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畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告
題目：焊接機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計
系 別 機械信息系
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級
姓 名
學(xué) 號
導(dǎo) 師
2013年3月17日
撰寫內(nèi)容要求：
設(shè)計（論文）進展?fàn)顩r:
本階段的主要任務(wù)是完成了外文文獻的翻譯，對機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了更深層次的分析和理解，包括機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計和結(jié)構(gòu)受力的分析。通過以上分析，基本上完成了機械手的三維裝配圖，同時深刻體會到solidworks軟件功能的強大；大概了解了機械結(jié)構(gòu)在選用過程中所依據(jù)的原則。
1. 在參考了大量文獻資料的情況下，否定了開題報告中擬采用的諧波齒輪傳動型機械手。原因是現(xiàn)有的諧波減速器尺寸過大（最小的剛輪直徑為25cm），超過了設(shè)計要求的工作區(qū)間(0cm-45cm)。因此決定采用另一種結(jié)構(gòu)形式。
2. 由動力型旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和前、下兩臂組成。關(guān)節(jié)型機器人以臂部各相鄰部件的相對角位移為運動坐標(biāo)。動作靈活，所占空間小，工作范圍大，能在狹窄空間內(nèi)饒過各種障礙物。
3. 整體效果如圖1
圖1
設(shè)計整體為4個自由度。分別為：
焊槍相對于小臂回轉(zhuǎn)；
小臂相對大臂回轉(zhuǎn)；
大臂相對機架回轉(zhuǎn)；
機架在水平有一個腰部回轉(zhuǎn)。
電機采用伺服電機。
4. 設(shè)計的工作原理如下：
5. 首先腰部回轉(zhuǎn)使機械手和焊點處于同一平面；接著大臂回轉(zhuǎn)，小臂回轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)焊槍和焊點的距離，使焊槍能夠接觸到焊點。最后腕部回轉(zhuǎn)，使焊槍能夠垂直于焊點，以完成焊接作業(yè)。
6. 設(shè)計出機械手腕部回轉(zhuǎn)，小臂回轉(zhuǎn)的機械結(jié)構(gòu)如圖2。
圖2
左側(cè)為電機，帶動軸轉(zhuǎn)動，軸和腕部剛性連接，從而帶動腕部回轉(zhuǎn)。軸和小臂殼體之間加一個深溝球軸承，以抵消徑向力，達(dá)到相對轉(zhuǎn)動的目的；小臂殼體和腕部加一個角接觸球軸承，以抵消徑向力和軸向力，從而使他們可以產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。
7. 腰部回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖3
圖3
電機安裝在底座上，帶動一個小齒輪，小齒輪帶動大齒輪，大齒輪和殼體剛性連接。殼體和底座間加一個角接觸球軸承以實現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動。
存在問題及解決措施:
1. 確定大體參數(shù)。
機械臂為大臂小臂兩節(jié)，要求工作區(qū)間0cm-45cm，為滿足工作區(qū)間要求，所以需要擴大1/3倍。因為A2+B2≥2ab。所以當(dāng)c一定時，a=b機械臂為最短。602=2A2。即A≈42.43cm，取60cm。
2.大臂相對于腰部回轉(zhuǎn)應(yīng)該采用什么方式傳動？
由于一般的電機驅(qū)動系統(tǒng)輸出的力矩較小，需要通過傳動機構(gòu)來增加力矩，提高帶負(fù)載能力。對機器人的傳動機構(gòu)的一般要求有:
(l)結(jié)構(gòu)緊湊，即具有相同的傳動功率和傳動比時體積最小，重量最輕。
(2)傳動剛度大，即由驅(qū)動器的輸出軸到連桿關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸在相同的扭矩時。角度變形要小，這樣可以提高整機的固有頻率，并大大減小整機的低頻振動;
(3)回差要小，即由止轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)時空行程要小，這樣可以得到較高的位置控制精度;
(4)壽命長、價格低。
為了減小機構(gòu)運行過程的沖擊和振動，并且不降低控制精度，采用了齒形帶傳動。
齒形帶傳動是同步帶的一種，用來傳遞平行軸的運動。
齒輪帶的傳動比計算公式為：
i=N1/N2=Z1/Z2
3.不能熟練的運用三維軟件，在做裝配圖過程中總是出現(xiàn)報警等命令，致使工作無法正常進行。
其次，對機械結(jié)構(gòu)的理解還不是很到位等。
通過與同學(xué)的探討及老師的指點，使我對自己的畢業(yè)設(shè)計有了更深一步的認(rèn)識。我深深明白了設(shè)計與實際要緊密結(jié)合，要多動腦，勤思考。平時要多練習(xí)軟件。
后期工作安排:
1-2周：計算并核算選型。
3-4周：繪制設(shè)計相關(guān)的零件圖和裝配圖。
5-6周：撰寫畢業(yè)論文。
7周：準(zhǔn)備答辯。
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
注：1）正文：宋體小四號字，行距20磅，單面打??；其他格式要求與畢業(yè)論文相同。
2）中期報告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊。