________________________ _____________

2、__________________院（部）____________________________專業(yè)________________班 ______年 ___月 ___日 輪胎搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì) 摘 要 在當(dāng)今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，工業(yè)機(jī)器人作為自動(dòng)化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認(rèn)同并采用。工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化的水平。目前，工業(yè)機(jī)器人主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運(yùn)以及堆垛等重復(fù)性并且勞動(dòng)強(qiáng)度極大的工作。 本文研究了國(guó)內(nèi)外輪胎硫化機(jī)用輪胎搬運(yùn)機(jī)器人發(fā)展的現(xiàn)狀，通過(guò)學(xué)習(xí)輪胎搬運(yùn)機(jī)械手的工作原理，熟悉

3、了搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，確定了四自由度輪胎搬運(yùn)搬運(yùn)機(jī)器人的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)輪胎搬運(yùn)搬運(yùn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的強(qiáng)度計(jì)算，完成了輪胎搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械方面的設(shè)計(jì)（包括傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分、驅(qū)動(dòng)部分）和簡(jiǎn)單的三維實(shí)體造型工作。 設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，減輕產(chǎn)業(yè)工人大量的重復(fù)性勞動(dòng)，同時(shí)又節(jié)約了成本，提高了工作效率。本文是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)工作較全面的介紹和總結(jié)。 關(guān)鍵詞：搬運(yùn)機(jī)器人；三維模型；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； TIRE TRANSPORT ROBOET DESIGN ABSTRACT In

4、 the recent large manufacturing industry, the industrial robot as an important menber of automatic production lines is gradually accepted and adopted by the enterprises for their sake of improving production efficiency and ensuring product quality. The technology level and appilication of industrial

5、 robot reflects the level of a coutry industrial automation in a certain extent. This paper studies the development of the tire conveying robot used on tire vulcanizing machine..Andthroughlearningthepricinpleofthetirecarryingmanipulator,wegetfamiliarwiththemotionmechanismoftheconveyingrobots.Onthi

6、sbasis,weconfirmthebasicsystemstructureoffour-degree-of-freedom(4-DOF)tireconveyingrobot,brieftlycalculatethestrengthofitsstructure,andcompleteitsmechanicaldesigns(includingtransmission,excution,anddriving)andsimple3Dentitymodeling. .Applyingthisdesignedconveyingrobottoautomaticproductionlinescould

7、achieveautomatedproductionandreducemanufacturingworkerslotsofrepetitivework,meanwhilesavethecostandbringtheefficiency.Thispaperisacomprehensiveintroductionandconclutionontheentiredesign. KEY WORDS:Transport robot；strengthcalculation,；sturcturedesign； 目 錄 前言………………………………

8、……………………………………1 1 緒論…………………………………………………………………2 1.1搬運(yùn)機(jī)器人概述……………………………………………………2 1.2搬運(yùn)機(jī)械人的應(yīng)用簡(jiǎn)況……………………………………………3 1.3搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用意義……………………………………………4 1.4機(jī)械手的發(fā)展概況與發(fā)展趨勢(shì)……………………………………5 1.4.1機(jī)器手發(fā)展概況…………………………………5 1.4.2機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………6 1.5繪圖軟件………………………………………………………7 1.6本論文的主要工作………………………………………………

9、8 2 輪輪胎搬運(yùn)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)方案…………………………………9 2.1搬運(yùn)機(jī)器人要解決的……………………………………………9 2.2胎搬運(yùn)機(jī)器人各方向傳動(dòng)方式設(shè)計(jì)……………………………9 2.2.1自由度和坐標(biāo)系的選擇…………………………………………9 2.2.2 機(jī)器人各方向傳動(dòng)方式的設(shè)計(jì)…………………………………10 2.2.2.1水平和豎直方向直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)方式設(shè)……………10 2.2.2.2 R方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)………………………………11 2.3 本章小結(jié)……………………………………………………12 3 輪胎搬運(yùn)機(jī)器人的零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………13 3

10、.1結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)…………………………………………………13 3.2零部件設(shè)計(jì)…………………………………………………………14 3.2.1底盤(pán)…………………………………………………………………………14 3.2.2液壓馬達(dá)……………………………………………………………………15 3.2.3行星齒輪減速器………………………………………………………………16 3.2.4回轉(zhuǎn)支撐裝置………………………………………………………………17 3.2.5.回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置………………………………………………………………20 3.2.6中央回轉(zhuǎn)接頭………………………………………………………………21

11、 3.2.7機(jī)械臂的組成及工作原理…………………………………………………22 3.2.8機(jī)械爪的組成及工作原理…………………………………………………23 3.3機(jī)械臂強(qiáng)度計(jì)算與校核…………………………………26 4 液壓系統(tǒng)…………………………………………………………29 4.1液壓傳動(dòng)的工作原理和組成 ……………………………………29 4.2液壓系統(tǒng)的基本動(dòng)作分析……………………………………31 4.3液壓系統(tǒng)的基本回路分析………………………………………31 4.3.1限壓回路……………………………………………………………………31 4.3.2緩沖回路……………………………

12、………………………………………32 4.3.3節(jié)流回路……………………………………………………………………33 4.3.4閉鎖回路……………………………………………………………………34 5 總結(jié)……………………………………………………………………………35 參考文獻(xiàn)………………………………………………………36 致謝…………………………………………………………38 前言 搬運(yùn)機(jī)器人在實(shí)際的工作中就是一個(gè)機(jī)械手，機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)。 機(jī)器人就是用機(jī)器代替人手，把工件由某個(gè)地方移向指定的工作位置，或

13、按照工作要求以操縱工件進(jìn)行加工。 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。因此，國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大機(jī)械手應(yīng)用范圍，在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)地發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手等。 本文中研究的搬運(yùn)機(jī)器人也是一種機(jī)械手，是一種專門(mén)與輪胎硫化機(jī)相配合的機(jī)械手。通過(guò)研究國(guó)內(nèi)外輪胎硫化機(jī)用搬運(yùn)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)械手的工作原理，熟悉了搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，繼而發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的硫化機(jī)上配置的搬運(yùn)機(jī)械手存在不合理的地方。在輪胎硫化機(jī)硫化一次輪胎的總工作時(shí)間中絕大部分時(shí)間是在進(jìn)行硫化這個(gè)流程，而輪胎搬運(yùn)機(jī)械手的工作時(shí)間極短，這就導(dǎo)致了輪胎硫

14、化機(jī)大部分的工作時(shí)間中機(jī)械手都是閑置狀態(tài)，本文的主要工作就是設(shè)計(jì)一款輪胎搬運(yùn)機(jī)械手，將之從單個(gè)的硫化機(jī)中分離出來(lái)，在一臺(tái)硫化機(jī)進(jìn)入硫化流程是機(jī)械手可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)移動(dòng)到下臺(tái)硫化機(jī)的工作位置，為其放置輪胎，安置完成后可以依次為其他的硫化機(jī)安置輪胎，這樣就可以達(dá)到充分提高搬運(yùn)機(jī)械手的工作效率，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)機(jī)器人為多臺(tái)硫化機(jī)服務(wù)，還可以簡(jiǎn)化硫化機(jī)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而達(dá)到降低成本的目的。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中各方向上輪胎搬運(yùn)機(jī)器人伸縮臂的工作范圍很大，機(jī)械臂有很大的舉升范圍，回轉(zhuǎn)支承裝置采用全回轉(zhuǎn)式，所以從機(jī)械結(jié)構(gòu)方面來(lái)說(shuō)本設(shè)計(jì)中的搬運(yùn)機(jī)器人既是一種專用機(jī)器人，也可以作為通用機(jī)器人完成其他的工作。 因?yàn)楸疚钠剌喬グ徇\(yùn)機(jī)

15、器人機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)，所以在PLC控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等方面沒(méi)有進(jìn)行很深入的研究。 1 緒論 1.1 搬運(yùn)機(jī)器人概述 搬運(yùn)機(jī)器人在實(shí)際的工作中就是一個(gè)機(jī)械手，機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因而，受到很多國(guó)家的重視，投入大量的人力物力來(lái)研究和應(yīng)用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污

16、染的場(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛。在我國(guó)近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)的重視。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開(kāi)始比較簡(jiǎn)單，專用性較強(qiáng)。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。 機(jī)器人就是用機(jī)器代替人手，把工件由某個(gè)地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操縱工件進(jìn)行加工。機(jī)器人一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機(jī)器人，也即本文所研究的對(duì)象。它是一種獨(dú)立的、不附屬于某一主機(jī)的裝置，可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序

17、，以完成各項(xiàng)規(guī)定操作。它是除具備普通機(jī)械的物理性能之外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機(jī)（Manipulator）。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特定的作業(yè)，后來(lái)發(fā)展到用無(wú)線電訊號(hào)操作機(jī)器人來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。第三類是專業(yè)機(jī)器人，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)床上下料和工件傳送。這種機(jī)器人在國(guó)外通常被稱之為“Mechanical Hand”，它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動(dòng)。除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。 機(jī)器人按照結(jié)構(gòu)形式的不同又可分為多種類型，其中關(guān)節(jié)型機(jī)器人以其結(jié)構(gòu)緊湊，所

18、占空間體積小，相對(duì)工作空間最大，甚至能繞過(guò)基座周?chē)囊恍┱系K物等這樣一些特點(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。 要機(jī)器人像人一樣拿取東西，最簡(jiǎn)單的基本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移動(dòng)機(jī)構(gòu)——執(zhí)行機(jī)構(gòu)；像肌肉那樣使手臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動(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。 圖1-1機(jī)器人的一般組成 Figure 1-1 general composition of the ro

19、bot 對(duì)于現(xiàn)代智能機(jī)器人而言，還具有智能系統(tǒng)，主要是感覺(jué)裝置、視覺(jué)裝置和語(yǔ)言識(shí)別裝置等。目前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，以及機(jī)器人的觸覺(jué)裝置。機(jī)器人的這些組成部分并不是各自獨(dú)立的，或者說(shuō)并不是簡(jiǎn)單的疊加在一起，從而構(gòu)成一個(gè)機(jī)器人的。要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人所期望實(shí)現(xiàn)的功能，機(jī)器人的各部分之間必然還存在著相互關(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。 圖1-2機(jī)器人各組成部分之間的關(guān)系 Figure 1-2 the robot between the various components 機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)組成。執(zhí)

20、行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人賴以完成工作任務(wù)的實(shí)體，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，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務(wù)。 1.2搬運(yùn)機(jī)械人的應(yīng)用簡(jiǎn)況 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。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。據(jù)資料介紹，美國(guó)生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75％是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)間僅占零件生產(chǎn)時(shí)間的5

21、％。從這里可看出，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。 國(guó)內(nèi)外機(jī)械工業(yè)機(jī)搬運(yùn)械手主要應(yīng)用于以下幾方面： 1）熱加工方面的應(yīng)用 熱加工是高溫、危險(xiǎn)的笨重體力勞動(dòng)，很久以來(lái)就要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。為了提高工作效率，和確保工人的人身安全，尤其對(duì)于大件、少量、低速和人力所不能勝任的作業(yè)就更需要采用機(jī)械手操作。 2）冷加工方面的應(yīng)用 冷加工方面機(jī)械手主要用于柴油機(jī)配件以及軸類、盤(pán)類和箱體類等零件單機(jī)加工時(shí)的上下料和刀具安裝等。進(jìn)而在程序控制、數(shù)字控制等機(jī)床

22、上應(yīng)用，成為設(shè)備的一個(gè)組成部分。最近更在加工生產(chǎn)線、自動(dòng)線上應(yīng)用，成為機(jī)床、設(shè)備上下工序聯(lián)接的重要于段。 3）拆修裝方面 拆修裝是鐵路工業(yè)系統(tǒng)繁重體力勞動(dòng)較多的部門(mén)之一，促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)鐵路工廠、機(jī)務(wù)段等部門(mén)，已采用機(jī)械手拆裝三通閥、鉤舌、分解制動(dòng)缸、裝卸軸箱、組裝輪對(duì)、清除石棉等，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了拆修裝的效率。近年還研制了一種客車(chē)車(chē)內(nèi)噴漆通用機(jī)械手，可用以對(duì)客車(chē)內(nèi)部進(jìn)行連續(xù)噴漆，以改善勞動(dòng)條件，提高噴漆的質(zhì)量和效率。 近些年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及傳感技術(shù)等在機(jī)械手中越來(lái)越多的應(yīng)用，工業(yè)機(jī)械手已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要因素。 1.3搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用

23、意義 在機(jī)械工業(yè)中，搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用意義可以概括如下： 1）可以提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度 應(yīng)用機(jī)械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。 2）可以改善勞動(dòng)條件、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動(dòng)條件。在一些動(dòng)作簡(jiǎn)單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成

24、的人身事故。 3）可以減少人力，便于有節(jié)奏地生產(chǎn) 應(yīng)用機(jī)械人代替人手進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)生產(chǎn)線上，目前幾乎都設(shè)有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。 綜上所述，有效地應(yīng)用機(jī)器人是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)。 1.4機(jī)械手的發(fā)展概況與發(fā)展趨勢(shì) 專用機(jī)械手經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的時(shí)代。由于通用機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。智能機(jī)器人涉及的知識(shí)內(nèi)容，不僅包括一般的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)，而且還應(yīng)用一些電子技術(shù)、

25、電視技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、無(wú)線電控制、仿生學(xué)和假肢工藝等，因此它是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的新技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)展這一新技術(shù)都很重視，幾十年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計(jì)在不斷地修改，品種在不斷地增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大。 1.4.1機(jī)器手發(fā)展概況 早在40年代，隨著原子能工業(yè)的發(fā)展，已出現(xiàn)了模擬關(guān)節(jié)式的第一代機(jī)械手。 50～60年代即制成了傳送和裝卸工件的通用機(jī)械手和數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。這種機(jī)械手也稱第二代機(jī)械手。如尤尼曼特(Unimate)機(jī)械手即屬于這種類型。 60～70年代，又相繼把通用機(jī)械手用于汽車(chē)車(chē)身的點(diǎn)焊和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)線上，亦即是第二代機(jī)械手這一新技術(shù)進(jìn)入了

26、應(yīng)用階段。 80-90年代，裝配機(jī)械手處于鼎盛時(shí)期，尤其是日本。 90年代機(jī)械手在特殊用途上有較大的發(fā)展，除了在工業(yè)上廣泛應(yīng)用外，農(nóng)、林、礦業(yè)、航天、海洋、文娛、體育、醫(yī)療、服務(wù)業(yè)、軍事領(lǐng)域上有較大的應(yīng)用。 90年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機(jī)械手技術(shù)也得到飛速的多元化發(fā)展。 總之，目前機(jī)械手的主要經(jīng)歷分為三代： 第一代機(jī)械手主要是靠人工進(jìn)行控制，控制方式為開(kāi)環(huán)式，沒(méi)有識(shí)別能力；改進(jìn)的方向主要是將低成本和提高精度；第二代機(jī)械手設(shè)有電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺(jué)、觸覺(jué)能力，甚至聽(tīng)、想的能力。研究安裝各種傳感器，把接收到的信息反饋，使機(jī)械手具有感覺(jué)機(jī)能；第三代

27、機(jī)械手能獨(dú)立完成工作過(guò)程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造單元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。 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(lái)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(guò)程。計(jì)算機(jī)集成制造要求機(jī)器人系統(tǒng)能和車(chē)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(kāi)放

28、結(jié)構(gòu)和集成各種外部傳感器的能力。 1.4.2機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì) 目前國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)械于主要用于機(jī)床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。 因此，國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大機(jī)械手應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄鍛、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件。在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)地發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手等。 將機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)，以及適于不同類型的夾緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型部件，即可組成各種不同用途的機(jī)械手。既便于設(shè)計(jì)制造，又便于改

29、換工作，擴(kuò)大了應(yīng)用的范圍。同時(shí)要提高精度，減少?zèng)_擊，定位精確，以更好地發(fā)揮機(jī)械手的作用。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺(jué)、視覺(jué)等性能地機(jī)械手，并考慮于計(jì)算機(jī)聯(lián)用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元。 在國(guó)外機(jī)械制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。目前主要用于機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)中，它可按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，但是還不具備任何傳感反饋能力，不能應(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)械手本身的損壞。為此，國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某些智能的機(jī)械手，使其擁有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，做出相應(yīng)的變更

30、。如位置發(fā)生稍些偏差時(shí)，即能更正，并自行檢測(cè)，重點(diǎn)是研究視覺(jué)功能和觸覺(jué)功能。 視覺(jué)功能即在機(jī)械手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測(cè)距儀（即距離傳感器）以及衛(wèi)星計(jì)算機(jī)。工作時(shí)，電視照相機(jī)將物體形象變成視頻信號(hào)，然后傳送給計(jì)算機(jī)，以便分析物體的種類、大小、顏色和方位，并發(fā)出指令控制機(jī)械手進(jìn)行工作。 觸覺(jué)功能即在機(jī)械手上安裝有觸覺(jué)反饋控制裝置。工作時(shí)機(jī)械手先伸出手指尋找工件，通過(guò)裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸感作用，然后伸向前方，抓住工件。 手的抓力大小可通過(guò)裝在手指內(nèi)側(cè)的壓力敏感元件來(lái)控制，達(dá)到自動(dòng)調(diào)整握力的大小?？傊S著傳感技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手的裝配作業(yè)的能力將進(jìn)一步提高。到1995年，全世界約有

31、50%的汽車(chē)由機(jī)械手裝配。 現(xiàn)今機(jī)械手的發(fā)展更主要的是將機(jī)械手和柔性制造系統(tǒng)以及柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。 1.5 繪圖軟件 工程中所用的繪圖軟件有許多，如AUTOCAD、SOLIDWORKS、PRO/E、UG、CATIA、CAXA、MASTERCAM等，每個(gè)軟件都有自己的側(cè)重點(diǎn)，在二維繪圖應(yīng)用中，AUTOCAD應(yīng)用最為廣泛，最適合出二維工程圖，而像三維繪圖軟件SOLIDWOKS、PRO/E等雖說(shuō)可以從三維生成二維工程圖，但因?yàn)樗讯S只是作為一個(gè)輔助項(xiàng)目，因而它缺少很多應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)等其它項(xiàng)目，有些還沒(méi)有國(guó)標(biāo)庫(kù)；但隨著工業(yè)化速度的加快，三維

32、實(shí)體必然是一個(gè)趨勢(shì)，人們最先想看到的是根據(jù)自己的想法做出來(lái)的會(huì)是一種什么結(jié)果，即所想即所看，而不是必須要實(shí)際做出來(lái)才能看到；三維設(shè)計(jì)軟件中SOLIDWORKS做的很簡(jiǎn)單化。所謂簡(jiǎn)單化，是指很容易使人上手，一般工程設(shè)計(jì)它已足夠，PRO/E可能聽(tīng)的比較多了，但會(huì)的人不很多，它不像SOLIDWORKS那樣很容易讓人上手，但它設(shè)計(jì)功能絕對(duì)是一流的，特別是曲面設(shè)計(jì)，做的很好；UG與MATERCAM都是與實(shí)際加工相關(guān)聯(lián)的，它們的設(shè)計(jì)功能并不很強(qiáng)大，一般小的模具廠都會(huì)選用UG而一般不用PRO/E，因?yàn)镻RO/E設(shè)計(jì)的的確很漂亮，但要把它與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合，它就不像UG那樣方便，如可以直接生成數(shù)控代碼等。 在本

33、次輪胎搬運(yùn)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，用到了AUTOCAD、SOLIDWORKS等繪圖軟件，因?yàn)槭亲鳛橐话愕墓こ淘O(shè)計(jì)，這些軟件已經(jīng)足夠滿足要求了，并且SW2012功能也很強(qiáng)大，它主要有如下一些功能[3]： 1．參數(shù)化設(shè)計(jì) 相對(duì)于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無(wú)論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。 2． 基于特征建模 Pro/E是基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫(huà)草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上

34、從未有過(guò)的簡(jiǎn)易和靈活。 3． 單一數(shù)據(jù)庫(kù)（全相關(guān)） Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫(kù)上，不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上。所謂單一數(shù)據(jù)庫(kù)，就是工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門(mén)的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會(huì)自動(dòng)更新；組裝工程圖如有任何變動(dòng)，也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向

35、市場(chǎng)，價(jià)格也更便宜。 1.6 本論文的主要工作 本文研究了國(guó)內(nèi)外輪胎硫化機(jī)用搬運(yùn)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)械手的工作原理，熟悉了搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，繼而發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的硫化機(jī)上配置的搬運(yùn)機(jī)械手存在不合理的地方。在硫化機(jī)的總工作時(shí)間中絕大部分時(shí)間是在進(jìn)行硫化這個(gè)流程，而機(jī)械手的工作時(shí)間極短，這就導(dǎo)致了硫化機(jī)大部分的工作時(shí)間中機(jī)械手都是閑置狀態(tài)，本文的主要工作就是設(shè)計(jì)一款輪胎搬運(yùn)機(jī)械手，將之從單個(gè)的硫化機(jī)中分離出來(lái)，在一臺(tái)硫化機(jī)進(jìn)入硫化流程是機(jī)械手可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)移動(dòng)到下臺(tái)硫化機(jī)的工作位置，為其放置輪胎，安置完成后可以依次為其他的硫化機(jī)安置輪胎，這樣就可以達(dá)到充分提高搬運(yùn)機(jī)械手的工作效率，實(shí)

36、現(xiàn)一臺(tái)機(jī)器人為多臺(tái)硫化機(jī)服務(wù)，還可以簡(jiǎn)化硫化機(jī)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而達(dá)到降低成本的目的。經(jīng)過(guò)考慮，最終確定了四自由度搬運(yùn)機(jī)器人的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的強(qiáng)度計(jì)算，完成了搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械方面的設(shè)計(jì)（包括傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分、驅(qū)動(dòng)部分）和簡(jiǎn)單的三維實(shí)體造型工作。 本課題將要完成的主要工作如下: 1）選取機(jī)械手的座標(biāo)型式和自由度； 2）確定四自由度搬運(yùn)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的類型； 3）確定四自由度搬運(yùn)機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案； 4）設(shè)計(jì)出機(jī)械人的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)； 5）零部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算與校核； 6)繪制機(jī)器人的各零部件圖，并完成搬運(yùn)機(jī)器人裝配圖，最后運(yùn)用三維軟件畫(huà)出實(shí)體圖；

37、 2 輪胎搬運(yùn)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)方案 2.1 搬運(yùn)機(jī)器人要解決的問(wèn)題 簡(jiǎn)而言之輪胎搬運(yùn)機(jī)器人要解決的問(wèn)題就是用機(jī)械手從搬運(yùn)機(jī)器人一側(cè)的傳送帶上抓取輪胎，然后工作臺(tái)完成繞Z軸180旋轉(zhuǎn)，將輪胎放置在搬運(yùn)機(jī)器人另一側(cè)的輪胎硫化機(jī)上。等硫化機(jī)進(jìn)入硫化工作時(shí)間后，機(jī)器人沿X軌道軌道方向，進(jìn)入下一臺(tái)硫化機(jī)的工作位置，完場(chǎng)輪胎的抓取與放置，依次循環(huán)。完成一臺(tái)搬運(yùn)機(jī)器人同時(shí)為多臺(tái)硫化機(jī)工作。 2.2輪胎搬運(yùn)機(jī)器人各方向傳動(dòng)方式設(shè)計(jì) 該設(shè)計(jì)的目的是為了設(shè)計(jì)一臺(tái)輪胎搬運(yùn)機(jī)器人，本章主要對(duì)搬運(yùn)

38、機(jī)器人的的運(yùn)動(dòng)形式部分進(jìn)行分析。 2.2.1自由度和坐標(biāo)系的選擇 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度是指各運(yùn)動(dòng)部件在三維空間相當(dāng)于固定坐標(biāo)系所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)，對(duì)于一個(gè)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，它有幾個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)就稱其有幾個(gè)自由度。各運(yùn)動(dòng)部件自由度的總和為機(jī)器人的自由度數(shù)。本次設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)器人為4自由度即：行走裝置X方向的移動(dòng)、回轉(zhuǎn)裝置繞R軸旋轉(zhuǎn)、機(jī)械手卡盤(pán)Y方向的移動(dòng)、機(jī)械手卡盤(pán)Z方向的移動(dòng)。 工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式主要有直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)、圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu)、球坐標(biāo)結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)四種。各結(jié)構(gòu)形式及其相應(yīng)的特點(diǎn)，分別介紹如下： 直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu) 直角坐標(biāo)機(jī)器人的空間運(yùn)動(dòng)是用三個(gè)相互垂直的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖2-1(a)所示

39、。由于直線運(yùn)動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)的位置控制，所以，直角坐標(biāo)機(jī)器人有可能達(dá)到很高的位置精度（μm級(jí)）。但是，這種直角坐標(biāo)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)空間相對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)講，是比較小的。因此，為了實(shí)現(xiàn)一定的運(yùn)動(dòng)空間，直角坐標(biāo)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)尺寸要比其他類型的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)尺寸大得多。 直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間為一空間長(zhǎng)方體。直角坐標(biāo)機(jī)器人主要用于裝配作業(yè)及搬運(yùn)作業(yè)，直角坐標(biāo)機(jī)器人有懸臂式、龍門(mén)式、天車(chē)式三種結(jié)構(gòu)。 2)圓柱坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu) 圓柱坐標(biāo)機(jī)器人的空間運(yùn)動(dòng)是用一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖2-1（b）。這種機(jī)器人構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，精度還可以，常用于搬運(yùn)作業(yè)。其工作空間是一個(gè)圓柱狀的空間。 3)球坐

40、標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu) 球坐標(biāo)機(jī)器人的空間運(yùn)動(dòng)是由兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖2-1（c）。這種機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，但精度不很高。主要應(yīng)用于搬運(yùn)作業(yè)。其工作空間是一個(gè)類球形的空間。 4) 關(guān)節(jié)型機(jī)器人結(jié)構(gòu) 關(guān)節(jié)型機(jī)器人的空間運(yùn)動(dòng)是由三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，如圖2-1（d）。關(guān)節(jié)型機(jī)器人動(dòng)作靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。相對(duì)機(jī)器人本體尺寸，其工作空間比較大。此種機(jī)器人在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，如焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，都廣泛采用這種類型的機(jī)器人。 關(guān)節(jié)型機(jī)器人結(jié)構(gòu)，有水平關(guān)節(jié)型和垂直關(guān)節(jié)型兩種。 根據(jù)要求及在實(shí)際生產(chǎn)中的用途，本次設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)器人采用圓柱坐標(biāo)。 (a)直角坐

41、標(biāo)型（b）圓柱坐標(biāo)型（c）球坐標(biāo)型（d）關(guān)節(jié)型 圖2-1四種機(jī)器人坐標(biāo)形式 Figure 2-1 four kinds of robot coordinate form 2.2.2 機(jī)器人各方向傳動(dòng)方式的設(shè)計(jì) 2.2.2.1 水平和豎直方向直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)方式設(shè)計(jì) 能夠?qū)崿F(xiàn)直線傳動(dòng)的傳動(dòng)形式有； 液壓傳動(dòng) 特點(diǎn)：液壓傳動(dòng)傳遞運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向；在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。但液壓傳動(dòng)中的泄漏和液體的可壓縮性，使這種傳動(dòng)無(wú)法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比；由于液體粘性大，在流動(dòng)過(guò)程中有較大的能量損失（泄漏損失、摩擦損失等），因

42、此，傳動(dòng)效率相對(duì)低，不適合做遠(yuǎn)距離傳動(dòng)和控制。 氣壓傳動(dòng) 特點(diǎn)：以空氣為工作介質(zhì)，來(lái)源方便，工作壓力較低，用后可直接排入大氣而無(wú)污染，處理方便，潔凈環(huán)境；與液壓傳動(dòng)相比，氣壓傳動(dòng)反應(yīng)快、動(dòng)作迅速、維護(hù)簡(jiǎn)單、工作介質(zhì)清潔、管路不易堵塞，不存在工作介質(zhì)變質(zhì)、補(bǔ)充和更換等問(wèn)題；而且成本低，能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。但因空氣的可壓縮性較大，使系統(tǒng)的動(dòng)作和工作速度穩(wěn)定性受負(fù)載變化的影響大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性較差，不易實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的速度控制和很高的定位精度；而且氣動(dòng)裝置的體積與液壓傳動(dòng)相比較大，產(chǎn)生的推力小。其主要原因是氣壓系統(tǒng)工作壓力低（0.5~0.8MPa），不易獲得較大的輸出力或轉(zhuǎn)矩。 齒輪齒條嚙合傳動(dòng) 特點(diǎn)：齒

43、輪齒條傳動(dòng)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，它傳遞的功率大，速度范圍廣，效率高，工作可靠，壽命長(zhǎng)，機(jī)構(gòu)緊湊，能保證恒定的傳動(dòng)比。但是，這樣的運(yùn)動(dòng)也可以反向驅(qū)動(dòng)，也就是齒條作直線運(yùn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，適合大距離的傳遞，如機(jī)床導(dǎo)軌底下帶動(dòng)托板箱移動(dòng)的就是齒輪齒條傳動(dòng)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)需要外加鎖緊裝置，因?yàn)橹撝礄C(jī)構(gòu)不能自鎖，并且齒輪齒條不適用于兩軸中心距過(guò)大的傳動(dòng)及振動(dòng)沖擊較大的場(chǎng)合。 絲杠螺母?jìng)鲃?dòng) 特點(diǎn)：用于距離較短的高精度定位；電機(jī)和滾珠絲杠只用聯(lián)軸器連接，沒(méi)有間隙。 通過(guò)以上，綜合考慮，為了使機(jī)械手在負(fù)載方面有更大的承載能力，x軸y軸z軸方向均采用液壓傳動(dòng)，x方向選用液壓馬達(dá)，y、z方向選用液壓缸

44、。 2.2.2.2 R方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì) （1）液壓（氣動(dòng)）馬達(dá) 特點(diǎn)：液壓馬達(dá)又稱油馬達(dá)，它是把液壓能轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓馬達(dá)按輸出轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)速高低可以分為兩類：一類是高速、小轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)，轉(zhuǎn)速范圍一般在3000r／min 或更高，轉(zhuǎn)矩在幾百牛頓米以下；另一類是低速、大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)，轉(zhuǎn)速一般低于300r／min ，轉(zhuǎn)矩為幾百至幾萬(wàn)牛頓米。 氣動(dòng)馬達(dá)的原理類同于液壓馬達(dá)，它以壓縮空氣為動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 （2） 齒輪傳動(dòng) 特點(diǎn)：功率和速度范圍大，通用性強(qiáng)，工作可靠，效率高，對(duì)中心距誤差的敏感性小，易于制造和精確加工，可進(jìn)行變?yōu)榍邢骱托?/p>

45、行。 （3） 蝸桿傳動(dòng) 特點(diǎn)：蝸桿傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比大，傳動(dòng)平穩(wěn)，但效率較低，適用于中小功率或間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合；當(dāng)它與齒輪傳動(dòng)同時(shí)應(yīng)用時(shí)，若蝸桿傳動(dòng)布置在高速級(jí)，使其傳遞較小的轉(zhuǎn)矩，以減小蝸輪尺寸，節(jié)約有色金屬，且傳動(dòng)效率較高。若蝸桿傳動(dòng)布置在低速級(jí)，則齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩較小，而是整個(gè)傳動(dòng)裝置的尺寸減小。（4） 帶傳動(dòng) 特點(diǎn)：帶傳動(dòng)靠摩擦力工作，承載能力較小，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其它傳動(dòng)形式大，但傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖吸振，應(yīng)布置在高速級(jí)，使所傳遞的轉(zhuǎn)距小。 （5） 鏈傳動(dòng) 特點(diǎn)：鏈傳動(dòng)由于多邊形效應(yīng)，瞬時(shí)傳動(dòng)比不斷變化，產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)，而使轉(zhuǎn)速不均勻，故不宜用于高速級(jí)，應(yīng)布置在低速級(jí)。 通

46、過(guò)以上，綜合考慮，因?yàn)闄C(jī)械爪需要的力矩不是很大，而且擺動(dòng)只是一個(gè)固定角度90?，所以機(jī)械爪選擇一個(gè)擺動(dòng)角度90的擺動(dòng)氣缸?？紤]到工作臺(tái)負(fù)重較大，工作回轉(zhuǎn)臺(tái)選擇液壓馬達(dá) 2.3 本章小結(jié) 本章主要內(nèi)容是對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行分析，并通過(guò)對(duì)現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的各種運(yùn)動(dòng)傳遞方式進(jìn)行分析與比較，確定了該工業(yè)機(jī)器人三個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)的傳遞方式。 X軸方向：此方向?yàn)閷?dǎo)軌方向，在此方向上行走裝置要實(shí)現(xiàn)相鄰硫化搬運(yùn)機(jī)器人工作位置之間的移動(dòng)，故此方向行走裝置承受的載荷很大，所以選擇液壓傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪搭配減速器與液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)X軸方向上的移動(dòng)。 Y軸方向：此方向?yàn)樯炜s臂伸縮的方向，工作狀態(tài)中此方向受力不大

47、，但是為了保持伸縮臂在工作過(guò)程中的穩(wěn)定程度，在此方向上伸縮臂與動(dòng)臂搭配液壓缸一起工作。 Z軸方向：此方向?yàn)闄C(jī)械爪豎直移動(dòng)的方向，此方向上需要承擔(dān)的載荷為輪胎的重量、部分機(jī)械臂自身的重量和機(jī)械爪的重量，所以此方向上選擇液壓傳動(dòng)，兩個(gè)液壓缸為機(jī)械臂豎直方向上的動(dòng)力。 繞R軸方向：此方向?yàn)楣ぷ髋_(tái)回轉(zhuǎn)的方向，需要有較大的扭矩帶動(dòng)工作臺(tái)與負(fù)重進(jìn)行180的回轉(zhuǎn)，故此方向選擇液壓馬達(dá)與行星減速器配合。 機(jī)械爪的動(dòng)力選擇：機(jī)械爪卡盤(pán)上的滑塊工作需要的動(dòng)力較小，且輪胎的重量并不是滑塊的動(dòng)力源直接承擔(dān)。故機(jī)械爪的動(dòng)力來(lái)源為氣壓傳動(dòng)。 3 輪胎搬運(yùn)機(jī)器人的零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過(guò)上一章對(duì)該物料搬運(yùn)

48、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)形式部分進(jìn)行分析，確定了該機(jī)器人在三個(gè)方向上傳遞運(yùn)動(dòng)的方式，本章就對(duì)這三種傳遞運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。 3.1 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì) 搬運(yùn)機(jī)器人由行走裝置、回轉(zhuǎn)裝置、抓取工作裝置、液壓裝置四部分組成。下圖3-1 是對(duì)該機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的三維立體圖。 圖3-1 搬運(yùn)機(jī)器手機(jī)械結(jié)構(gòu)的三維立體圖 Figure 3-1 Handling robot mechanical structure of the three-dimensional map 1-液壓馬達(dá)1；2-減速器；3-驅(qū)動(dòng)輪架；4-機(jī)械臂配重；5-動(dòng)臂液壓缸；6-中央回轉(zhuǎn)接頭；7-機(jī)械臂動(dòng)臂；8-回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置2；9-伸縮臂液壓

49、缸；10-伸縮臂；11-機(jī)械爪；12-軌道；13-驅(qū)動(dòng)輪；14-車(chē)架；15-電機(jī)；16-聯(lián)軸器；17-液壓泵；18-液壓控制閥；19-液壓油箱；20-回轉(zhuǎn)支承裝置； 本設(shè)計(jì)整體思路： 工作臺(tái)以上部分：輪胎搬運(yùn)機(jī)械手工作裝置、動(dòng)力裝置、液壓裝置等都在工作臺(tái)上。 工作裝置：工作裝置由機(jī)械臂跟機(jī)械爪組成。7-機(jī)械臂動(dòng)臂和10-伸縮臂在9-伸縮臂液壓缸的作用下可以改變機(jī)械臂伸出部分的長(zhǎng)度。9-伸縮臂液壓缸為機(jī)械臂Y軸方向的移動(dòng)提供動(dòng)力。5-動(dòng)臂液壓缸的作用是在工作狀態(tài)中舉升機(jī)械臂，為機(jī)械臂Z軸方向的移動(dòng)提供動(dòng)力。4-配重的作用是抵消因?yàn)闄C(jī)械臂自重而產(chǎn)生的負(fù)載，減小5-動(dòng)臂液壓缸的工載荷，提高工作

50、效率。11-機(jī)械爪與10-伸縮臂通過(guò)軸連接，工作狀態(tài)中通過(guò)機(jī)械爪與輪胎的自重使自身保持豎直。 液壓裝置：15-電機(jī)通過(guò)16-聯(lián)軸器 與17-液壓泵連接，與18-液壓控制閥、19-液壓油箱共同組成液壓系統(tǒng)。 工作臺(tái)以下部分：包括行走裝置和回轉(zhuǎn)裝置。 行走裝置：1-液壓馬達(dá)、2-減速器、13-驅(qū)動(dòng)輪 組成行走裝置，液壓系統(tǒng)為1-液壓馬達(dá)提供動(dòng)力，1-液壓馬達(dá)通過(guò)2-減速器驅(qū)動(dòng)13-驅(qū)動(dòng)輪在12-導(dǎo)軌上沿X 軸移動(dòng)。 回轉(zhuǎn)裝置：回轉(zhuǎn)裝置由20-回轉(zhuǎn)支承裝置和8-回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置組成。 3.2零部件設(shè)計(jì)與選擇 3.2.1底盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 行走機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)采用兩個(gè)液壓馬達(dá)，兩個(gè)液壓馬達(dá)位于兩側(cè)的

51、橫梁上，與兩個(gè)減速器配合將動(dòng)力傳輸?shù)津?qū)動(dòng)輪。 圖3-2底盤(pán)機(jī)械結(jié)構(gòu)三維立體圖 Figure 3-2 Chassis mechanical structure of three-dimensional map 1-液壓馬達(dá)；2-減速器；6-中央回轉(zhuǎn)接頭；13-驅(qū)動(dòng)輪；14-車(chē)架；20-回轉(zhuǎn)支承裝置 底盤(pán)包括車(chē)架和行走機(jī)構(gòu), 主要由14-車(chē)架、1-液壓馬達(dá)及其管路2-減速器、13-驅(qū)動(dòng)輪組成。其功能為支承輪胎搬運(yùn)機(jī)器人的重量，1-液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能通過(guò)2-減速器轉(zhuǎn)變?yōu)闋恳?，?shí)現(xiàn)搬運(yùn)機(jī)器人X軸方向的行走。 14-車(chē)架總成為整體焊接件。采用X 形結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)是具有高的承載

52、能力. 車(chē)架總成由左縱梁、主車(chē)架、右縱梁三部分焊接而成。 行走機(jī)構(gòu)由1-液壓馬達(dá)、2-減速器、13-驅(qū)動(dòng)輪組成。6-中央回轉(zhuǎn)接頭將液壓能從工作臺(tái)上部傳輸?shù)降妆P(pán)的1-液壓馬達(dá)。1-液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，通過(guò)2-減速器降低轉(zhuǎn)速將動(dòng)力傳輸?shù)津?qū)動(dòng)輪上，最終將液壓能轉(zhuǎn)換為輪胎搬運(yùn)機(jī)器人沿軌道X軸方向的移動(dòng)。 3.2.2 液壓馬達(dá)的選擇 液壓馬達(dá)（hydraulic motor）是將壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的并對(duì)外做功的執(zhí)行元件。 分類： （1）達(dá)按其結(jié)構(gòu)分為齒輪式、葉片式、柱塞式和其他型式。 （2）馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩類，額定轉(zhuǎn)速高于5000r/min的屬于高速液壓馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速

53、低于500r/min的屬于低速液壓馬達(dá)。 圖3-3 液壓馬達(dá)三維立體圖 Figure 3-3 hydraulic motor three-dimensional map 液壓馬達(dá)工作原理 （1）葉片式液壓馬達(dá)由于壓力有作用，受力不平衡使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。葉片式液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩與液壓馬達(dá)的排量和液壓馬達(dá)進(jìn)出油口之間的壓力差有關(guān)，其轉(zhuǎn)速由輸入液壓馬達(dá)的流量大小來(lái)決定。由于液壓馬達(dá)一般都要求能正反轉(zhuǎn)，所以葉片式液壓馬達(dá)的葉片要徑向放置。為了使葉片根部始終通有壓力油，在回、壓油腔通人葉片根部的通路上應(yīng)設(shè)置單向閥，為了確保葉片式液壓馬達(dá)在壓力油通人后能正常啟動(dòng)，必須使葉片頂部和定

54、子內(nèi)表面緊密接觸，以保證良好的密封，因此在葉片根部應(yīng)設(shè)置預(yù)緊彈簧。 葉片式液壓馬達(dá)體積小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、動(dòng)作靈敏、可適用于換向頻率較高的場(chǎng)合；但泄漏量較大、低速工作時(shí)不穩(wěn)定。因此葉片式液壓馬達(dá)一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動(dòng)作要求靈敏的場(chǎng)合。 (2)徑向柱塞式液壓馬達(dá)工作原理，當(dāng)壓力油經(jīng)固定的配油軸4的窗口進(jìn)入缸體內(nèi)柱塞的底部時(shí)，柱塞向外伸出，緊緊頂住定子的內(nèi)壁，由于定子與缸體存在一偏心距。在柱塞與定子接觸處，定子對(duì)柱塞的反作用力為。力可分解為和兩個(gè)分力。當(dāng)作用在柱塞底部的油液壓力為ｐ，柱塞直徑為ｄ，力和之間的夾角為X時(shí)，力對(duì)缸體產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩，使缸體旋轉(zhuǎn)。缸體再通過(guò)端面連接的傳動(dòng)軸向外輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速

55、。 （3）軸向柱塞馬達(dá)軸向柱塞泵除閥式配流外，其它形式原則上都可以作為液壓馬達(dá)用，即軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達(dá)是可逆的。軸向柱塞馬達(dá)的工作原理為，配油盤(pán)和斜盤(pán)固定不動(dòng)，馬達(dá)軸與缸體相連接一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓力油經(jīng)配油盤(pán)的窗口進(jìn)入缸體的柱塞孔時(shí)，柱塞在壓力油作用下外伸，緊貼斜盤(pán)斜盤(pán)對(duì)柱塞產(chǎn)生一個(gè)法向反力ｐ，此力可分解為軸向分力及和垂直分力Q。Q與柱塞上液壓力相平衡，而Q則使柱塞對(duì)缸體中心產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)馬達(dá)軸逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。軸向柱塞馬達(dá)產(chǎn)生的瞬時(shí)總轉(zhuǎn)矩是脈動(dòng)的。若改變馬達(dá)壓力油輸入方向，則馬達(dá)軸按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。斜盤(pán)傾角ａ的改變、即排量的變化，不僅影響馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩，而且影響它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn) 向。斜盤(pán)傾角越

56、大，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速越低。 （4）齒輪液壓馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上為了適應(yīng)正反轉(zhuǎn)要求，進(jìn)出油口相等、具有對(duì)稱性、有單獨(dú)外泄油口將軸承部分的泄漏油引出殼體外；為了減少啟動(dòng)摩擦力矩，采用滾動(dòng)軸承；為了減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)齒輪液壓馬達(dá)的齒數(shù)比泵的齒數(shù)要多。 類液壓馬達(dá)的適用工況與應(yīng)用范圍 圖3-4類液壓馬達(dá)的適用工況與應(yīng)用范圍 Figure 3-4 class hydraulic motor and application of the applicable range of operating conditions 液壓馬達(dá)的選?。? 粗略估計(jì)本設(shè)計(jì)中的機(jī)器人總重在一噸左右，行走系統(tǒng)單次運(yùn)動(dòng)的距

57、離不超過(guò)2M，在行走距離精度上有較高要求，行走速度較低，結(jié)合工作環(huán)境、成本、總效率等綜合考慮選擇雙作用葉片式液壓馬達(dá)。因葉片式液壓馬達(dá)最低轉(zhuǎn)速較所需轉(zhuǎn)速高，需要搭配減速器作為驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)裝置。 3.2.3行星齒輪減速器 行星齒輪減速機(jī)主要傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為：行星輪，太陽(yáng)輪，外齒圈。行星減速機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因，單級(jí)減速最小為3，最大一般不超過(guò)10，常見(jiàn)減速比為：3.4.5.6.8.10，減速機(jī)級(jí)數(shù)一般不超過(guò)3，但有部分大減速比定制減速機(jī)有4級(jí)減速。相對(duì)其他減速機(jī)，行星減速機(jī)具有高剛性、高精度(單級(jí)可做到1分以內(nèi))、高傳動(dòng)效率(單級(jí)在97%-98%)、高的扭矩/體積比、終身免維護(hù)等特點(diǎn)。因?yàn)檫@些特點(diǎn)，行星

58、減速機(jī)多數(shù)是安裝在步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)上，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速，提升扭矩，匹配慣量。 為了配合雙作用葉片式液壓馬達(dá)，選擇傳動(dòng)比i=10的行星齒輪減速器。 圖3-5行星減速器三維立體圖 Figure 3-5 planetary gear three-dimensional map 3.2.4回轉(zhuǎn)支撐裝置 回轉(zhuǎn)裝置有轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)支撐和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，回轉(zhuǎn)裝置的外座圈用螺栓與轉(zhuǎn)臺(tái)連接，帶齒的內(nèi)座圈與底架用螺栓連接，內(nèi)外圈之間設(shè)有滾動(dòng)體工作裝置作用在轉(zhuǎn)臺(tái)上的垂直載荷、水平載荷、和傾覆力矩通過(guò)回轉(zhuǎn)支撐的外座圈、滾動(dòng)體和內(nèi)座轉(zhuǎn)傳給底架?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的殼體固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上，用小齒輪與回轉(zhuǎn)支撐內(nèi)座圈上的齒圈相嚙

59、合.小齒輪可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，又可繞轉(zhuǎn)臺(tái)中心線公轉(zhuǎn)，當(dāng)回傳機(jī)構(gòu)工作時(shí)就像對(duì)底架進(jìn)行回轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)裝置必需能把轉(zhuǎn)臺(tái)支承在固定部分（下車(chē)）上。不能傾翻倒，并應(yīng)使回轉(zhuǎn)輕便靈活。為此，設(shè)置了回轉(zhuǎn)支承裝置（起支承作用）和回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置（驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)），并統(tǒng)稱為回轉(zhuǎn)裝置。 圖3-6回轉(zhuǎn)支承裝置 Figure 3-6 slewing device 1．轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承 擺動(dòng)式液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)柱式支承如圖3-7所示。 回轉(zhuǎn)支承又稱轉(zhuǎn)盤(pán)軸承，是機(jī)械的兩個(gè)部分之間需要相對(duì)回轉(zhuǎn)又同時(shí)承 受軸向力、徑向力和傾覆力矩的的傳力基礎(chǔ)元件，其基本功能是進(jìn)行傳力和傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備兩個(gè)部分之間的相對(duì)回轉(zhuǎn)。一般情況下，

60、回轉(zhuǎn)支承自身帶有安裝孔、潤(rùn)滑孔和密封裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝與維護(hù)容易等特點(diǎn)，可以滿足各種機(jī)械回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不同回轉(zhuǎn)工況的要求。 它由固定在回轉(zhuǎn)體1上的上、下支承軸4和6，上、下軸座3和7組成。軸承座用螺栓固定在機(jī)架5上?；剞D(zhuǎn)體與支承軸組成轉(zhuǎn)柱，插入軸承座的軸承中。外殼固定在機(jī)架5上的擺動(dòng)液壓缸輸出軸插入下支承軸6內(nèi)，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)體相對(duì)于機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)體常做“匚”形，以避免與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)碰撞。工作裝置鉸接在回轉(zhuǎn)體上，與回轉(zhuǎn)體一起回轉(zhuǎn)。 圖3-7轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承 Figure 3-7turn pillar slewing 1-回轉(zhuǎn)體；2-擺動(dòng)液壓缸；3-上軸承座；4-上支撐軸；5-機(jī)架；6-下支撐軸

61、；7-下軸承座 2．滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承實(shí)際上就是一個(gè)大直徑的滾動(dòng)軸承。它與普通軸承的最大區(qū)別是它的轉(zhuǎn)速很慢。此外，一般軸承滾道中心直徑和高度比為4~5，而回轉(zhuǎn)支承則達(dá)10~15。所以，這種軸承的剛度較差，工作中要靠支承連接結(jié)構(gòu)來(lái)保證。 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承的典型構(gòu)造如圖3-3所示。內(nèi)座圈或外座圈可加工成內(nèi)齒圈或外齒圈。帶齒圈的座圈為固定圈，用沿圓周分布的螺栓4、5固定在底座上。不帶齒的座圈為回轉(zhuǎn)圈，用螺栓與轉(zhuǎn)臺(tái)連接。裝配時(shí)可先把座圈1、3和滾動(dòng)體8裝好，形成一個(gè)完整的部件，然后再與底盤(pán)組裝。為保證轉(zhuǎn)動(dòng)靈活防止受熱膨脹后產(chǎn)生卡死現(xiàn)象，回轉(zhuǎn)支承應(yīng)留有一定的軸向間隙。此間

62、隙因加工誤差和滾道與滾動(dòng)體的磨損而變化。所以在兩座圈之間設(shè)有調(diào)整墊片2，裝配和修理時(shí)可以調(diào)整間隙。隔離體7用來(lái)防止相鄰滾動(dòng)體8間的擠壓，減少滾動(dòng)體的磨損，并起導(dǎo)向作用。滾動(dòng)體可以是滾珠或滾柱。圖3-3 滾動(dòng)軸承式支承 圖3-8滾動(dòng)軸承式支承 Figure 3-8Rolling-in support 1-下座圈；2-調(diào)整墊片；3-上座圈；4、5-螺栓；6-內(nèi)齒圈；7-隔離體；8-滾動(dòng)體；9-油嘴；10-密封裝置 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于全回轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)上，它是在普通滾動(dòng)軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于放大了的滾動(dòng)軸承。它與傳統(tǒng)的滾動(dòng)軸承相比，具有尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力

63、大，回轉(zhuǎn)摩擦阻力小，滾動(dòng)體與軌道之間的間隙小，維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)，易于實(shí)現(xiàn)三化等特點(diǎn)一系列優(yōu)點(diǎn)，它與普通滾動(dòng)軸承相比，又有其特點(diǎn)：普通的滾動(dòng)軸承的內(nèi)外座圈之間的剛度依靠軸與軸承座之間的裝配來(lái)保證，而它則有轉(zhuǎn)臺(tái)和底架來(lái)保證；回轉(zhuǎn)支撐的轉(zhuǎn)速低，通常承受軸向載荷，因此軌道上的接觸點(diǎn)的循環(huán)次數(shù)較少。 本設(shè)計(jì)采用的是三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承。 圖3-9 回轉(zhuǎn)支承三維立體分解圖 Figure 3-9 slewing Chengsan Wei exploded view 1-上座圈；2-滾動(dòng)體1；3-滾動(dòng)體2；4-內(nèi)齒圈；5-滾動(dòng)體1；6-下座圈 內(nèi)座圈或外座圈可加工成內(nèi)齒圈或外齒圈。帶齒的座圈

64、4-內(nèi)齒圈為固定座圈，用沿圓周分布的螺栓固定在車(chē)架上。不帶齒的座圈為回轉(zhuǎn)圈，用螺栓與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)連接。2-滾動(dòng)體1中滾動(dòng)體的軸線方向與回轉(zhuǎn)支承裝置軸向方向垂直，其工作平面與回轉(zhuǎn)支承裝置垂直，承受的是上部工作臺(tái)作用時(shí)1-上座圈、6-下座圈和4-內(nèi)齒圈之間的徑向力。3-滾動(dòng)體2中滾動(dòng)體軸線方向與回轉(zhuǎn)支承裝置軸向方向平行，其承受的是回轉(zhuǎn)支承裝置工作時(shí)1-上座圈、6-下座圈與4-內(nèi)齒圈之間的軸向力。裝配時(shí)可先將1-上座圈、6-下座圈、2-滾動(dòng)體1、3-滾動(dòng)體2裝好如圖，形成一個(gè)完整的部件，然后將1-上座圈與上部工作臺(tái)通過(guò)螺栓連接，將4-內(nèi)齒圈通過(guò)螺栓與車(chē)架連接。為保證轉(zhuǎn)動(dòng)靈活防止受熱膨脹后產(chǎn)生卡死現(xiàn)象，

65、回轉(zhuǎn)支承應(yīng)留有一定的軸向間隙。此間隙因加工誤差和滾道與滾動(dòng)體的磨損而變化。所以在兩座圈之間設(shè)有調(diào)整墊片裝配和修理時(shí)可以調(diào)整間隙。 3.2.5回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置 回轉(zhuǎn)裝置的傳動(dòng)形式有直接傳動(dòng)和間接傳動(dòng)兩種。 1）直接傳動(dòng)。在低速大扭矩液壓馬達(dá)的輸出軸上安裝驅(qū)動(dòng)小齒輪，與會(huì)轉(zhuǎn)齒輪嚙合。 2）間接傳動(dòng)。由高速液壓馬達(dá)經(jīng)齒輪減速器帶動(dòng)回轉(zhuǎn)齒圈的間接傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式。它結(jié)構(gòu)緊湊，具有較大的傳動(dòng)比，且齒輪的受力情況較好，但必須設(shè)制動(dòng)器，以便吸收較大的回轉(zhuǎn)慣性力矩。 回轉(zhuǎn)裝置的傳動(dòng)形式采用間接傳動(dòng)形式。 回轉(zhuǎn)裝置由轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等組成，回轉(zhuǎn)支承的外座圈用螺栓與轉(zhuǎn)臺(tái)連接，帶齒的內(nèi)座圈與底架用螺栓連

66、接，內(nèi)、外座圈之間設(shè)有滾動(dòng)體。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的殼體固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上，用小齒輪與回轉(zhuǎn)支承圈上的齒圈相嚙合。在液壓馬達(dá)與行星齒輪減速器的帶動(dòng)下小齒輪既可繞自身的軸線自轉(zhuǎn)，又可繞轉(zhuǎn)臺(tái)中心線公轉(zhuǎn)，當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)就相對(duì)底架進(jìn)行回轉(zhuǎn)。 圖3-10回轉(zhuǎn)支承傳動(dòng)裝置 Figure 3-10 slewing gear 1-制動(dòng)器；2-液壓馬達(dá)；3-行星齒輪減速器；4-回轉(zhuǎn)齒圈；5-潤(rùn)滑油杯；6-中央回轉(zhuǎn)接頭 回轉(zhuǎn)裝置由轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等組成，回轉(zhuǎn)支承的外座圈用螺栓與轉(zhuǎn)臺(tái)連接，帶齒的內(nèi)座圈與底架用螺栓連接，內(nèi)、外座圈之間設(shè)有滾動(dòng)體?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的殼體固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上，3-行星齒輪減速器上的小齒輪與回轉(zhuǎn)支承圈上的4-回轉(zhuǎn)齒圈相嚙合。2-液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)3-行星齒輪減速器的降速帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)小齒輪與4-回轉(zhuǎn)齒圈的相互作用，小齒輪即可繞自身的軸線自傳，又可以繞回轉(zhuǎn)工作