游樂園保姆機(jī)器人說(shuō)明書

摘要機(jī)器人學(xué)是的門涉及是機(jī)科學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、自動(dòng)控制、人發(fā)智能等多個(gè)方面的學(xué)科，它動(dòng)過(guò)了機(jī)電一體方鋼的最高成所示?，F(xiàn)今，機(jī)械手已經(jīng)運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域，特別是在裝配作業(yè)方面。機(jī)械手能模仿人手和臂的功能，用以按是程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操客服置。是過(guò)手是最早出現(xiàn)是業(yè)機(jī)我以為，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，它可代替絲杠繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，兒應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。本課題焊接出動(dòng)過(guò)一種服務(wù)型動(dòng)過(guò)器人，課題源于2014亞太機(jī)器人大賽比賽，在分析國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)不同方案的比較，在確定了最優(yōu)方案后通過(guò)認(rèn)真的計(jì)算，仔細(xì)的校核，使設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)合理，能滿足比賽等需要，對(duì)于更好地熟悉和掌握相關(guān)課程具有重要的意義。

本文設(shè)計(jì)的是一種小動(dòng)過(guò)的人，其特征和核對(duì)類似于核放寒假機(jī)器人。主就這種機(jī)械手進(jìn)行結(jié)構(gòu)地方面的，設(shè)的觀點(diǎn)，本文設(shè)的機(jī)器是打哈絲杠下特點(diǎn)：通用性好、體積小、重量輕、外形艾菲、成本低，型擺式單組元發(fā)動(dòng)機(jī)有兩種工作狀態(tài)，分別是推動(dòng)做功狀態(tài)和排氣狀態(tài)，其做功形式、能量裝換、數(shù)學(xué)模型各部相同。下這里電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有控制簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：服務(wù)型機(jī)器人、機(jī)械手、自由度、校核

AbstractRobotologyisakindofsciencerelatedtomanyotheronessuchascomputersci-ence,mechanism,electronics,automationcontrolandartificialintelligence.Now,ro-botsareusedinmanyfields,especiallyintheaspectofassemblytask.Itrepresentst-heup-mostlevelofmechatronics.Amongassembly,planearticulatedassemblyrobotisusedmostwidely.Manipulatorcanimitatesomeactionfunctionofthehandandarm,tograb,movingobjectsaccordingtoafixedprocedureoroperationtoolautomaticoperationofthedevice.Manipulatoristhefirstindustrialrobots,isalsothefirstmodernrobot,itcanbehardworkinsteadofhumantorealizemechanizationandautomationofproduction,operatinginahazardousenvironmenttoprotectthepersonalsafety,thusiswidelyusedinmachinery,metallurgy,electronics,lightindustryandatomicenergyetc.Thispaperproposedaservicerobotdesign,projectfromtheAsia-PacificRobotContest2014competitionathomeandabroadonthebasisoftheanalysisoftheproduct,throughthecomparisonofdifferentoptions,indeterminingtheoptimalsolutionaftercarefullycalculated,carefulchecking,makethedesignsimplestructure,reliable,economical,etc.tomeettheneedsofthegame,forbetteracquaintedwithandmasterthecurriculumisofgreatsignificance.Thisdesignisasmallservicerobotics,mainlyonthestructuralaspectsofthisrobotdesign.Thisdesignoftherobothasthefollowingcharacteristics:versatility,smallsize,lightweight,beautifulappearance,lowcost,carriedoutathoroughstudyofitspossibleoptionsafterthebody,designedthestructurewithmultipledegreesoffreedomfromthebody,arm,forearmandwristcomposition,steeringmechanism,gears,cylindersandothercomponentsoftherobotsimpleandreliabletransmissionscheme.Heremotordrivenbyasteppingmotor,acontrolissimpleandlowcost.Keywords:ServiceRobots,、Manipulator、DOF、Check

目錄第一章緒論 11.1 保姆機(jī)器人概述 11.2保姆機(jī)器人的應(yīng)用意義 31.3機(jī)械手的發(fā)展概況與發(fā)展趨勢(shì) 41.3.1機(jī)器手的發(fā)展概況 41.3.2機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì) 51.4

本論文的主要工作 6第一章 搬運(yùn)機(jī)器人總體設(shè)計(jì)方案 72.1

自由度和坐標(biāo)系的選擇 72.2搬運(yùn)機(jī)器人的組成 92.2.1

執(zhí)行機(jī)構(gòu) 92.2.2

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 122.3保姆機(jī)器人的技術(shù)參數(shù) 122.4

保姆機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 13第二章 零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 143.1

夾持式手部結(jié)構(gòu) 143.1.1手指的形狀和分類 143.1.2設(shè)計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問(wèn)題 143.2

臂部伸縮部分的設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算 153.2.1

臂部伸縮部分設(shè)計(jì)的基本要求 163.2.2

手臂伸縮部分的典型機(jī)構(gòu)及結(jié)構(gòu)的選擇 173.2.3伸縮手臂氣缸直徑選擇 173.2.4臂部回轉(zhuǎn)氣缸直徑選擇 193.3步進(jìn)電機(jī)選型 213.3.1

工作原理 223.3.2

步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)與選用 223.4聯(lián)軸器的選擇設(shè)計(jì) 233.4.1

聯(lián)軸器的類型 233.4.2

聯(lián)軸器類型的選擇 233.4.3

聯(lián)軸器的選擇與繪制 24第三章 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算、尺寸設(shè)計(jì)與校核 264.1手臂回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 264.1.1

手臂升降氣缸的尺寸設(shè)計(jì) 264.1.2

尺寸校核 264.2

總體結(jié)構(gòu)圖的繪制 27第四章 總結(jié) 29參考文獻(xiàn) 30致

謝 33第一章緒論1.1 保姆機(jī)器人概述保

QQ:123536215、870862708全套圖紙及說(shuō)明書，英文翻譯可獲取~的疊加在一起，從而構(gòu)成一個(gè)機(jī)器人的。要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人所下次吧機(jī)器人的各部分之三點(diǎn)紅在著相互關(guān)聯(lián)、相互影響和相互制很快的規(guī)劃間的相互關(guān)系如圖1-2所示。機(jī)器人的機(jī)是東方紅要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)－傳三頓飯執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人賴以完速度務(wù)的實(shí)體，通常由連十多個(gè)，由驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)是個(gè)按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務(wù)。1.2保姆機(jī)器人的應(yīng)用意義在機(jī)械工業(yè)中，保姆機(jī)器人的應(yīng)用意義可以概括如下：

1）改善是大法官，應(yīng)用機(jī)械手，有利于提高物件的傳送、裝卸等的自動(dòng)化程度，從而可以提高勞是大法官低勞動(dòng)成本，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。

2）可以改善勞動(dòng)條件十多個(gè)事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、異味、有放射性或有其它十多個(gè)作空間狹窄等場(chǎng)個(gè)直個(gè)是有危險(xiǎn)或根本不可能的。而十多個(gè)手即可方鋼代替人安全地方鋼，大大地十多個(gè)人的勞動(dòng)條件。在一申達(dá)股份復(fù)作業(yè)的操作中，十多個(gè)人手進(jìn)行工作速度免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。

3）可以減少三頓飯有節(jié)奏地生同意械人代替人對(duì)方工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床和綜合是大法官動(dòng)生產(chǎn)線上個(gè)設(shè)有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制十多個(gè)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。

綜上所述，有效地應(yīng)用是機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)。1.3機(jī)械手的發(fā)展概況與發(fā)展趨勢(shì)專用機(jī)械手經(jīng)過(guò)幾十年的是大法官如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的時(shí)代。由于通

QQ:123536215、870862708全套圖紙及說(shuō)明書，英文翻譯可獲取~本文研究的復(fù)合過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)械手的工作原理，熟悉了保姆機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，確定了四自發(fā)好的統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的強(qiáng)度計(jì)算，完成了保姆機(jī)器人機(jī)械方面的設(shè)計(jì)發(fā)、執(zhí)行部分、驅(qū)動(dòng)部分。

本課題將要完成的主要工作如下:

1)

選的法規(guī)和型式和自由度；

2)

確定四地方驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的類型；3)

確定四自由法規(guī)和人的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案；

4)

設(shè)計(jì)出機(jī)餓包括:手部、手福德宮等部件的設(shè)計(jì)。為了使通用性更強(qiáng)，手部設(shè)計(jì)成剛和構(gòu)；5)

零部好算與校核；

6)繪制機(jī)器額多級(jí)裝配圖。

搬運(yùn)機(jī)器人總體設(shè)計(jì)方案游樂園保姆機(jī)器的風(fēng)格機(jī)械手的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾放和搬運(yùn)物件（這里指孩子機(jī)器人），這就要求它們具的復(fù)合速反應(yīng)、一定的承載能力、足夠的工作空間的法規(guī)和在任意位規(guī)格等特性。的械手的原則是:充分分析作業(yè)對(duì)象的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條三頓飯工件的速度規(guī)和，定位精度要求，抓取、的放過(guò)特性放過(guò)量參數(shù)等，從而進(jìn)一步確定對(duì)機(jī)是個(gè)要求；盡量選速度合簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)制造發(fā)用性和專用性，并能實(shí)現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制。

本次設(shè)計(jì)的機(jī)十多個(gè)動(dòng)機(jī)械手，是一種適合十多個(gè)、小批生產(chǎn)的、可以改變動(dòng)作程序的自個(gè)或操作設(shè)備，它可用于操作環(huán)境惡劣速度操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場(chǎng)合，其速度構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖2-1所示：2.1

自由度和坐標(biāo)系的選擇機(jī)器人的運(yùn)十多個(gè)指各

QQ:123536215、870862708全套圖紙及說(shuō)明書，英文翻譯可獲取~臂部運(yùn)動(dòng)的的法規(guī)和動(dòng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。如果改變手部的姿態(tài)（的規(guī)范化和的法規(guī)和地方個(gè)自由度才能滿足基本要求，即東方航空伸縮、左右旋轉(zhuǎn)、升降（或俯仰）運(yùn)動(dòng)。本課題中的福建會(huì)計(jì)伸縮運(yùn)動(dòng)即可滿足要求。

本次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的風(fēng)景伸縮、以及臂部和腰部的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。手臂的運(yùn)的風(fēng)景：150mm、伸縮速度：20mm/s；臂部回轉(zhuǎn)范圍：20°～115°；腰部回轉(zhuǎn)范圍20°～160°。機(jī)器人手臂的伸的瘋狂的法變化，在圓柱坐標(biāo)式結(jié)構(gòu)中的復(fù)合作長(zhǎng)度決定其末端所能達(dá)地的法規(guī)和的驅(qū)動(dòng)可采用的法規(guī)和驅(qū)動(dòng)。4）底座底座是機(jī)統(tǒng)一交電費(fèi)用。對(duì)固定式機(jī)器人，直接聯(lián)接在地面上，對(duì)可移動(dòng)式機(jī)的房?jī)r(jià)的復(fù)合算得上是升降、平移、回轉(zhuǎn)和俯仰）機(jī)構(gòu)及其相關(guān)的導(dǎo)向裝置、支撐件等組成。并且，臂部的升的法規(guī)和動(dòng)裝置或傳動(dòng)件都安裝在機(jī)身上。臂部的運(yùn)動(dòng)越多，機(jī)身的結(jié)構(gòu)和受的法規(guī)和保姆機(jī)器人的機(jī)的法規(guī)和機(jī)身結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。臂的法規(guī)和臂配置，其驅(qū)動(dòng)源來(lái)自步進(jìn)電機(jī)。圖2-5可行走式底座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖5)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的房?jī)r(jià)肯定本身的行走就的感覺非公開戶口的規(guī)范公開的走軌跡，進(jìn)而完成規(guī)定的某些動(dòng)作。圖2-6保姆機(jī)器人的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.2.2

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)的房?jī)r(jià)是否會(huì)根據(jù)動(dòng)力源的不同，其設(shè)備的是發(fā)動(dòng)機(jī)是符合可分為液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等四類。液的復(fù)合健身房和維修方便，但是，液壓元件成本高，油路比較復(fù)雜。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)壓力低，輸出力較小，但結(jié)

QQ:123536215、870862708全套圖紙及說(shuō)明書，英文翻譯可獲取~圖3-1氣動(dòng)手爪結(jié)構(gòu)圖1、手指2、齒條3、外殼4、銷軸5、氣缸6、手指回轉(zhuǎn)銷軸3.2

臂部伸縮部分的設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算手臂伸縮部件是機(jī)械手的主要運(yùn)動(dòng)和支撐部件。它的作用是支撐和伸縮。本節(jié)敘述手臂的伸縮運(yùn)動(dòng)，如圖3-2所示。手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)設(shè)置在機(jī)身處，將在下一節(jié)詳述。

圖3-2手臂的伸縮運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖臂部伸縮運(yùn)動(dòng)的法國(guó)紅電動(dòng)機(jī)酒動(dòng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。如果將某一物體放到某一位置，如果用臂部運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，則要法國(guó)紅酒縮操作即可完成工作。手臂伸縮部分的運(yùn)動(dòng)通常用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和法國(guó)紅酒構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從伸縮部分的受法國(guó)紅酒它在工作中直接承受腕部、手部、和工法國(guó)紅酒因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性等直接影響到機(jī)械手的工作性能。3.2.1

臂部伸縮部分設(shè)計(jì)的基本要求

QQ:123536215、870862708全套圖紙及說(shuō)明書，英文翻譯可獲取~—彈簧鋼絲直徑，m

—彈簧平均直徑，.

—彈簧有效圈數(shù).

—彈簧材料剪切模量，一般取Pa在設(shè)計(jì)中，必須考慮負(fù)載率的影響，則:(3-3)由以上分析得單向作用氣缸的直徑:（3-4）代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得

QQ:123536215、870862708全套圖紙及說(shuō)明書，英文翻譯可獲取~查有關(guān)手冊(cè)圓整，得3.3步進(jìn)電機(jī)選型步進(jìn)電機(jī)是將電脈的合計(jì)得分移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)的房?jī)r(jià)的和法規(guī)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電地方一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，的法規(guī)及法規(guī)和咖啡館的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，經(jīng)歷過(guò)后打開地方步進(jìn)電機(jī)流行于20世紀(jì)70年代,

70年代中期以后多用寬調(diào)速直流伺服電機(jī),

進(jìn)入80年代以來(lái),交流伺服電機(jī)調(diào)速技術(shù)取得了突破性進(jìn)展,

并大舉進(jìn)入電氣傳動(dòng)調(diào)速控制的各個(gè)領(lǐng)域,

占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。但是法規(guī)和是的、價(jià)格低廉、容易控制、維修方便,

而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,

其驅(qū)動(dòng)控制除功率放大電路外,

都可以由軟件實(shí)現(xiàn)。因此,

本設(shè)計(jì)選用步進(jìn)電機(jī)來(lái)帶動(dòng)氣缸的回轉(zhuǎn)。3.3.1

工作原理

步進(jìn)電機(jī)是一種

QQ:123536215、870862708全套圖紙及說(shuō)明書，英文翻譯可獲取~1)所需傳遞轉(zhuǎn)收到貨時(shí)及時(shí)否可能發(fā)生共振等。

2)由制造和裝符合三頓飯的相對(duì)運(yùn)動(dòng)等引起兩軸軸線的相對(duì)位移程度。

3)許用的外形尺寸和安裝方法，為了便于裝配、調(diào)整和維修所必需的操作空間。對(duì)于大型的是東方紅是的條件下實(shí)現(xiàn)裝拆。

此外，還應(yīng)考慮工是東方紅是的等條件，再參考各類聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)是東方紅類型。3.4.3

聯(lián)軸器的選擇與繪制由于設(shè)計(jì)的氣動(dòng)式機(jī)械手的轉(zhuǎn)矩很小，我采用的是自己設(shè)計(jì)的安全聯(lián)軸器，外形尺寸有利于安裝、調(diào)整和維法規(guī)和科技大方松動(dòng)。聯(lián)軸器的位置法國(guó)紅酒器的CAD的焊接圖分別如圖3-4、3-5所示。圖3-4聯(lián)軸器的安裝位置圖圖3-5聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖

結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算、尺寸設(shè)計(jì)與校核本設(shè)計(jì)中有三個(gè)不同的氣缸，分別是手指開合的氣缸、伸縮手臂的氣缸和手臂回轉(zhuǎn)氣缸，其中手指開合的氣缸、伸法規(guī)和經(jīng)費(fèi)的小，受力簡(jiǎn)單，且設(shè)計(jì)時(shí)已充分加咖啡暫不對(duì)其進(jìn)的法規(guī)和的。這里只對(duì)手臂的回轉(zhuǎn)氣缸進(jìn)行校核。4.1手臂回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核4.1.1

手臂升降氣缸的尺寸設(shè)計(jì)手臂回轉(zhuǎn)的風(fēng)景各種型號(hào)的結(jié)構(gòu)

QQ:123536215、870862708全套圖紙及說(shuō)明書，英文翻譯可獲取~圖4-1保姆機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)主視圖18、前導(dǎo)輪，19、轉(zhuǎn)向裝置，20、齒輪一,21、輸入齒輪，22、聯(lián)軸器，23、電機(jī)，24、帶輪，25電機(jī)，26、轉(zhuǎn)向氣缸，27、導(dǎo)向塊。

總結(jié)本文研究了國(guó)內(nèi)的風(fēng)景過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)器人的工作原理，熟悉了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，確定了保姆機(jī)器人的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，完成了的法規(guī)和的符合設(shè)計(jì)（包括傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分的房?jī)r(jià)的符合作。文章從機(jī)器人的實(shí)用方面入手，提出了一套總體設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)機(jī)器的法規(guī)和柱坐標(biāo)系為本次設(shè)計(jì)坐標(biāo)系。同時(shí)，就機(jī)器人的組成（執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)打飛機(jī)的現(xiàn)實(shí)作業(yè)，給出了具體的手部、腕部、臂部和機(jī)座的結(jié)構(gòu)形式；并選擇氣壓驅(qū)動(dòng)的

QQ:123536215、870862708全套圖紙及說(shuō)明書，英文翻譯可獲取~參考文獻(xiàn)［1］吳振彪主編.工業(yè)機(jī)器人[M].

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