14、意姿態(tài)。 為了定量的說明
操作機抓取和擺放物體的靈活度，我們定義組合靈活度 （dex）為：
dex= a /360 ° +B /360 ° +丫 /360 ° =xx%+xx%+xx%
上式取“加”的形式，但一般不進(jìn)行加法運算，因為分開更能表現(xiàn)結(jié)構(gòu)的特 點。
腕結(jié)構(gòu)最重要的評價指標(biāo)就是dex值。若為3個百分之百，該手腕就是最靈 活的手腕。一般說來，a、B的最大值取360 °,而丫值可取的更大一些，如果 擰螺釘，最好丫無上限。
腕結(jié)構(gòu)是操作機中最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而且因轉(zhuǎn)動系統(tǒng)互相干擾，更增加了腕結(jié) 構(gòu)的設(shè)計難度。腕部的設(shè)計要求是：重量輕，dex的組合值必須滿足工作要求并 留有一定的裕量（約
15、5泊10%轉(zhuǎn)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單并有利于小臂對整機的靜力平 衡。
1.3.1單自由度手腕
SCAR水平關(guān)節(jié)裝配機器人多采用單自由度手腕， 該類機器人操作機的手腕 只有繞垂直軸的一個旋轉(zhuǎn)自由度。 為了減輕操作機的懸臂的重量，手腕的驅(qū)動電 機固結(jié)在機架上。手腕轉(zhuǎn)動的目的在于調(diào)整裝配件的方位。 由于轉(zhuǎn)動為兩級等徑 輪齒形帶，所以大、小臂的轉(zhuǎn)動不影響末端執(zhí)行器的水平方位， 而該方位的調(diào)整 完全取決于腕傳動的驅(qū)動電機。這時確定末端執(zhí)行器方位的角度（以機座坐標(biāo)系 為基準(zhǔn)）將是大小臂轉(zhuǎn)角以及腕轉(zhuǎn)角之和。
1.3.2兩自由度手腕
兩自由度手腕有兩種結(jié)構(gòu)：
1） 匯交式兩自由度 手腕兩自由度手腕的末桿與小臂
16、中線重合， 兩個鏈輪
對稱分配在兩邊。BW200° , 丫》360° , dex= 0+80%+100%,如圖 1.3，
2） 偏置式兩自由度手腕 手腕的末桿偏置在在小臂中線的一邊。
B >360° , 丫 > 360，dex=0+100%+1001%點是腕部結(jié)構(gòu)緊湊，小臂橫向尺 寸較?。ū。?
兩自由度的另兩種結(jié)構(gòu)。一種是將諧波減速器這置于碗部，驅(qū)動器通過齒
形帶帶動諧波，或經(jīng)錐齒輪再帶動諧波使末桿 L獲得a. 丫兩自由度運動。另
一種則是將驅(qū)動電機1和諧波減速器連成一體，放于偏置的殼中直接帶動 L完
成角轉(zhuǎn)動，B角則是由鏈傳動完成。
8
如圖1.3匯交式兩自由
17、度
1-法蘭2-錐齒輪組3-錐齒輪4-彈簧
5、8-鏈輪6-軸承7-殼體
1.3.3三自由度手腕
三自由度的手腕形式繁多。三自由度手腕是在兩自由度的基礎(chǔ)上加一個整個 手腕相對于小臂的轉(zhuǎn)動自由度（用角度參數(shù)a表示）而形成的。當(dāng)不考慮結(jié)構(gòu)限 制，即a、B、丫都能在0°?360°范圍取值，末端執(zhí)行器的靈活度 dex=1OO%+1OO%+1O0%也就是說具有百分之百的靈活度。 這就是說手爪可自任意 方向接進(jìn)物體，也可將物體轉(zhuǎn)到任意姿勢。所以三自由度是“萬向”型手腕，可
以完成兩自由度手腕很多無法完成的作業(yè)。 近年來，大多數(shù)關(guān)節(jié)型機器人都采用
了三自由度手腕。主要有兩類：
1） 匯交手腕（
18、或稱正交手腕）它是a、B、丫的旋轉(zhuǎn)軸線匯交于一點。
2） 偏置式手腕它是a、B、丫的旋轉(zhuǎn)軸線互相垂直，但不匯交于一點。
這兩類手腕都是把B、 丫運動的減速器安裝在手腕上，可簡化小臂結(jié)構(gòu)，但 卻增加了手腕本身的重量和復(fù)雜程度。
1.3.4 通用機器人腕部結(jié)構(gòu)選型
如圖1.4所示，是匯交式手腕（或正交手腕），即a、B、丫的旋轉(zhuǎn)軸線匯 交于一點?？梢钥闯?，電機（1）經(jīng)錐齒輪副（（3, 4）和齒型帶傳動（9, 10, 13）, 再經(jīng)錐齒輪副（5, 6）和諧波減速器（16）帶動法蘭（17、機械接口）轉(zhuǎn)動，完成末桿 （法蘭）丫的運動。電機2經(jīng)錐齒輪副（7, 8）和齒型帶傳動（11, 12, 14）
19、,通過諧 波減速器帶動腕殼擺動，完成末桿p的運動。整個手腕又由置于小臂后部的電機 （上圖未畫），經(jīng)過諧波傳動，帶動小臂作繞自身軸線的轉(zhuǎn)動，即 a運
動。
圖1.4正交式手腕
減速器的配置可以分為前置式和后置式。后置式有利于小臂的平衡。前置式 加大了腕部的復(fù)雜程度和重量，對小臂乃至整機的平衡不利，但可簡化整個小臂 的結(jié)構(gòu)，而且當(dāng)腕部使用同步齒形帶時，只能采用這種布置，因為齒形帶只能用 于高速級。這種布置還可簡化后面三個驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。對于平行軸轉(zhuǎn)動，減速 器前置可以匹配小臂與手腕的幾何尺寸。如圖 1.4所示，我選用：減速器的配置 為前置式是把a、丫兩自由度的減速器裝在手腕內(nèi)。
電機配
20、置也可以分為前置式和后置式。 前置式有一個電機配置在手腕中，其 最大優(yōu)點是大大簡化了小臂的結(jié)構(gòu)和傳動過程的軸線干擾， 但加重了腕部。這種
結(jié)構(gòu)較適合于小負(fù)荷操作機。必須指出，這種結(jié)構(gòu)的手腕也屬于非匯 （正）交式，
由它構(gòu)成的六自由度操作機無解析解。電機后置式的驅(qū)動電機都布置在腕的后 面。對于中小負(fù)載的操作機，電機可布置在臂的空腔中，而對于大負(fù)載操作機， 由于電機重而且大，電機多布置在臂的后端，以減少臂的尺寸和前部重量，并與 減速器一起對小臂起平衡作用。如圖 1.4所示。
11
1.4機器人設(shè)計
機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成， 是一種仿人操作、
21、自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一 體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高 產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的 作用。機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動， 而是綜合了人的特長和機器 特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能 力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上 說它也是機器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè) 備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。 ：
在傳統(tǒng)的設(shè)計與制造過程中，通常要制造樣機進(jìn)行實驗，有時這些實
22、驗甚至 是破壞性的。當(dāng)通過實驗發(fā)現(xiàn)缺陷時，就要回頭修改設(shè)計并再用樣機驗證。 這一 過程是冗長的，尤其對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，設(shè)計周期更加漫長，更不用談對市場 的靈活反應(yīng)了。于是運動分析一虛擬樣機技術(shù)便應(yīng)運而生了。 它可以使產(chǎn)品設(shè)計 人員在虛擬環(huán)境中真實地模擬機器人的運動及受力情況，快速分析多種設(shè)計方 案，進(jìn)行對物理樣機而言難以進(jìn)行或根本無法進(jìn)行的實驗， 直到獲得最優(yōu)化的設(shè)
計方案。這種方法不但可以縮短開發(fā)周期，而且設(shè)計質(zhì)量和效率也得到了很大的
12
2末端執(zhí)行器
末端執(zhí)行器是裝在機器人操作機的機械接口上， 用于使機器人完成作業(yè)任務(wù) 而專門設(shè)計的裝置。末端執(zhí)行器種類繁多，與機器人的用途密
23、切相關(guān)，最常見的 有用于抓拿物件的夾持器；用于加工工件的銑刀，砂輪和激光切割器：用于焊接， 噴涂用的焊槍，噴具；由于質(zhì)量檢測的測量頭，傳感器。一般說來，一種新的作 業(yè)需要一種新的末端執(zhí)行器，而一種新的末端執(zhí)行器的出現(xiàn)又往往為機器人開辟 一種新的應(yīng)用領(lǐng)域。目前，末端執(zhí)行器的分析和設(shè)計已形成了一個專門領(lǐng)域。 這 里只簡要介紹幾種常用的抓拿物件的末端執(zhí)行器。
2.1夾持器
夾持器通常有兩個夾爪。根據(jù)不同的運動形式，夾爪又可分為回轉(zhuǎn)式和平移 式兩種類型。
1）斜楔杠桿式夾持器。當(dāng)施以力 P時，楔角為a的斜楔前進(jìn)，使夾爪閉合， 夾緊物件，且當(dāng)a小于自鎖角時，即使B消失，被夾物件也不會滑脫。當(dāng)施以相
24、 反方向的力時，斜楔后退，夾爪在彈簧的作用下打開。由于夾爪做回轉(zhuǎn)運動，而 回轉(zhuǎn)軸又是固定的，故當(dāng)夾持不同直徑的物件時，物件的中心線將沿對稱軸線移 動，形成定位誤差。故使用這種夾持器時，機器人的應(yīng)用程序必須有補償功能。
2）有定位補償?shù)母軛U式夾持器。這種夾持器的夾爪回轉(zhuǎn)銷軸可借助左右螺旋 副平移其相對位置，所以通過調(diào)整螺旋可對不同直徑的物體保持中心位置不變。
3）平行移動式夾爪。當(dāng)施以壓力P時，齒輪在下條上滾動，并以兩倍的移動 速度帶動上齒條移動，兩個齒條分別與兩個夾爪聯(lián)接。帶動夾爪平行地移動，起 到夾持物件的作用。
2.2擬手指型執(zhí)行器
人手是最靈巧的夾持器，如果模擬人手結(jié)構(gòu)，就能制造
25、出結(jié)構(gòu)最優(yōu)的夾持器。 但由于人手自由度較多，驅(qū)動和控制都十分復(fù)雜，所以到目前為止，只制造出了 一些原理樣機，離工業(yè)應(yīng)用還有一定差距。下面介紹幾種教有特色的擬手指型手 抓。
1） UTACH/M□手抓。它有4個手指，可實現(xiàn)對握，每個手指有 3個曲伸關(guān)
節(jié)和一個擺動關(guān)節(jié)，共16個自由度。各關(guān)節(jié)采用繩輪驅(qū)動，驅(qū)動器后置。由于 拇指對置，所以4個手指不能實現(xiàn)并掌操作，即4個手指不能放在一側(cè)實現(xiàn)全握 式的抓拿物體。
2） 3指手爪。第一指相當(dāng)于拇指，只有一個曲伸關(guān)節(jié)，一個擺動關(guān)節(jié)和一 個開合關(guān)節(jié)，其他兩指都有兩個曲伸關(guān)節(jié)，故共有 11個自由度，也是驅(qū)動器后 置。
3） 雙拇指手爪。每個手指都有3
26、個曲伸關(guān)節(jié)。其中，外面兩指有擺動和轉(zhuǎn)動
自由度，通過轉(zhuǎn)動，可以和中間指對置，也可與中指處于同側(cè) （并掌）；中指無轉(zhuǎn)
動自由度，故該手共有14個自由度。該手可以抓取或握取物件，由于使用了超 小型電機和減速器，實現(xiàn)了驅(qū)動器前置配置（即驅(qū)動器、減速器與手指配在一起）， 結(jié)構(gòu)緊湊，可作為一個部件安裝于機器人的機械接口上。
2.3吸式執(zhí)行器
吸式執(zhí)行器是目前應(yīng)用較多的一種執(zhí)行器， 特別是用于搬運機器人。該類執(zhí) 行器可分磁吸和氣吸兩類。
1） 磁吸式手爪。它利用電磁場力和袋裝可變形式磁粉，可以吸住具有任意表 面形狀的磁性物件。
2） 氣吸式手爪。它下端有一個橡膠吸盤，上面有彈簧緩沖壓下裝置，靠
27、吸盤 內(nèi)腔的真空度吸住物件。形成真空的方法通常有兩種。一種靠真空泵，一種靠氣 流形成負(fù)壓。前者工作可靠，吸盤結(jié)構(gòu)簡單，但成本較高；后者只需壓力為0. 4MPa 的普通工業(yè)氣源，利用伯努利原理（文多利管），在氣流高速噴射時即可形成所要 求的負(fù)壓，時吸盤吸住物體，因不需專用真空泵，故成本較低，目前應(yīng)用較廣泛。
本課題所選擇的末端執(zhí)行機構(gòu)為可以回轉(zhuǎn)的夾持器。通過法蘭盤與夾持器固 聯(lián)，利用腕部和小臂的旋轉(zhuǎn)，以及外部的擺動帶動末端夾持器在空間做任意的運 功。
3腕部設(shè)計
3.1手腕結(jié)構(gòu)的選擇
Smart 6.50腕部的主要技術(shù)參數(shù)為:
自由度
3
最大持重
10Kg
I軸
± 180
28、°
144( ° )/s
200N?m
n軸
± 115°
136( ° )/s
150N?m
川軸
± 180°
138( ° )/s
100N?m
本課題仿制Smart 6.50R機器人的腕部進(jìn)行設(shè)計，通用機器人的手腕是三 自由度的，圖3.1是其傳動原理圖，關(guān)節(jié)配置形式為臂轉(zhuǎn)、腕擺、腕轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。其 傳動鏈分成二部分，一部分在機器人小臂殼內(nèi)，三個電機的輸出通過齒形帶傳動 分別傳遞到同軸傳動的心軸、中間套、外套筒上。另一部分傳動鏈安排在手腕部。
（1） 臂轉(zhuǎn)運動 臂部外套筒與手腕殼體通過端面法蘭聯(lián)結(jié)， 外套筒直接帶動 整個手腕旋轉(zhuǎn)完成臂轉(zhuǎn)運動。
（2） 腕擺運動 臂
29、部輸出的空心軸通過一組錐齒輪組（14）和一組同步齒形 帶（12、13）以及諧波減速器（11）帶動固定在套筒上的端蓋一起擺動。
（3） 手轉(zhuǎn)運動 如圖3.1,臂部心軸通過鍵聯(lián)結(jié)帶動錐齒輪組（3）轉(zhuǎn)動，然 后通過同步齒形帶（4、6）帶動套筒的內(nèi)部中心軸，中心軸的另一端通過一對錐 齒輪組（9）傳動，帶動固定套筒（10）內(nèi)部的中心軸端面的法蘭盤（8）轉(zhuǎn)動, 實現(xiàn)法蘭盤的手轉(zhuǎn)運動。
15
圖3.1腕部系統(tǒng)傳動簡圖
16
3.2傳動裝置的運動
30、和動力參數(shù)計算
321.選擇電機
假設(shè)手部的末端的持重是10Kg,腕心距機械輸出借口長度為200mm腕轉(zhuǎn)的旋 轉(zhuǎn)半徑為100mm.
I軸為腕轉(zhuǎn)運動
錯誤！未找到引用源。=2.512rad/s
R=100mm
F = 10x10 =100N
T=F2 R
P = F 2 R2 W仁 100x2.512x100=25.12W
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。
=錯誤！未找到引用源。x0.8x0.95x0.99x0.98
=0.665
錯誤！未找到引用源。 錯誤！未找到引用源。
錯誤！未找到引用源。 錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找
到引用源。
錯誤！未找到引
31、用源。0.95
所需電機功率
錯誤！未找到引用源。=P/錯誤！未找到引用源。
=25.12 /0.665
=37.77W
n軸為腕擺運動
L=200mm F=100N
T=F2 L
=20.0N2 m
錯誤！未找到引用源。
=2.372rad/s
P=T2錯誤！未找到引用源。
=47.44W
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。
=錯誤！未找到引用源。
=0.665
所需電機功率為
錯誤！未找到引用源。=P/錯誤！未找到引用源。
=47.44/0.665
=671.33W
考慮到系統(tǒng)傳動過程中，同步齒形帶傳動所需的功率，以及要求腕部的結(jié)構(gòu)要求
緊
32、湊，所以I軸傳動所需電機 5和U軸傳動所需電機6如下:
型號
功率
(KW)
轉(zhuǎn)速
(r/mi n )
轉(zhuǎn)矩
(N2 m
額定電流
(A)
額定電壓
(V)
TYSZ-75
— 63s
0.75
3000
2.4
3.08
220
TYSZ-55
— 63s
0.55
2000
2.3
2.2
220
3.2.2分配系統(tǒng)傳動比和動力參數(shù)的計算
I軸為腕轉(zhuǎn)運動
腕轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)的傳動比
末端法蘭盤的轉(zhuǎn)速 錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=22.67r/min 系統(tǒng)總的傳動臂為 錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=88.2
33、2 取錯誤！未找到引用源。=88.22
錯誤！未找到引用源。=1 錯誤！未找到引用源。=1 錯誤!
未找到引用源。=1
電機6的輸出功率錯誤！未找到引用源。=0.50Kw
帶輪5轉(zhuǎn)速錯誤！未找到引用源。=2000r/min
19
錯誤！未找到引用源。二錯誤！未找到引用源。二104.67rad /s
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。
=0.50 x 0.95 x 0.98 x 0.99
=0.460Kw
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=2.20N2 m
帶輪6轉(zhuǎn)速錯誤！未找到引用源 錯誤！未找到引用源。 錯誤！未找到引用源。
=0.460x0.9
34、5 =0.437 Kw
錯誤！未找到引用源。
腕轉(zhuǎn)軸I軸 錯誤！未找到引用源。
=0.437x0.80x0.95 =0.332Kw
錯誤！未找到引用源。
錯誤！未找到引用源。
錯誤！未找到引用源。
=139.85N2 m
腕擺傳動系統(tǒng)的傳動比
末端套筒的轉(zhuǎn)速 錯誤！未找到引用源。 系統(tǒng)總的傳動比為 錯誤！未找到引用源 取錯誤！未找到引用源。=50 錯誤！未找到引用源。=1
電機5的輸出功率 錯誤！未找到引用源
=錯誤！未找到引用源
=錯誤！未找到引用源
=錯誤！未找到引用源
=2000r/min
=104.67rad/s
=錯誤！未找到引用源
=錯誤！未找到引
35、用源
=22.67r/min
=1.186rad/s
=錯誤！未找到引用源
=2.09N2 m
二錯誤！未找到引用源
二錯誤！未找到引用源 錯誤！未找到引用源 錯誤！未找到引用源。
=0.75Kw
=24r/min
=125
=2.5
=1
帶輪3轉(zhuǎn)速錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=1200r/min
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=62.8rad /s
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。
=0.75 x 0.95 x 0.98 x 0.99 x 0.95
36、
21
=0.656Kw 錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=5.22N2 M
帶輪4轉(zhuǎn)速錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=1200r/min
錯誤！未找到引用源。
=錯誤！未找到引用源。=62.8rad/s
錯誤！未找到引用源。
=錯誤！未找到引用源。
=0.656x0.95
=0.623Kw
錯誤！未找到引用源。
=錯誤！未找到引用源。=4.96N2 m
腕擺軸U軸
錯誤
37、！未找到引用源。
=錯誤！未找到引用源。
=0.623x0.80
=0.498Kw
錯誤！未找到引用源。
=24r/m in
錯誤！未找到引用源。
=2.512rad/s
錯誤！未找到引用源。
=錯誤！未找到引用源。
=198N2 m
I軸腕轉(zhuǎn)運動
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=88.22
取錯誤！未找到引用源。=88.22 錯誤！未找到引用源。=1
誤！未找到引用源。=1 錯誤！未找到引用源。=1
腕擺傳動系統(tǒng)的傳動比
末端套筒的轉(zhuǎn)速 錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=24r/min 系統(tǒng)總的傳動比為 錯誤！未找到引用源
38、。=錯誤！未找到引用源。=125 取錯誤！未找到引用源。=50 錯誤！未找到引用源。=2.5
錯誤！未找到引用源。=1 錯誤！未找到引用源。=1
22
4錐齒輪設(shè)計
4.1確定錐齒輪的主要技術(shù)參數(shù)
錐齒輪組3的材料選用40Cr鋼，齒面硬度250?280HBS
取m=2.5 錯誤！未找到引用源。40錯誤！未找到引用源。=45°
i=錯誤！未找到引用源。=1
d=n2 z=90 mm 錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。
錐距R=錯誤！未找到引用源。=63.64mm
錯誤！未找到引用源。=2.5 錯誤！未找到引用源。=3
錯誤！未找到引用源。=d+2錯誤！未找到引用
39、源。=93.5mm
錯誤！未找到引用源。=d-2錯誤！未找到引用源。=85.8mm
b=10mm
錯誤！未找到引用源。=d(1-0.5b/R)=83
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。 錯誤！未找到引用
源。=2.7 °
錯誤！未找到引用
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源
源。=3.2 °
4.2輪齒的受力分析和強度計算
忽略齒面間摩擦力，把輪齒上的分布作用力合成為集中法向力 錯誤！未找到 引用源。，在把分解為三個互相垂直的力 錯誤！未找到引用源。，即圓周力錯誤! 未找到引用源。、徑向力錯誤！未找到引用源。和軸向力錯誤！未找到引用源。。 錐齒輪5的轉(zhuǎn)矩為錯誤
40、！未找到引用源。，中點分度圓直徑為 錯誤！未找到引用 源。，可得：
錯誤！
未找到引用源。
=錯誤！
未找到引用源。
=328.7N
錯誤！
未找到引用源。
=錯誤！
未找到引用源。
=86.7N
錯誤！
未找到引用源。
=錯誤！
未找到引用源。
=86.7N
（錯誤！未找到引用源。=14.73N2 m）
一般的直齒錐齒輪制造精度低，因而可以認(rèn)為在嚙合過程中載荷僅由一對相 嚙合的齒來承擔(dān)，故可以不考慮齒間載荷分配問題，即可以忽略重合度的影響， 故載荷系數(shù)
K=錯誤！未找到引用源。=1.88
錯誤！未找到引用源。=1.6 錯誤！未找到引用源。=1.15 錯誤
41、！未找到 引用源。=1.02
直齒錐齒輪齒面接觸疲勞強度條件為
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=460 M錯誤！未找到引用源。
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=367.9 M錯誤！未找到引用源
錯誤！未找到引用源。=666.5M錯誤！未找到引用源。 錯誤！未找
到引用源。W錯誤！未找到引用源。
錯誤！未找到引用源。=414 M錯誤！未找到引用源。 錯誤！未找
到引用源。W錯誤！未找到引用源。
所以可知此齒輪組能夠滿足運動的要求。
錐齒輪組2的主要技術(shù)參數(shù)為
m=3 錯誤！未找到引用源。15錯誤！未找到引用源。=45°
i=錯誤！未找到引用源。=1
42、
d=n2 z=45mm 錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=d
錐距R=錯誤！未找到引用源。=31.8mm
錯誤！未找到引用源。=3.5 錯誤！未找到引用源。=4.2
錯誤！未找到引用源。=d+2錯誤！未找到引用源。=50mm
錯誤！未找到引用源。=d-2錯誤！未找到引用源。=40mm
b=10mm
錯誤！未找到引用源。=5.38
錯誤！未找到引用源。=6.5
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源＜
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源
25
5選擇帶輪和齒形帶
5.1帶輪的選擇
根據(jù)所搜集的資料，考慮到整個系統(tǒng)傳動的結(jié)構(gòu)和傳動特性，依據(jù)圖3.
43、2 ,
梯形齒同歩帶、輪選型圈
圖3.2
帶輪6的轉(zhuǎn)速 錯誤！未找到引用源。=2000r/min 錯誤！未找到引用
源。=0.437Kw
錯誤！未找到引用源。=0.209N2 m
選擇梯形齒帶輪，帶輪型為L型，帶輪的結(jié)構(gòu)為：
26
AF形
AF type
圖3.3
選擇帶選擇奇龍傳功公司生產(chǎn)輪型號為;
32L 050 AF
Z=32
節(jié)距=9.525mm
節(jié)徑 d= 97.02mm
外徑錯誤！未找到引用源
引用源。=90mm
檔邊厚度h=1.5mm
=96.26mm
檔邊內(nèi)徑錯誤！未找到
檔邊直徑 錯誤！未找到引用源。=102mm
44、
28
5.2齒形帶的設(shè)計
L型同步齒形帶的機構(gòu)尺寸如圖 ，節(jié)距=9.525mm
帶輪5、6傳動的功率為：P=0.460Kw
主動軸轉(zhuǎn)速錯誤！未找到引用源。=2000r/min
從動軸轉(zhuǎn)速錯誤！未找到引用源。=2000r/min
傳動比i=1
設(shè)計功率錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。P 錯誤！未找
到引用源。=1.5
錯誤！未找到引用源。=1.5x0.46
=0.69Kw
節(jié)距錯誤！未
45、找到引用源。=9.525mm
帶輪齒數(shù)錯誤！未找到引用源。=30 錯誤！未找到引用源。=30
帶輪節(jié)圓直徑錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=91.0
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。
速度V=錯誤！未找到引用源。=9.52m/s
初定軸間距0.7（錯誤！未找到引用源。）W錯誤！未找到引用源。＜2（錯誤！未 找到引用源。+錯誤！未找到引用源。）
127.4 W錯誤！未找到引用源。＜ 364
錯誤！未找到引用源。=200mm
確定帶長及齒數(shù)
錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。+錯誤！未找到引用源。（錯誤！ 未找到引用源。）+錯誤！未找到引用源。
=7
46、27mm
取標(biāo)準(zhǔn)值錯誤！未找到引用源。=723.9mm
節(jié)線長上齒數(shù)Z=80
實際軸間距a=錯誤！未找到引用源。+錯誤！未找到引用源。=201.55mm
小齒輪嚙合齒數(shù) 錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=15
基本額定功率錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=0.2Kw
帶寬錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=24.5mm
基準(zhǔn)寬度錯誤！未找到引用源。=12.7mm 寬度帶上的需用拉力錯誤！未找到引用源。=244.46N2 m
嚙合齒數(shù)系數(shù)錯誤！未找到引用源。=1
作用在軸上的力為錯誤！未找到引用源。=錯誤！未找到引用源。=69N
同理得到同步帶輪
47、38L 050 AF
錯誤！未找到引用源。=38
錯誤！未找到引用源。=38
Z=38
節(jié)徑 d= 115.21mm
外徑 錯誤！未找到引用源。=114.45mm
檔邊內(nèi)徑錯誤！未找到
31
#
引用源。=103mm
檔邊厚度h=1.5mm 檔邊直徑錯誤！未找到引用源。=123mm
同步齒形帶為錯誤！未找到引用源。=258mm錯誤！未找到引用源。=19
V=7m/s
錯誤！未找到引用源。=876mm 節(jié)線上的齒數(shù)Z=104
錯誤！未找到引用源。=0.3kW
錯誤！未找到引用源。=44.4N
錯誤！未找到引用源。=25.4mm
6總結(jié)
48、
經(jīng)過幾周的綜合設(shè)計，我不僅充實利用以前所學(xué)的知識并得以鞏固， 并得到 更深層次的理解，而且使我將書本上的理論知識與實際設(shè)計研究過程有了一定的 貫通，理解了實際設(shè)計研究和理論知識的差別。 我通過自己的努力還學(xué)習(xí)很多以 前沒有接觸過的知識，極大地擴(kuò)展了知識面，同時也經(jīng)歷了許多從點到面，從粗 略到精準(zhǔn)的過程。這些曲折對我的設(shè)計帶來了許多麻煩， 尤其是查各種資料的煩 瑣，但從中也體會到了做機械設(shè)計中嚴(yán)謹(jǐn)、 細(xì)致的重要性，使我積累了不少經(jīng)驗， 這對我以后的工作和學(xué)習(xí)會有很大的幫助。
本次課設(shè)我從通用機器人的整體結(jié)構(gòu)對機器人腕部進(jìn)行了分析， 綜合考慮了
腕部的整體結(jié)構(gòu)。首先確定機器人的整體結(jié)構(gòu)參數(shù)
49、，查找資料，以 Smart 6.50R
通用機器人為參考，在已有的技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，通過分析，確定腕部的傳動系 統(tǒng)，然后假設(shè)腕部末端的結(jié)構(gòu)，確定腕部的輸出功率，然后計算出腕部所需的電 機。在確定電機和傳動機構(gòu)的基礎(chǔ)上，我對錐齒輪和傳動中所需的帶輪以及同步 齒形帶進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計，并且對它們進(jìn)行了校核，確定所設(shè)計的腕部結(jié)構(gòu)能夠配 合機器人的其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴漆動作。
最終通過認(rèn)真計算分析后我認(rèn)為我所設(shè)計的腕部是比較理想的， 基本滿足預(yù)
定的設(shè)計要求。
32
參考文獻(xiàn)
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⑸ 孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理.第7版.北京：高等教育出版社.2006年
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區(qū)
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六自由度機器人腕部設(shè)計
