（毕业设计全套）生产线装配机器人手臂的设计（打包下载）㊣精品文档值得下载

（毕业设计全套）生产线装配机器人手臂的设计（打包下载）

主要技术参数与安装尺寸在节中已经介绍，再次不作赘述。手腕的结构设计机器人的手腕是手臂与手爪之间的衔接部分，用于改变手抓在空间的方位。手腕的结构般比较复杂，直接影响机器人的灵巧性。做普遍的手腕是由两个或三个相互垂直的关节轴组成魔兽玩的第个关节就是机器人的第四个关节。本设计中的手腕为三轴相互垂直的手腕，如图所示，手腕中的第个关节同样是采用谐波齿轮减速，输出轴带动手腕中的其他部分第二个关节中，电机的输出轴与第关节中电机的输出轴垂直，由于负载较小，所以直接应用同步带将运动传递到第二个关节的驱动轴上，实现了设计要求第三个轴的要求之要带动手爪的旋转即可，所以直接与法兰盘相连接。手腕结构中的同步带与关节的结构和尺寸相同，设计过程同上。图手腕部分的机构腕关节中所用的电机分别为和，的技术参数和安装尺寸在中介绍，的主要尺寸和安装尺寸如下型号相数电压相电流.步距角步进角误差每转步数每相电阻每相电感起动频率运行频率静态转矩•.定位转矩•.图步进电机安装尺寸手爪的结构设计机械结构的确定由于机器人的工作负载较小，机器人手臂的动力源为步进电机，为了方便整体的控制，机械手抓也选择步进电机控制。传动机构上我选择齿轮齿条传动，来实现手抓的开合，因为齿轮传动工作可靠，使用寿命长，瞬间传动比为常数，更重要的是齿轮传动结构紧凑，传动精确，这点非常符合机器人的设计要求。结构图如下图所示，步进电机带动上齿轮，上齿轮带动齿轮下方的长齿条，使得与此啮合的齿条运动方向相反，齿条与弹簧坐相互用螺母拧紧，然后推动前方的推杆，实现两手抓的“开”与“合”。为了实现齿轮与齿条的间的自动回位，使传动更精确，齿条之间加了根压缩弹簧。具体结构如图所示。图手爪的结构图手爪中的齿轮的设计过程如下齿条所受的力主要是夹持工件是所受的反作用力工件重力取摩擦系数则工作载荷初定齿轮模数齿数则设传动比转矩小齿轮用，调质处理，硬度，平均取为，大齿轮用钢，调质处理，硬度，平均取为。直齿传动。齿面接触疲劳强度计算初步计算小齿轮直径小齿轮转矩齿宽系数参照表齿轮相对于轴承的位置悬臂布置时，软齿面接触，，取.解除疲劳极限初步计算的许用接触应力由公式值取初步计算小齿轮直径.取初步齿宽取校核计算圆周速度.精度等级选级精度初选齿数和模数.使用系数.动载系数.齿间载荷分配系数，先求.由此得.齿向载荷分配系数•载荷系数.弹性系数节点区域系数.接触最小安全系数.接触寿命系数.许用接触应力验算.计算结果表明，齿轮传动副接触疲劳强度比较合适，齿轮尺寸无需调整。否则，尺寸调整后还应再进行验算。确定传动主要尺寸实际分度圆直径齿轮无需圆整中心齿宽齿根弯曲疲劳强度计算重合度系.齿间载荷分配系数.齿向载荷分配系载荷.齿形系数应力修正系数弯曲疲劳极限弯曲最小安全系数.弯曲寿命系数尺寸系数.许用弯曲应力验算.传动无严重过载，故不做静强度校核。综上可得，所选齿轮传动副材料尺寸合格。以上有关齿轮副校核计算内容中所用公式，图表等均参照机械设计第四版第章装配机器人控制系统硬件设计.控制电路各芯片的选择单片机是最常见的系列单片机，是公司早期的成熟的单片机产品，应用范围涉及到各行各业，下面是它的引脚图和在本设计系统中应用到的接线方法。图引脚图主电源引脚和接地正常操作时为伏电源外接晶振引脚和为内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。为内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。控制或与其它电源复用引脚和当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平由低到高跳变，将使单片机复位在掉电期间，此引脚可接上备用电源，由向内部提供备用电源，以保持内部中的数据。正常操作时为功能允许地址锁存提供把地址的低字节锁存到外部锁存器，引脚以不变的频率振荡器频率的周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过个脉冲，端可以驱动吸收或输出电流八个电路。对于型单片机，在编程期间，此引脚接收编程脉冲功能为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当为高电平时，访问内部程序存储器，当为低电平时，则访问外部程序存储器。两相混合式步进电机芯片式驱动器选择图管脚图特性双全桥驱动，低导通电阻.最高耐压，大电流.峰值多种细分可选自动半流锁定功能内置混合式衰减模式内置输入下拉电阻内置温度保护及过流保护管脚说明表引脚表端子端子符号端子说明地正反转信号输入端脉冲信号输入端斩波频率设定电容连接端电流设定端地相输出端相电流检测电阻连接端相输出端地相输出端相电流检测电阻连接端相输出端电源连接端电源端细分设置端细分设置端细分设置端脱机信号控制端端子说明电机正反转控制为低电平时，电机正转为高电平时，电机反转使能端端子为低电平时，输出强制关断，为高阻状态重新置为高电平时，恢复输出电流设定端，调整此端电压即可设定驱动电流值为外接检测电阻例.电阻为.时，设定电流为.斩波频率由端子端子间连接的电容，依据下面的公式设定。例时，斩波频率如下。电容值般选在至之间，对应的斩波频率为至当输入低于.时，芯片的输出电流将自动降为正常工作电流的半。衰减模式固定为混合式衰减模式，快衰和慢衰的比列为。该为防止对电源或对地短路导致损坏的情况，内置了短路保护电路，使输出置于待机模式。检测出输出短路状态时，短路检出电路动作，关断次输出。此后，延迟段时间之后再度输出，如输出仍然短路的话，将输出固定于待机模式。由输出短路保护电路动作而使输出固定于待机模式的场合，可给个低电平来解除锁定。.控制电路原理图的设计本设计对控制系统的要求主要是对步进电机的控制，控制电路主要的控制原理是，单片机的口接光电隔离器上，为控制系统提供脉冲信号接线如图所示由于需要控制的步进电机较多，所以引脚控制设置较多具体接线如图所示。图控制系统原理图从输出的脉冲信号还需要经过光电隔离电路还有功率放大电路才能驱动步进电机工作，因此，控制系统中还设计了光电隔离和功率放大电路。结论毕业设计是我们作为学生在学习阶段的最后个环节，是对所学基础知识和专业知识的种综合应用，是种综合的再学习再提高的过程，这过程对学生的学习能力和独立思考及工作能力也是个培养，同时毕业设计的水平也反映了大学教育的综合水平。在大学的学习过程中，毕业设计是个重要的环节，是我们步入社会参与实际工作的次极好的演示，也是对我们自学能力和解决问题能力的次考验，是学校生活与社会生活间的过渡。在完成毕业设计的时候，我尽量的把毕业设计和实际工作有机的结合起来，实践与理论相结合。这样更有利于自己能力的提高。社会是在不断的变化发展的，眼下社会变革迅速，对人才的要求也越来越高，要用发展的眼光看问题，要学会学习，学会创新，学会适应社会的发展要求。在走出校园，迈向社会之即，把握今天，才能创造未来，老师的熏陶和教诲，使我懂得了更多处世为人的道理