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（独家原创）换刀机械手设计（全套CAD图纸）

计算液压缸在这里选择型密封，所以密封摩擦力可以通过近似估算最后通过以上计算当液压缸向上驱动时，当液压缸向下驱动时，轴承的选择分析对于升降缸的运动，对于机身回转用的轴承有影响，因此，这里要充分考虑这个问题。对于本设计，采用支点，双固定，另支点游动的支撑结构。作为固定支撑的轴承，应能承受双向轴向载荷，故内外圈在轴向全要固定。其结构参看本章开始的机身结构示意图.。本设计采用两个角接触球轴承，面对面或者背对背的组合结构。这种结构可以承受双向轴向载荷。.驱动方式该机器人共具有四个独立的转动关节，连同末端机械手的运动，共需要五个动力源。机器人常用的驱动方式有液压驱动气压驱动和电机驱动三种类型。这三种方法各有所长，各种驱动方式的特点见表.表.三种驱动方式的特点对照内容驱动方式液压驱动气动驱动电机驱动输出功率很大，压力范围为大，压力范围为，最大可达较大控制性能利用液体的不可压缩性，控制精度较高，输出功率大，可无级调速，反应灵敏，可实现连续轨迹控制气体压缩性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，难以实现高速高精度的连续轨迹控制控制精度高，功率较大，能精确定位，反应灵敏，可实现高速高精度的连续轨迹控制，伺服特性好，控制系统复杂响应速度很高较高很高结构性能及体积结构适当，执行机构可标准化模拟化，易实现直接驱动。功率质量比大，体积小，结构紧凑，密封问题较大结构适当，执行机构可标准化模拟化，易实现直接驱动。功率质量比大，体积小，结构紧凑，密封问题较小伺服电动机易于标准化，结构性能好，噪声低，电动机般需配置减速装置，除电动机外，难以直接驱动，结构紧凑，无密封问题安全性防爆性能较好，用液压油作传动介质，在定条件下有火灾危险防爆性能好，高于个大气压时应注意设备的抗压性设备自身无爆炸和火灾危险，直流有刷电动机换向时有火花，对环境的防爆性能较差对环境的影响液压系统易漏油，对环境有污染排气时有噪声无在工业机器人中应用范围适用于重载低速驱动，电液伺服系统适用于喷涂机器人点焊机器人和托运机器人适用于中小负载驱动精度要求较低的有限点位程序控制机器人，如冲压机器人本体的气动平衡及装配机器人气动夹具适用于中小负载要求具有较高的位置控制精度和轨迹控制精度速度较高的机器人，如伺服喷涂机器人点焊机器人弧焊机器人装配机器人等成本液压元件成本较高成本低成本高维修及使用方便，但油液对环境温度有定要求方便较复杂机器人驱动系统各有其优缺点，通常对机器人的驱动系统的要求有．驱动系统的质量尽可能要轻，单位质量的输出功率要高，效率也要高．反应速度要快，即要求力矩质量比和力矩转动惯量比要大，能够进行频繁地起制动，正反转切换．驱动尽可能灵活，位移偏差和速度偏差要小．安全可靠．操作和维护方便．对环境无污染，噪声要小．经济上合理，尤其要尽量减少占地面积。基于上述驱动系统的特点和机器人驱动系统的设计要求，本文选用直流伺服电机驱动的方式对机器人进行驱动。表.为选定的各个关节电机型号及其相关参数。表.机器人驱动电机参数电机参数腰关节肩关节肘关节腕关节手爪型号额定电压额定转矩.•.•.•.•.•最大转矩.•.•.•额定转速最高转速转子惯量.•.•.•.传动方式由于般的电机驱动系统输出的力矩较小，需要通过传动机构来增加力矩，提高带负载能力。对机器人的传动机构的般要求有结构紧凑，即具有相同的传动功率和传动比时体积最小，重量最轻传动刚度大，即由驱动器的输出轴到连杆关节的转轴在相同的扭矩时角度变形要小，这样可以提高整机的固有频率，并大大减轻整机的低频振动回差要小，即由正转到反转时空行程要小，这样可以得到较高的位置控制精度寿命长价格低。本文所选用的电机都采用了电机和齿轮轮系体化的设计，结构紧凑，具有很强的带负载能力，但是不能通过电机直接驱动各个连杆的运动。为减小机构运行过程的冲击和振动，并且不降低控制精度，采用了齿形带传动。齿形带传动是同步带的种，用来传递平行轴间的运动或将回转运动转换成直线运动，在本文中主要用于腰关节肩关节和肘关节的传动。齿形带传动原理如图.所示。齿轮带的传动比计算公式为齿轮带的平均速度为图.齿形带传动.制动器制动器及其作用制动器是将机械运动部分的能量变为热能释放，从而使运动的机械速度降低或者停止的装置，它大致可分为机械制动器和电气制动起两类。在机器人机构中，学要使用制动器的情况如下特殊情况下的瞬间停止和需要采取安全措施停电时，防止运动部分下滑而破坏其他装置。机械制动器机械制动器有螺旋式自动加载制动器盘式制动器闸瓦式制动器和电磁制动器等几种。其中最典型的是电磁制动器。在机器人的驱动系统中常使用伺服电动机，伺服电机本身的特性决定了电磁制动器是不可缺少的部件。从原理上讲，这种制动器就是用弹簧力制动的盘式制动器，只有励磁电流通过线圈时制动器打开，这时制动器不起制动作用，而当电源断开线圈中无励磁电流时，在弹簧力的作用下处于制动状态的常闭方式。因此这种制动器被称为无励磁动作型电磁制动器。又因为这种制动器常用于安全制动场合，所以也称为安全制动器。电气制动器电动机是将电能转换为机械能的装置，反之，他也具有将旋转机械能转换为电能的发电功能。换言之，伺服电机是种能量转换装置，可将电能转换为机械能，同时也能通过其反过程来达到制动的目的。但对于直流电机同步电机和感应电机等各种不同类型的电机，必须分别采用适当的制动电路。本文中，该机器人实验平台未安装机械制动器，因此机器人的肩关节和轴关节在停止转动的时候，会因为重力因素而下落。另外，由于各方面限制，不方便在原有机构上添加机械制动器，所以只能通过软件来实现肩关节和轴关节的电气制动。采用电气制动器，其优点在于在不增加驱动系统质量的同时又具有制动功能，这是非常理想的情况，而在机器人上安装机械制动器会使质量有所增加，故应尽量避免。缺点在于这种方法不如机械制动器工作可靠，断电的时候将失去制动作用。设计小结在本设计的开题论证课题研究论文撰写和论文审校整个过程中，我学到许多新知识，但是也发现了不少存在的问题。在这次的毕业设计中，能否看懂图纸是关键，要了解图纸上所标注的是何含义，有何作用。在这次编制工艺过程中，也犯了不少原本可以避免的错误，但在老师的精心指导下，逐渐纠正了这些错误，也说明了绘图时规范性。