工業(yè)機械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計要點和性能精品資料

1、B工機 業(yè).0fft tr要 計 詞占小匕匕 厶冃nnn摘.要.工業(yè).機.械.臂.具.有.工-作-空.間.大.占.地.空.間.小及.可-控性好.等方面優(yōu)-點在各類生產(chǎn)-行-業(yè)-有泛.的.應(yīng)用.1但工-業(yè)一機.-臂.普一遍.存.在-負.載一盤亠剛一性一不-足及一關(guān).節(jié)一伺-艮 月電.機一負-載一大.的一問-題一針.對-丄述現(xiàn)象本文提出n種-基于四桿一機一構(gòu)原理的新型機-械臂結(jié)構(gòu)一1利一用平-行-四邊形一框一架抵消外K 咅彎一矩一，一咸小關(guān)一節(jié)一電一機一對一大一臂一的一驅(qū)一動一功一率一亠提一高一整機一剛度口nn口nnn關(guān)-鍵一詞一丄業(yè)一機一械_臂一新一型一機-械一臂一結(jié)一構(gòu)一;一負一載一剛一度。一

2、引一言丄業(yè)一機一械臂一是-一種一仿一生一機-電一設(shè)一備一，一能一模-擬一人一手一動一作一通一過改一變一目一標一物一體一的一位一姿一來一實一現(xiàn)一作一業(yè)一可一完一成一搬一運、焊一接-、切一割一、噴一涂一及一裝-配-等-丄作一丄業(yè)一機一械臂-操一作一可控一可一實現(xiàn)一人機一交互亠用一途一比較一廣泛由一于工業(yè)機械臂的結(jié)構(gòu)特點亠整體架-構(gòu)一屬-于費-力-杠一桿_亠并一且-傳一動-齒-輪一間一隙-的一存一在一也一會-降-低機-械一臂-的剛一度-及-運一動一精-度-因一此一提-高-機械手臂的負載匕匕 厶冃力提高整體剛度及降低驅(qū)動能一耗成丄機械一臂性能提升的一關(guān)一鍵可 、 一題一n丄機.械.臂.結(jié).構(gòu).設(shè).計.

3、I工業(yè)-機-械臂的主要K 立口件-包括回轉(zhuǎn)K 咅、大-臂臂一及.腕.部一1回.轉(zhuǎn).部一可一完.成.整.機一的.回.轉(zhuǎn).運.動.，-大.臂一和一臂一的一配.合一運.動一可實一現(xiàn)-機一械.臂一末-端一的一空.間.位置移動，一腕部匕匕 厶冃實現(xiàn)俯仰一軸與擺軸兩丄動U作-1各K 立口件-的一運動配合.實現(xiàn)機一械一臂設(shè)定的一運動軌一跡一UUUUUULUUUU大臂小臂結(jié)構(gòu)n口nnn大一臂一由平一衡一缸一電一動一缸一及-大_臂一梁一組一成_，一小一臂一由一電一動一缸、平一衡一缸及一小一臂一梁一組一成一，一均一為一平一行一四邊一形框架結(jié)一構(gòu)構(gòu)形式一，一電動缸一安裝在一各自的對-角一線一丄，一電-動一缸一由一關(guān)

4、一節(jié)一電一機-離一合-器一絲一杠一推一桿一及一缸一體一等一零一部一件一組一成一，-端一部一的一關(guān)一節(jié)一電一機一通-過一離-合一器一帶一動-絲一杠一旋一轉(zhuǎn)一亠絲一杠一丄的一螺一母一驅(qū)一動一推一桿一伸一縮一，-推一桿的一伸一縮一帶動一四一邊一形一框架夾角一的變一化一，-從一而一實現(xiàn)機械一臂的水平和一豎直方向的移-動-12機-械一臂-回一轉(zhuǎn)-部-結(jié)一構(gòu)一nIIIIII回轉(zhuǎn)K 咅由伺服機、輪、蝸桿回轉(zhuǎn)支撐回轉(zhuǎn)一軸一1立一柱一箱體等一零K 立口件一組一成一O為一丄平衡渦.輪.的.側(cè).向.推.力.及.消.除.渦.輪-與-蝸.桿之-間.間.隙桿-采用對-稱布-置的形式2-臺伺服電機-帶一動.蝸.桿.旋.轉(zhuǎn).

5、，-鑒動一與.渦.輪-連一接.的.機-體.做.回.轉(zhuǎn).運一動一1這一丄結(jié).構(gòu)一的.有一點.是一可傳一遞.扭一矩一大-，-自.鎖.性好，一精度高亠節(jié)省一丄咸速器nUnU機-械臂腕K 咅nnnnnnnnnn機械一臂一的一腕一部一由一渦一輪一蝸一桿一傳一動一副一支一撐一件臺伺服電機俯仰-部件一輸出法一蘭等部分能實一現(xiàn)一俯一仰一軸一與一擺一軸_兩一個_動一作_兩一個一動一作一依一靠一差一動一原一理一來一實一現(xiàn)一丄型一支一撐一兩一側(cè)一對一稱一布一置一差一動一輸一入一單一元，一差動一輸入單元一由伺服電一機渦一輪一蝸桿傳一動-副一及-錐一齒一輪一等-部一件一組一成一通一過一傳一動-軸一及-中一空一軸一將-丄

6、型一支一撐一兩一側(cè)一的一錐一齒一輪一及一渦一輪一蝸一桿一聯(lián)一結(jié)一差-動-輸-出一單一元一由一錐一齒一輪一及一擺-軸一組-成一利一用一伺一服一電一機一控制一兩一側(cè)渦一輪一的一傳動一實現(xiàn)一俯一仰軸與一擺一軸兩一個動作一UUUUUnUnU2-機-械一臂-能-耗一分-析_新-結(jié)一構(gòu)一的一機-械一臂-驅(qū)一動-功一率-較一其-他一結(jié)一構(gòu)一機-械一臂-明一顯降低,負載質(zhì)心無偏移時能耗比二連桿機械臂降低約25%，比TITAN工業(yè)機械臂降低約35%)0負載質(zhì)心偏移50()mm時能耗比二二二連桿機械臂降低約45%,比TITAN工業(yè)機械臂降低約52%3機械臂剛度分析本文利用有限元分析方法對機械臂桿件進行剛度分析分析

7、刖將模型中對分析結(jié)果影響不大的孔、倒角等部分進行壓縮處理然后給模型添加比較一可靠的邊界條件再把模型網(wǎng)格化最后得到機械臂工作空間內(nèi)的x、y及z方向的剛度分布如圖所示。機械臂x方向的剛度與負載的關(guān)系為2.3245N/丄m機械臂y方向的剛度與負載的關(guān)系為2.715N/ 口仃機械臂z方向的剛度與負載的關(guān)系為7.713.1N/卩m綜合剛度由于同樣負載下的其/、他結(jié)構(gòu)機械臂。4結(jié)論本文論述了常規(guī)機械臂存在的一一一些問題指出機械臂優(yōu)化的關(guān)鍵占八、設(shè)計了一一一種采用平行四邊形框架結(jié)構(gòu)的新型機械臂機械臂大臂及小臂的驅(qū)動依靠四邊形對角線上的電動缸來宀 完成腕部的運動靠差數(shù)原理實現(xiàn)?；剞D(zhuǎn)運動利用底座上渦輪兩側(cè)的雙蝸桿傳動實現(xiàn)與其/、他結(jié)構(gòu)機械臂相比同工作條件下驅(qū)動能耗降低同驅(qū)動功率下負載能力提高同負載下整機剛度明顯提高可廣泛應(yīng)用在負載大及末端運動要求精度較一高的場合參考文獻:1孫龍飛.機械手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能分析J.農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,2017(0(2梁亮.某自動裝填機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析J南京理工大學(xué),2015.3武戰(zhàn)君等.基于Pro)/E和aNsYS;的機器人手臂性能分析