物料包裝線模型碼垛推動機構設計【4四自由度碼垛機器人優(yōu)秀課程畢業(yè)設計+含SW三維3D建模及22張CAD圖紙+帶任務書+開題報告+文獻綜述+外文翻譯+25頁加正文1.03萬字】-jxsj12

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物料包裝線模型碼垛推動機構設計

4四自由度碼垛機器人的設計

摘  要

碼垛機是根據其結構特點和具體的工作環(huán)境要求對其進行設計的，它可代替人們繁重勞動，從而提高了生產的效率。本論文主要是根據碼垛機器人的末端執(zhí)行器工作的任務進行分析，設計出一款碼垛機器人，并且給出該機器人的三維模型，并計算出該機器人的自由度和傳動比，根據碼垛機器人的相關數據選用合適的電機、齒輪和軸。并對相應承擔扭矩的齒輪和軸進行了校核?，F(xiàn)在的碼垛機器人可用于代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產的機械化和自動化。大部分的碼垛機器人都運用了堆疊法，堆疊法是一種強大的機器學習技術，通過基于交叉驗證的元模型智能地結合其他方法的預測結果。

關鍵詞：碼垛機  軸的扭矩?校核

Abstract

The palletizing machine is designed according to its structural characteristics and specific working environment requirements, which can replace people's heavy labor, thus improving the efficiency of production. In this paper, we mainly analyze the task of the end effector of the palletizing robot, design a palletizing robot, and give the three-dimensional model of the robot to calculate the freedom and transmission ratio of the robot. According to the stacking robot Use the appropriate motor, gear and shaft for the relevant data. And the corresponding commitment to the torque of the gear and shaft were checked. Stacking robots can replace people's heavy labor to achieve the mechanization and automation of production, but also the use of the stack method, stacking method is a powerful machine learning technology, based on cross-validation of the meta-model intelligently combined with other methods of prediction results.

Keywords: palletizing machine  shaft torque  checking

目    錄

摘要 I

AbstractII

第1章  緒論 1

1.1碼垛機的研究背景 1

1.2 碼垛機器人在國內外研究現(xiàn)狀 1

1.3 碼垛機器人的主要發(fā)展趨勢 3

1.4 本課題研究的主要內容 4

第2章  碼垛機器人的概要設計 5

2.1總體設計參數 5

2.2 設計原理 5

2.3 傳動設計 5

2.3.1 底座傳動 5

2.3.2腰關節(jié)的傳動 6

2.3.3上臂的傳動 6

2.3.4 夾持裝置的傳動 6

2.4總體結構設計 7

第3章 傳動裝置的設計 8

3.1液壓缸的選擇 8

3.2確定所使用的電動機 10

3.3 關鍵軸的計算 11

3.3.1 計算關鍵軸的轉速、轉矩和輸入功率 11

3.3.2 確定關鍵軸的具體尺寸 12

3.4 齒輪參數的確定 15

3.4.1 壓力角的選擇 16

3.4.2 模數和齒數的選擇 16

3.4.3 齒寬系數的計算 16

3.4.4 確定齒輪傳動的精度 16

3.4.5 齒輪的校核 17

第4章 總    結 20

致    謝 21

參考文獻 22

本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 外 文 翻 譯 原 文 標 題 of on s 譯 文 標 題 施工質量分布對步行機器人步態(tài)穩(wěn)定性的影響 作 者所在系別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 機械設計制造及其自動化 作者所在班級 者 姓 名 劉田 作 者 學 號 20134011304 指導教師姓名 韓書葵 指導教師職稱 副教授 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 - 1 - 譯文標題 施工質量分布對步行機器人步態(tài)穩(wěn)定性的影響 原文標題 of on s 作 者 名 哈維穆勒 國 籍 美國 原文出處 981,文： 摘要： 本研究的目的是找出步行機的施工參數與其穩(wěn)定性之間的聯(lián)系。此外，本文展示了重要的質量分布對于正確設計的步態(tài)生成算法。這項研究是基于在發(fā)的六邊形雙壓電機器人的仿真模型。分析了機器人的腿和軀干之間的可變百分比質量分布。 基于結果，我們可以得出結論，行走機器人的腿和軀 干的重量之間的比例對大多數步行參數，如步幅長度和速度，穩(wěn)定姿勢的機器，控制方法和移動性有很大影響。 它對質心位置也有巨大的影響，這是行走機器人的靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性的關鍵問題。 因此，在整個設計和編程過程中應考慮步行機器人的質量分布。 關鍵詞： 六邊形雙壓機器人 ; 昆蟲 ; 質量分布 ; 質心 ; 步態(tài)穩(wěn)定性 1. 介紹 由身體的重量分布百分比限定的質心位置影響所設計的機器的多個參數。 首先，它負責確保其在工作期間和靜止時的穩(wěn)定性。 它還對運動學參數和動態(tài)參數具有主要影響，尤其包括運動中產生的慣性效應。 這使得重量分布分析成 為設計過程的重要部分，特別是在設計機器人，操縱器和處理設備時。 關于機器人的質心位置的研究起源于人和動物的運動的生物力學分析。 這樣的生物模型可以成功地用于機器工程。 當代機器人的主要部分基于上述生物模型。 其中最重要的群體是步行機器人，其移動類似于大多數動物使用步態(tài)循環(huán)組成的步驟 [1]。 在當前對質心 （ 位置的研究中，重點在于確保機器人的靜態(tài)穩(wěn)定性。 當 投影落在支撐多邊形內。 支撐多邊形由所有接觸點定義，在多支腿機器人的情況下是支撐階段中機器人腿的尖端 [1 在雙腿（雙足）機器人的情況下，動態(tài)穩(wěn)定性是分析的因素，并且當作用在質心上的力矩在運動期間平衡時，機器人被認為是動態(tài)穩(wěn)定的。 在大多數研究中，作者考慮 相對于機器人姿勢的位置 [4]。 在大多數情況下忽略由機器人設計限定的結構特性的影響。 它主要被認為是關于雙足機器人的研究，其重量分布是身體平衡的關鍵問題 [5]。 本研究的重點是重量分布對步行機的靜態(tài)穩(wěn)定性的影響，基于六邊形雙晶機器人。 第 2 節(jié)提供了分析設計的簡要描述，包括原型的重量百分比分布。 第 3 節(jié)描述了本研究中使用的研究方法， - 2 - 第 4 節(jié)給出了他們獲得的結果 2. 六邊形雙壓機器人 六邊形雙晶機器人可以從六到四腿構型（或相反方向）變換，而不需要改變。 由此，機器人可以在崎嶇的地形中以相對高的速度移動，同時在站立和行走期間保持其操縱功能。 機器人主體（圖 1）由三個主干段組成：前段 間段 T。 每個段配備有一對三連桿腿，命名為 運動）和 動和操縱能力）。 作為一個特殊的特點，機器人配備了一個可擴展的重量，可以控制 運動期間的位置 [6]。 圖 機器人示意圖，顯示了原型的重量分布百分比 12 - 右（左）前肢與操縱和運動功能， - 右（左）肢具有運動功能， - 右（左）后肢具有運動功能。 分析的行走機器人的原型組件的重量在表 1 中給出?？梢栽诖嘶A上計算總體重的百分比。 腿 - 軀干重量比為 軀干部分以及連接到它們的肢體的重量以總體重的百分比表示為 ％ / 表 3. 研究方法 本文報告的研究是使用在軟件程序 開發(fā)的仿真模型進行的。 仿真模型是在六元四元雙機器人的數學模型的基礎上開發(fā)的，是先前研究的派生分析。 選擇來量化機器人的靜態(tài)穩(wěn)定性的參數是縱向穩(wěn)定裕度（ 它被定義為距離 最小距離。 投影和支撐多邊形邊緣平行于機器的 度矢量測量 [7]。 在該研究下進行了兩個分析。 第一個是調查肢體的重量相對于機器人的總重量和機器人的靜態(tài)穩(wěn) 定性之間的關系。 針對所分析的六邊形雙壓電機器人的三個選定姿勢檢查五個肢體重量比。 比率從 30％到 70％相差 10％。 為了執(zhí)行分析的目的，必須假定身體段之間具有恒定的比率。 選擇最接近實際結構的比率，前部分占總重量的 20％，剩余重量在中間和后部分之間平均分配（每個 40％）。 注意，在這些分析中，段的重量不包括附接到它們的肢體的重量。 第二項研究的目的是檢查機器人部分中幾個重量分布對其靜態(tài)穩(wěn)定性的影 - 3 - 響。 選擇五個重量分布模式，質心位于軀干前段（ 40％ / 30％ / 30％），雙軸關節(jié)（ 40％ / 40％ / 20％ ），軀干中段 （ 20％ / 40％ / 40％）和軀干后段（ 20％ / 30％/ 50％）上的平均值（ 30％ / 40％ / 30％）。 以與研究 同的方式進行分析，即通過讀取用于相同的三個機器人姿勢和每個預定義的重量分布配置的模擬模型中的質心位置，隨后確定 在站立階段的縱向穩(wěn)定裕度。 在這些分析中，假定所有模擬 200 克單腿重量包括肢體重量。 假定的體重為 3000g。 考慮三種特征姿勢，如圖 1 所示。 姿勢 2a）表示機器人在三腳架步態(tài)中行走，其中三個腿（ 于向前擺動（轉移）階 段，而其余的腿（ 相。 在姿勢 2b）中，失去靜態(tài)穩(wěn)定性的最大風險。 在該姿勢中，右腿的后腿和中腿處于站立期，而其他腿處于搖擺階段。 在兩種姿勢中，六邊形雙態(tài)機器人處于六足（即主要）配置。 姿勢 示其中機器人支撐在腿 的替代配置（四路）。 在四通道結構中，軀干的前段向上傾斜 90 度的角度。 圖 a）六足機配置中的三角架步態(tài)， b）六足機構配置中的最低穩(wěn)定性情況， c）四足配置。 4. 研究結果 在站 立階段期間肢體的重量相對于機器人的總重量和機器人的穩(wěn)定性之間的關系在圖 1 的圖表中呈現(xiàn)。從曲線可以看出，對于三腳架步態(tài)，肢體的重量相對于機器人的總重量的變化對 幾乎沒有影響。軀干和四肢之間的平均重量分布提供了最大的穩(wěn)定性。對于姿勢 2 和姿勢 3， 隨著肢體相對于軀干重量的增加的重量而減小。它是一個或多或少的線性關系。姿勢 2 中的肢體的低重量將姿勢穩(wěn)定性的損失改變?yōu)闃O限穩(wěn)定性條件。因此，對于小肢體權重，廣義坐標配置對 變化幾乎沒有影響。位置。在姿勢編號 3 中提升軀干產生較高的 65％的值 被認為是肢體的極限重量，在該極限重量下機器人不能再在替代置中操作。 圖 。 圖 1 中的條形圖。 下面的圖 4 表示六邊形雙晶機器人的段之間的重量分布對其靜態(tài)穩(wěn)定性的影響。 虛線表示穩(wěn)定性極限。 從圖中可以看出，在這種情況下，三腳架步態(tài)特征總是具有大的穩(wěn)定性余量。 對于剩余的姿勢，只有當 位于單軸接頭或行李箱的后部。 對于完好的功能性，步行機器人應當能夠以四腿構型操作，其要求主干段 間的設計比接近 20％ / 40％ / 40％或 20％ / 30％ / 50 ％。 - 4 - 圖 的重量。 所分析的六邊形雙壓電機器人的靜態(tài)穩(wěn)定姿勢在圖 6 的圖中示出。 圖 5 和圖6。 點表示與地面接觸的腿的尖端的位置，并且圓圈表示轉移階段中的腿。 點坐標是根據手足動物的正向運動學計算的。 質心位置用十字標記，并且其坐標從仿真模型中計算出來。 這種表示方法使得能夠及時驗證靜態(tài)穩(wěn)定性。 圖 勢 三腳架步態(tài)中行走的機器人的支撐多邊形示出的質心位置，軀 干部分的重量比為 20％ / 40％ / 40％。 圖。 勢 3），軀干部分的 20％ / 30％ / 50％重量比。 5. 結論 該論文已經證明重量分布配置對靜態(tài)穩(wěn)定性以及因此速度，步幅長度，機器 - 5 - 人的控制方法和移動性的顯著影響?？梢酝ㄟ^使用模擬模型對已經在工程階段的步行機器人執(zhí)行這樣的分析。注意，盡管在常規(guī)六足機的情況下可以忽略重量的分布，但在六邊形雙壓電機器人的情況下它是最重要的。由于組件的重量設計不正確，機器人可能無法使用替代姿勢。在分析的六邊形雙晶機器人的 原型的情況下，表示為相對于機器人的總重量的分量權重的權重分布接近于使用四極配置的關鍵值。通過驗證所選擇的配置，這是本研究的主題，我們只能定義可以找到有效重量分布的范圍。為了找到這個參數，將需要在預定范圍內執(zhí)行更復雜的分析。因此，這種分析可以包括在滿足初步計算的作用的工程過程中，在下一步設計的結構特征被定義之后，需要進行檢查檢查。 - 6 - 原文： he of is to of is on of a of on we of of a on of of of It a on is of of of be of he by of a of of it is at It a on in an of on of of be in A of on to of 1]. In on is on of A is is by in of of in 1–3]. In of is is on of In in to s 4]. of by is in It is in of is 5]. of is of on of on of a a of of in 2. - 7 - to or to a in 1) is of P, M T. is a of P1 As a is an of 6]. 1. of s P – 1P – 2P – – – – of of . of be on of to as a of (M/ . of of . he in in on of of to of It is as to c.o.m of 7]. - 8 - of to of to of s of 0% 0% 0%. of it is to a to 0% of 40% in of do of to of to of a on of on of 40%/30%/30%), on 40%/40%/20%), on of 30%/40%/30%), on 20%/40%/40%) on of 20%/30%/50%). in as in o. 1, by in of by of In 00 g of a 000 g. as 2. o. 1 (2a) in a in in o. 2 (2b) is of In on in in In is in o. 3 in is on In of is up by an 0 2. of a) in b) in c) 4. of he of to of s is in 3. it be a in of to of on SM of o. 2 - 9 - o. 3 SM of in to It is a or of o. 2 of to on of o. 3 SM 5% is of at no in 3. of to of 4 of of on As it be in a be is on or on of be to in P/T to be 0%/40%/40% 0%/30%/50%. 4. of to of of in 5 6. of of in in - 10 - on of is a of of 5. of a in in o. 1),20%/40%/40% of 6. of a in o. 3), 20%/30%/50% of 5. he a of on in of of be at by of be in of it is of in of of it be to In of of as to of is to By of of we in be In to to be in be in of of to be by in of - 11 - 指 導 教 師 評 語 外文翻 譯成績： 指導教師簽字： 年 月 日 注： 1. 指導教師對譯文進行評閱時應注意以下幾個方面： ① 翻譯的外文文獻與畢業(yè)設計（論文）的主題是否高度相關，并作為外文參考文獻列入畢業(yè)設計（論文）的參考文獻； ② 翻譯的外文文獻字數是否達到規(guī)定數量（ 3 000 字以上）； ③ 譯文語言是否準確、通順、具有參考價值。 2. 外文原文應以附件的方式置于譯文之后。