四自由度直角坐標機器人機械結構改進設計及定位精度分析

四自由度直角坐標機器人機械結構改進設計及定位精度分析,自由度,直角坐標,機器人,機械,結構,改進,改良,設計,定位,精度,分析 四自由度圓柱坐標型?四自由度直角坐標機器人機械設計 摘 要 在現(xiàn)代制造業(yè)中，?四自由度直角坐標機器人已成為不可或缺的核心自動化裝備。?四自由度直角坐標機器人適應工作環(huán)境能力強，可擔任各種類型各種強度的生產工作，精度高、速度快、易于控制，可顯著提高生產的工業(yè)自動化水平。國內?四自由度直角坐標機器人起步晚，市場占有率低，許多核心技術還沒有掌握，可靠性低，應用范圍小，零部件互換性低。 現(xiàn)設計一種四自由度的圓柱坐標型機器人，能實現(xiàn)工件的上下搬運。該四自由度機器人由兩個旋轉自由度機構和兩個平移自由度機構組成，根據(jù)機器人運動參數(shù)，選擇足夠功率的伺服電機，然后，估算驅使機構各自由度運動需要的力及扭矩，選擇傳動比合適且大小合適的減速器。通過伺服電機減速器驅動機構的運動，實現(xiàn)機器人腰部旋轉，手臂的豎直升降，手臂的水平移動和末端操縱器的旋轉。在機器人輔助系統(tǒng)的設計部分，還考慮了伺服電機導線坦克鏈的排布，機構零點位置的觸發(fā)開關及其導線排布的設計。 關鍵詞：四自由度，圓柱坐標，?四自由度直角坐標機器人，機械設計  Mechanical Design of a 4-DOF Cylindrical Industrial Robot Abstract In modern manufacturing, industrial robot has become an indispensable core automation equipment. Industrial robot has good adaptability, can adapt to all kinds of mass production, high precision, fast speed, easy to control, can significantly improve the automation level of production. Domestic industrial robots started late, has low market share, low reliability, and many core technologies have not yet mastered. The application scope is small, the interchangeability of parts is low. The design of a kind of four degree of freedom cylindrical coordinate robot, can realize the workpiece moving up and down. The four degree of freedom robot mechanism is composed of two rotational degrees of freedom and two translational degrees of freedom mechanism. According to the robot movement parameters, servo motor is selected, and then estimates the sufficient power, force and torque of each degree of freedom movement needs, choose the appropriate transmission ratio and suitable reducer. Drive mechanism motion through the servo motor reducer, and then we can realize the robot waist rotation, vertical lifting arm, arm movement and rotation of the end effector. In part of the design of robot auxiliary system, we take the arrangement of servo motor wire tank chain, design the trigger switch and wire arranging mechanism the zero position into consideration. Key Words： 4-DOF; Cylindrical?coordinates; Industrial Robot; Mechanical design  目 錄 摘 要 ⅰ Abstract ⅱ 第一章 引 言 1 1.1 ?四自由度直角坐標機器人 1 1.1.1 ?四自由度直角坐標機器人的概念及特點 1 1.1.2 ?四自由度直角坐標機器人的組成 1 1.1.3 國內外發(fā)展狀況 2 1.2 研究內容 2 1.2.1 研究方法 2 1.2.2 研究成果 2 1.3研究意義 2 第二章 機構結構設計 4 2.1 設計分析及方案擬定 4 2.1.1 設計要求 4 2.1.2 設計流程 5 2.1.3 方案擬定 5 2.2 主要結構件設計 6 2.2.1旋轉平臺結構 6 2.2.2滾珠絲杠結構 7 2.2.3中間連接器 9 2.2.4外殼設計 11 2.3受載變形校核 11 第三章 傳動機構設計 13 3.1腰部轉動 13 3.1.1減速器選擇 13 3.1.2伺服電機選擇 14 3.1.3傳動法蘭盤設計 15 3.2豎直平移 16 3.2.1滾珠絲杠及螺母選擇 16 3.2.2伺服電機選擇 18 3.2.3聯(lián)軸器選擇 19 3.3水平平移 20 3.3.1滾珠螺母絲杠選擇 21 3.3.2伺服電機選擇 21 3.3.3聯(lián)軸器選擇 22 3.4手臂末端操縱器旋轉 23 3.4.1伺服電機選擇 23 3.4.2減速器選擇 24 第四章 輔助機構設計 25 4.1 坦克鏈線路設計 25 4.2 機構零點設計 26 第五章 機械結構改進設計及定位精度分析 28 5.1 機械結構改進設計 28 5.2 定位精度分析 28 第六章 總結與展望 28 5.1 總結 28 5.2 展望 28 參考文獻 30 致謝 31 附錄 32 iii