目

錄1

前言

11.1

設(shè)計(jì)題目的背景及目的

11.2

概述

11.3.機(jī)械手發(fā)展簡(jiǎn)史

21.5

機(jī)械手應(yīng)用概況

31.6

發(fā)展趨勢(shì)

42

工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)概述

52.1

機(jī)械手設(shè)計(jì)目的及意義

52.2

本次機(jī)械手的設(shè)計(jì)內(nèi)容

53設(shè)計(jì)要求及方案論證

64

總體設(shè)計(jì)及分析

84.1

系統(tǒng)原理介紹

84.2

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論述

94.2.1機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

105

機(jī)械手各部分設(shè)計(jì)及計(jì)算

105.1

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇

105.2

機(jī)械手基座部分設(shè)計(jì)

125.2.1機(jī)械手基座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

125.2.2基座部分的設(shè)計(jì)計(jì)算

135.2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)

165.2.4主要傳動(dòng)尺寸的確定

165.3

機(jī)械手手臂部分設(shè)計(jì)及計(jì)算

235.3.1機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則：

235.3.2機(jī)械手手腕部分設(shè)計(jì)及其計(jì)算

326

直接示教輕動(dòng)化設(shè)計(jì)

367

總結(jié)

37參考文獻(xiàn)

38謝

辭

391

前言1.1

設(shè)計(jì)題目的背景及目的機(jī)器人是近30年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。機(jī)械手是機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過(guò)變成完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其是體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性，機(jī)器作業(yè)的準(zhǔn)確性和在各種環(huán)境完成作業(yè)的能力。本設(shè)計(jì)完成了多自由度關(guān)節(jié)式機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)方式選擇，并對(duì)機(jī)座，手臂及末端執(zhí)行器等機(jī)械裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是多自由度關(guān)節(jié)式機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，屬于工業(yè)機(jī)械手機(jī)械部分設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手屬于專(zhuān)業(yè)機(jī)械手，主要附屬于某一主機(jī)，如自動(dòng)機(jī)床或生產(chǎn)線上，用以解決機(jī)床的上下料及工件的傳輸?shù)热蝿?wù)，動(dòng)作比較單一，只能完成某些特定的任務(wù)。1.2

概述機(jī)器人是一種人類(lèi)很早就夢(mèng)想制造的、具有仿生性且處處聽(tīng)命于人的自動(dòng)化機(jī)器，它可以幫助人類(lèi)完成很多危險(xiǎn)、繁重、重復(fù)的體力勞動(dòng)或者進(jìn)入各種服務(wù)領(lǐng)域。經(jīng)歷數(shù)十年的發(fā)展變化，機(jī)器人技術(shù)不斷進(jìn)步與創(chuàng)新，所到之處使整個(gè)制造業(yè)乃至全社會(huì)都發(fā)生了和正在發(fā)生著翻天覆地的變化。機(jī)器人是最具代表性的現(xiàn)代多種高新技術(shù)的綜合體，它可以從某個(gè)角度折射出一個(gè)國(guó)家的科技水平和綜合國(guó)力。21世紀(jì)是一個(gè)更為廣泛、更加深入地開(kāi)發(fā)和應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的新時(shí)代，伴隨著現(xiàn)代技術(shù)的階躍式更新以及計(jì)算機(jī)與光、機(jī)電一體化等高新技術(shù)日新月異的突飛猛進(jìn)，各種類(lèi)型機(jī)器人的研究越來(lái)越向著更高的水平、更新的領(lǐng)域拓展，現(xiàn)在與未來(lái)的機(jī)器人將不僅具有更似人類(lèi)的外形和基本動(dòng)作，也將具有相應(yīng)程度的觸覺(jué)、視覺(jué)與思維能力，從而開(kāi)始最終實(shí)現(xiàn)全面模擬或復(fù)制人類(lèi)自身的里程。工業(yè)機(jī)械手是機(jī)器人的一個(gè)分支，是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，是并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。這種新技術(shù)發(fā)展很快，目前已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展階段，現(xiàn)在已經(jīng)形成一門(mén)新興的、多學(xué)科、寬領(lǐng)域相結(jié)合的學(xué)科——機(jī)械手工程。機(jī)械手的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)。其一，它能迅速地代替人完成某些操作；其二，它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置要求來(lái)完成工件的傳送和裝卸；其三，它能操作某些必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大改善工人的勞動(dòng)條件，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐，因而受到各先進(jìn)國(guó)家的重視，都投入大量的人力和物力去研究和開(kāi)發(fā)。在高溫、高壓、粉塵濃度高、嚴(yán)重噪音以及帶有放射性和化學(xué)污染的場(chǎng)合應(yīng)用的尤為廣泛。在我國(guó)，近幾年也有較快的發(fā)展，并取得了一定的成效，受到機(jī)械工業(yè)和鐵路工業(yè)部門(mén)的重視。機(jī)械手一般分為三類(lèi)。第一類(lèi)：不需要人工操作的通用機(jī)械手，它是一種獨(dú)立的不附屬于任一主機(jī)的裝置，它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定操作，它的特點(diǎn)是除具有普通機(jī)械手的物理性能外，還具有通用機(jī)械智能的三元機(jī)械。第二類(lèi)：需要人工操作的，稱(chēng)之為操作機(jī)。它起源于原子、軍事業(yè)，先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特定的任務(wù)，后來(lái)發(fā)展到利用無(wú)線電訊號(hào)操作機(jī)械手來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球、海洋礦藏等方面。工業(yè)中廣泛使用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。第三類(lèi)：專(zhuān)業(yè)機(jī)械手，主要附屬于某一主機(jī)，如自動(dòng)機(jī)床或生產(chǎn)線上，用以解決機(jī)床的上下了及工件的傳輸?shù)热蝿?wù)，這種機(jī)械手在國(guó)外稱(chēng)為“MechanicalHand”。它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動(dòng)，除少數(shù)外，工作程序是固定不變的，即在制造過(guò)程中已固化上去的程序，一般不會(huì)作變動(dòng)，因此其動(dòng)作也十分單一，只能用來(lái)完成某些特定的任務(wù)。在國(guó)外，目前主要是研究第一類(lèi)通用機(jī)械手，國(guó)外統(tǒng)稱(chēng)為工業(yè)機(jī)器人（IndustrialRobot）。1.3.機(jī)械手發(fā)展簡(jiǎn)史機(jī)械手首先是從美國(guó)開(kāi)始研制的。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。它的結(jié)構(gòu)是：在機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)大臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。1962年，美國(guó)聯(lián)合控制公司又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)機(jī)械手，商名為Unimate。運(yùn)用系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮，用液壓驅(qū)動(dòng)；控制部分用磁鼓作存貯裝置。不少球坐標(biāo)式通用機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。同年，該公司和普魯曼公司合并成立萬(wàn)能自動(dòng)公司(Unimation)，專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)工業(yè)用的機(jī)械手。1962年，美國(guó)機(jī)械鑄造公司也試驗(yàn)成功一種機(jī)械手，該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮，采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖該類(lèi)機(jī)械手生產(chǎn)在六十年代初，但都是國(guó)外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。美國(guó)還十分注意提高機(jī)械手的可靠性，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，降低成本。如Unimate公司建立了8種機(jī)械手實(shí)驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行各種性能的試驗(yàn)，準(zhǔn)備把故障前平均時(shí)間由400小時(shí)提高到1500小時(shí)，精度可提高到±0.1mm。德國(guó)機(jī)械制造業(yè)是從1970年開(kāi)始應(yīng)用的機(jī)械手。主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。瑞典、瑞士、日本等國(guó)也先后開(kāi)始發(fā)展機(jī)械手的研究。特別是日本，工業(yè)機(jī)械手發(fā)展得很快，蘇聯(lián)從本世紀(jì)六十年代開(kāi)始發(fā)展應(yīng)用機(jī)械手，至1997年底，其中有一半是國(guó)產(chǎn)，一半是進(jìn)口，主要是用于機(jī)械化、自動(dòng)化程度較低、繁重單調(diào)、有害于健康的輔助工作，前蘇聯(lián)的機(jī)械手多數(shù)為第一代，少數(shù)為第二代。1980年底約有3000臺(tái)工業(yè)機(jī)械手與ESER計(jì)算機(jī)配套使用?？傊?，目前工業(yè)機(jī)械手大部分還屬于第一代，主要依靠人工控制。控制方式則為開(kāi)環(huán)式，設(shè)有識(shí)別能力。改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度。第二代機(jī)械手正在加緊研制，并以初見(jiàn)成效，已經(jīng)成功應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域。它設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺(jué)、觸覺(jué)能力，甚至聽(tīng)、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺(jué)到的信息反饋，使機(jī)械手具有感覺(jué)能力。第三代機(jī)械手則能獨(dú)立地完成工作過(guò)程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS（FlexibleManufacturingsystem）和柔性制造單元FMC(FlexibleManufacturingCell)中重要的一環(huán)。1.4機(jī)械手的分類(lèi)機(jī)械手一般分為三類(lèi)：第一類(lèi)是不需要人工操作的通用機(jī)械手。它是一種獨(dú)立的不附屬于某一主機(jī)的裝置。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定的操作。它的特點(diǎn)是具備普通機(jī)械性能外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。第二類(lèi)是需要人工操作的，稱(chēng)為操作機(jī)。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特定的工作，后來(lái)發(fā)展到用無(wú)線電訊號(hào)操作機(jī)來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。第三類(lèi)是用專(zhuān)用機(jī)械手，主要附屬于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上，用以解決機(jī)床上下料和工件送。這種機(jī)械手在國(guó)外稱(chēng)為“MechanicalHand”，它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動(dòng)；除少數(shù)以外，工作程序一般是固定的，因此是專(zhuān)用的。在國(guó)外目前主要是搞第一類(lèi)通用機(jī)械手，國(guó)外稱(chēng)為機(jī)器人。本設(shè)計(jì)所做的機(jī)械手是屬于第三類(lèi)機(jī)械手。1.5

機(jī)械手應(yīng)用概況在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題，化工等連續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化已經(jīng)基本得到解決。但在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的，專(zhuān)用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法；程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種、小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。機(jī)械手的發(fā)展歷史是相當(dāng)長(zhǎng)的，19世紀(jì)40年代出現(xiàn)的原子能用機(jī)械手就是其歷史的開(kāi)端。后來(lái)隨著自動(dòng)化與電子技術(shù)的發(fā)展，到目前正是工業(yè)機(jī)械人發(fā)展的全盛時(shí)期。在日本，無(wú)論是機(jī)械人的生產(chǎn)量還是使用量都是世界第一位的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1984年日本生產(chǎn)各種機(jī)器人42000臺(tái)，目前在各種生產(chǎn)線上使用的有164000臺(tái)；我國(guó)近幾年各科研機(jī)關(guān)及高等院校也開(kāi)始了各種用途機(jī)器人的研制工作。北京工業(yè)自動(dòng)化研究所研制的液壓驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)式噴漆機(jī)器人，浙江大學(xué)研制的6自由度關(guān)節(jié)式液壓伺服機(jī)械手，哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的華宇-Ⅱ型弧焊機(jī)器人和東方-Ⅰ型噴漆機(jī)器人等都通過(guò)了技術(shù)鑒定。此外各有關(guān)單位已建立了機(jī)器人專(zhuān)門(mén)研究隊(duì)伍，正在從事各種用途機(jī)器人的研究。這說(shuō)明我國(guó)已經(jīng)揭開(kāi)了機(jī)器人研究的序幕，在“七五”計(jì)劃中，我國(guó)的機(jī)器人研制工作將有更大的發(fā)展。國(guó)內(nèi)機(jī)械工業(yè)、鐵路工業(yè)中首先在單機(jī)、專(zhuān)機(jī)上采用機(jī)械手上下料，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)，采用機(jī)械手進(jìn)行裝配更是目前研制的重點(diǎn)，國(guó)外已研究采用攝像機(jī)和力傳感裝置和微型計(jì)算機(jī)聯(lián)接在一起，能確定零件的方位，達(dá)到鑲裝的目的。目前工業(yè)機(jī)械手主要用于機(jī)床加工、鑄鍛、熱處理等方面，無(wú)論數(shù)量、品種和性能方面還不能滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。在國(guó)外機(jī)械制造也中，工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。目前主要應(yīng)用于機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，大力研制具有某種智能的機(jī)械手。使它擁有一定的傳感功能，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。采用機(jī)械手裝配是目前研制的重點(diǎn)，國(guó)外已研究采用攝相機(jī)和力的傳感器裝置及微型計(jì)算機(jī)聯(lián)接在一起，能確定零件的方位，達(dá)到裝配的目的。在發(fā)達(dá)國(guó)家及國(guó)內(nèi)，機(jī)器人已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、國(guó)防、科技、生活等各個(gè)領(lǐng)域、工業(yè)部門(mén)應(yīng)用最多的當(dāng)推汽車(chē)工業(yè)和電子工業(yè)，在機(jī)械制造行業(yè)也有普遍的應(yīng)用，并逐漸向纖維加工、食品工業(yè)、家用產(chǎn)品制造業(yè)等行業(yè)發(fā)展。目前國(guó)外機(jī)械制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)械手主要用于機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、弧焊、噴漆等作業(yè)。國(guó)外航空航天工業(yè)中機(jī)械手應(yīng)用得也十分廣泛，如鉚接裝配作業(yè)就大量使用了鉚接機(jī)械手，此外如電氣插頭的裝配、發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇外殼和高壓渦輪的焊接、飛機(jī)座艙蓋和風(fēng)擋鉆孔作業(yè)、飛機(jī)機(jī)身和垂直尾翼鉆孔等都采用了機(jī)械手?，F(xiàn)代世界各國(guó)的汽車(chē)工業(yè)皆已大量使用焊接機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)，焊接自動(dòng)化率高，對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量和加快生產(chǎn)進(jìn)度有極大幫助。汽車(chē)機(jī)械手已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)的重要輔助生產(chǎn)設(shè)備。1.6

發(fā)展趨勢(shì)目前工業(yè)機(jī)械手主要用于機(jī)床加工、鍛造、熱處理等方面，無(wú)論是數(shù)量、品種和性能方面還不能滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。在我國(guó)，目前主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄鍛、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作條件。在應(yīng)用專(zhuān)用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)地發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的情況下研制示教式機(jī)械手，計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合機(jī)械手等。將機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件、如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)，以及適于不同類(lèi)型的加緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，以便根據(jù)不同的工業(yè)要求選用不同的典型部件，即可組成各種不同用途的機(jī)械手。既便于設(shè)計(jì)制造，又便于改換以對(duì)付不同的工作，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用。此外，還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及觸覺(jué)、視覺(jué)等性能的機(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)聯(lián)用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元。國(guó)外機(jī)械手發(fā)展的趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手，使它擁有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，并能做相應(yīng)的變更，使其更具有和人相似的一些特征。2

工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)概述2.1

機(jī)械手設(shè)計(jì)目的及意義機(jī)械手設(shè)計(jì)是學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課及有關(guān)專(zhuān)業(yè)課以后的一次專(zhuān)業(yè)課程的綜合應(yīng)用，通過(guò)設(shè)計(jì)提高了我對(duì)機(jī)構(gòu)分析與綜合的能力，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，初步掌握實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)設(shè)計(jì)要我達(dá)到：（1）通過(guò)設(shè)計(jì)，把有關(guān)課程（機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制基礎(chǔ)、機(jī)器人工程、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程材料等）中所獲得的理論知識(shí)在實(shí)際中綜合地加以應(yīng)用，是這些知識(shí)得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識(shí)和實(shí)踐緊密結(jié)合起來(lái)。因此，機(jī)械手設(shè)計(jì)是有關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課后的綜合性的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)。（2）機(jī)械手設(shè)計(jì)是我們機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生一次比較完整的機(jī)電一體化整機(jī)設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)培養(yǎng)我們獨(dú)立完成機(jī)械整機(jī)設(shè)計(jì)的能力，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握機(jī)電一體化機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，為機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。2.2

本次機(jī)械手的設(shè)計(jì)內(nèi)容本次設(shè)計(jì)為機(jī)械本體部分設(shè)計(jì)。在規(guī)定的學(xué)時(shí)里要求我個(gè)人完成以下工作：（1）調(diào)查收集相關(guān)的資料和信息，了解工業(yè)機(jī)械手的技術(shù)和發(fā)展?fàn)顩r，查找相關(guān)中外期刊文獻(xiàn)，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；（2）擬定整體方案，主要是機(jī)械原理方面的設(shè)計(jì)方案；（3）根據(jù)給定的自由度數(shù)和技術(shù)參數(shù)選擇合適的機(jī)身結(jié)構(gòu)；（4）繪制系統(tǒng)原理圖，尋找最優(yōu)的任務(wù)實(shí)現(xiàn)功能元；（5）各部分的設(shè)計(jì)計(jì)算；（6）繪制工程技術(shù)圖紙，并給出相關(guān)的技術(shù)要求和注意事項(xiàng)；（7）編寫(xiě)課題設(shè)計(jì)、計(jì)算說(shuō)明書(shū)。通過(guò)設(shè)計(jì)，使我盡可能熟練地應(yīng)用本行業(yè)的有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊(cè)、和規(guī)范；熟悉有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部分標(biāo)準(zhǔn)，以完成一個(gè)工程技術(shù)人員在機(jī)械整體設(shè)計(jì)方面所必須具備的基本技能訓(xùn)練。3設(shè)計(jì)要求及方案論證我所要進(jìn)行的是實(shí)用型多自由度關(guān)節(jié)式機(jī)械手的設(shè)計(jì)，其用途是用于上料或焊接等。主要技術(shù)要求如下：項(xiàng)

目

技術(shù)參數(shù)結(jié)構(gòu)形式

關(guān)節(jié)式自由度數(shù)

5腕部最大載荷

2.00kg最大工作半徑

800手臂最大中心高

900驅(qū)動(dòng)方式

直流伺服電動(dòng)機(jī)定位精度

±0.5mm控制方式

點(diǎn)位過(guò)程控制基座部分輸出轉(zhuǎn)速為5r/min,大臂部分固定轉(zhuǎn)速為8r/min,大臂俯仰速度為，小臂相對(duì)大臂俯仰速度/s。分析上述所給的技術(shù)要求，查閱相關(guān)的資料進(jìn)行研究綜合，找到兩個(gè)比較可行的方案，現(xiàn)分析如下:(1)方案一結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖如下：圖3-1直角坐標(biāo)型機(jī)械手結(jié)構(gòu)，又成為龍門(mén)式結(jié)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)是用三個(gè)相互垂直的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于直線運(yùn)動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)位置控制，所以可以達(dá)到比較高的精度。但是這種龍門(mén)式的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)空間相對(duì)機(jī)械手本身的幾何尺寸來(lái)講比較小。因此，為了實(shí)現(xiàn)一定的運(yùn)動(dòng)空間，這種龍門(mén)式的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)尺寸要比其它類(lèi)型的機(jī)械手結(jié)構(gòu)尺寸大，從而占地面積大，工作范圍小，慣性大，靈活性差。該種直角坐標(biāo)型的機(jī)械手主要用于裝配作業(yè)及搬運(yùn)作業(yè)。(2)方案二關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖如下：圖3-2關(guān)節(jié)型機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)是由幾個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，關(guān)節(jié)型機(jī)械手動(dòng)作靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，相對(duì)前一種直角坐標(biāo)型機(jī)械手而言，占地面積小，工作范圍比較大，動(dòng)作靈活，啟動(dòng)迅速。因此，這種結(jié)構(gòu)的機(jī)械手廣泛用于搬運(yùn)，裝配，噴涂，焊接等作業(yè)。結(jié)合所給的技術(shù)要求和上述兩種方案的綜合比較，本人設(shè)計(jì)采用后一種方案二，即關(guān)節(jié)式機(jī)械手，因?yàn)樗鄬?duì)與本設(shè)計(jì)的要求更具優(yōu)越性和實(shí)用性，性能上也完全能達(dá)到預(yù)期的目的。本設(shè)計(jì)各臂運(yùn)動(dòng)計(jì)劃采用齒輪傳動(dòng)。4

總體設(shè)計(jì)及分析4.1

系統(tǒng)原理介紹本節(jié)主要對(duì)機(jī)械手系統(tǒng)的原理作以詳細(xì)的論述，并結(jié)合圖形進(jìn)行說(shuō)明本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手的傳動(dòng)原理圖如下圖所示：圖4-1系統(tǒng)工作原理圖上圖中各傳動(dòng)路線如下：電機(jī)1——→/——→2軸——→/——→3軸

（關(guān)節(jié)1）電機(jī)4——→/——→5軸——→/——→8軸——→/——→6軸

（關(guān)節(jié)2）電機(jī)5——→/——→9軸——→/——→10軸——→/——→11軸

（關(guān)節(jié)3）電機(jī)7——→/

——→15軸——→/——→16軸——→/——→17軸

（關(guān)節(jié)4）電機(jī)9——→/——→13軸——→/——→腕部轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)11——→/——→19軸

（關(guān)節(jié)5）4.2

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論述本機(jī)械手的基本形式是在方位回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的基礎(chǔ)上加上雙回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)手臂組成，整個(gè)系統(tǒng)主要包括基座、立柱及其回轉(zhuǎn)裝置、大臂、小臂和手腕。下面將詳細(xì)的對(duì)其各個(gè)部分機(jī)械結(jié)構(gòu)作以論述。（1）基座與立柱

基座與立柱的機(jī)構(gòu)圖可參照機(jī)械手總裝配圖?；苫诣T鐵鑄造加工，立柱安裝于基座上。這一部分主要包括立柱回轉(zhuǎn)（第一關(guān)節(jié)）的二級(jí)齒輪件減速傳動(dòng)，減速箱體即為基座。傳動(dòng)過(guò)程為：驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸上裝有電磁制動(dòng)閥，然后通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)二級(jí)齒輪系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使得裝在基座上的主軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。立柱是一個(gè)薄壁鋼管，主軸是45鋼空心軸。（2）大臂部件大臂的結(jié)構(gòu)參照大臂裝配圖。主要有大臂結(jié)構(gòu)、大臂與小臂（第二關(guān)節(jié)與第三關(guān)節(jié)）的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。大臂結(jié)構(gòu)由整體復(fù)合材料與金屬合金骨架與外表面復(fù)合材料聯(lián)接而成。既作為機(jī)械手的傳動(dòng)手臂又作為傳動(dòng)鏈的箱體。大臂的傳動(dòng)過(guò)程為（參照前面系統(tǒng)傳動(dòng)原理）：大臂電機(jī)4上裝有電磁制動(dòng)閘，以及與電機(jī)軸串聯(lián)的聯(lián)軸器3，再通過(guò)一個(gè)行星輪傳動(dòng)系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)到固定齒輪，具體過(guò)程為：聯(lián)軸器的另一端聯(lián)接錐齒輪，與安裝在軸齒輪上的嚙合，再帶動(dòng)，利用傳動(dòng)，即為行星架，然后將運(yùn)動(dòng)傳到上，為一固定齒輪，該固定齒輪安裝在后殼體上，后殼體固定在立柱上，后殼體上還提供空心軸8，大臂殼體通過(guò)兩個(gè)軸承安裝在空心軸上，空心軸固定不動(dòng)，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，末級(jí)小齒輪在固定齒輪上滾動(dòng)，整個(gè)大臂做俯仰運(yùn)動(dòng)。（3）小臂部件小臂部件的結(jié)構(gòu)可參照小臂裝配圖。主要有小臂殼體結(jié)構(gòu)，手腕的幾個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。小臂結(jié)構(gòu)與大臂結(jié)構(gòu)類(lèi)似，由復(fù)合材料骨架和薄鋼板組成。結(jié)合上述原理圖，殼體上通過(guò)兩個(gè)軸承裝有主軸11，主軸為空心的，由45鋼做成，主軸固定于大臂上，殼體還固定有小臂傳動(dòng)末級(jí)大齒輪，與大臂上輸出的小臂傳動(dòng)末級(jí)小齒輪嚙合，其中是固定不動(dòng)的，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小齒輪在固定齒輪上滾動(dòng)，此時(shí)小臂旋轉(zhuǎn)。該部分的傳動(dòng)也是一個(gè)行星輪系，本結(jié)構(gòu)傳動(dòng)鏈短，結(jié)構(gòu)緊湊，降速比大。4.2.1機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（1）手臂的自重平衡措施由于垂直多關(guān)節(jié)機(jī)械手手臂關(guān)節(jié)的配置特點(diǎn)，臂部運(yùn)動(dòng)部分的重心偏離旋轉(zhuǎn)中心時(shí)，所產(chǎn)生的偏心力矩會(huì)嚴(yán)重增加驅(qū)動(dòng)負(fù)擔(dān)，而且偏心力矩的大小隨著轉(zhuǎn)角而變化，這將影響運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和定位，因此在設(shè)計(jì)時(shí)特別注意了這一問(wèn)題。這里通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)布局和傳動(dòng)和傳動(dòng)鏈優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用簡(jiǎn)單的自重平衡方法，在大臂和小臂轉(zhuǎn)軸的一側(cè)都集中安排了兩個(gè)較重的電機(jī)，這樣可以減小由于安裝電動(dòng)機(jī)和減速運(yùn)動(dòng)裝置造成的附加力矩，從而使手臂的自重盡可能地接近平衡。（2）手臂傳動(dòng)系統(tǒng)布局由于結(jié)構(gòu)的特殊性，本機(jī)械手在設(shè)計(jì)時(shí)部件的重量對(duì)傳動(dòng)和精度的影響較大，所以在設(shè)計(jì)時(shí)特別注意這一方面，為此，在設(shè)計(jì)手臂的傳動(dòng)方案時(shí)，采用行星齒輪系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)緊湊而且傳動(dòng)件較少，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)較大的降速比，相對(duì)一般的減速系統(tǒng)而言，其自身重量也比較輕。5

機(jī)械手各部分設(shè)計(jì)及計(jì)算5.1

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇1.工業(yè)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇原則設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí)，選擇哪一類(lèi)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，要根據(jù)機(jī)械手的用途作業(yè)要求、機(jī)械手的性能規(guī)范、控制功能、維護(hù)的復(fù)雜程度、運(yùn)行的功耗、性能與價(jià)格比以及現(xiàn)有綜合條件等個(gè)方面加以考慮。在注意各類(lèi)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，綜合上述個(gè)因素，充分論證其合理性、可行性、經(jīng)濟(jì)性及可靠性后進(jìn)行最終的選擇。一般情況下，下述機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇如下：（1）物料搬運(yùn)（包括上、下料）用的有限點(diǎn)位控制的程序控制機(jī)械手，重負(fù)荷的可選用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，中等負(fù)荷的可選電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，輕負(fù)荷的可選氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。沖壓方面多用氣動(dòng)系統(tǒng)。（2）用于點(diǎn)焊和弧焊及噴涂作業(yè)的機(jī)器人，要求有任意點(diǎn)位和軌跡控制功能，需采用伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。只有采用液壓或電動(dòng)伺服系統(tǒng)才能滿(mǎn)足要求，點(diǎn)焊、弧焊機(jī)器人多采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。重負(fù)荷的任意點(diǎn)位控制的點(diǎn)焊及搬運(yùn)機(jī)械手可采用液壓系統(tǒng)。噴涂機(jī)械手，多采用液壓系統(tǒng)和交流電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。裝配機(jī)器人一般用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。2.工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特性比較表1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特性驅(qū)動(dòng)類(lèi)型功率快速響應(yīng)結(jié)構(gòu)性能安全效率控制能力安裝要求維護(hù)要求液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不太受限制很高結(jié)構(gòu)適當(dāng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可做成獨(dú)立結(jié)構(gòu)，易于標(biāo)準(zhǔn)化，容易實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)。液壓密封問(wèn)題顯得重要。防爆性能較好，用液壓油作為傳動(dòng)介質(zhì)，在一定條件下有火災(zāi)危險(xiǎn)。節(jié)流調(diào)速為0.3，容易調(diào)速為0.6。速度調(diào)節(jié)裝置、配流元件、制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能將速度位置控制到精確值。安裝要求高，特別注意液壓液泄露。因有液壓源設(shè)備，占地面積較大。要求水平較高的維護(hù)人員進(jìn)行定期的維護(hù)。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有限制較高結(jié)構(gòu)適當(dāng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可做成獨(dú)立結(jié)構(gòu)易于標(biāo)準(zhǔn)化，容易實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)，密封問(wèn)題不象液壓系統(tǒng)顯得突出防爆性能好，高于一個(gè)大氣壓，應(yīng)注意設(shè)備有爆炸的危險(xiǎn)0.15~0.2調(diào)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、配流元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般要求有專(zhuān)門(mén)的制動(dòng)裝置；速度、位置控制到精確值困難。安裝要求不太高要求中等水平的維護(hù)人員定期維護(hù)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有限制高電機(jī)易于標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)構(gòu)性能好，但電機(jī)后面一般需配精密減速器，除特殊電機(jī)外，難于進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)。設(shè)備自身無(wú)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)。直流有刷電機(jī)對(duì)環(huán)境的防爆性能差。0.5左右結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制靈活性強(qiáng)，速度、位置可控制到精確值。安裝要求隨傳動(dòng)方式不同而異。要求水平較高的人員定期的檢查維護(hù)。

鑒于上述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇原則以及各種系統(tǒng)的特點(diǎn)，同時(shí)查閱機(jī)械手方面的資料表明：近年來(lái)，在負(fù)荷為100kg以下的機(jī)械手一般用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。由于它有低慣量、高起動(dòng)力矩等優(yōu)點(diǎn)，而且不需要能量轉(zhuǎn)換，使用方便，噪聲較低，控制靈活。綜合上述的分析，本系統(tǒng)選用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，不但符合課題的技術(shù)要求，而且理論上也是合理的。5.2

機(jī)械手基座部分設(shè)計(jì)5.2.1機(jī)械手基座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則基座是機(jī)械手的第一個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)部分全部安裝在基座上，它承受了機(jī)械手的全部重量，在設(shè)計(jì)機(jī)械手基座時(shí)，要注意以下設(shè)計(jì)原則：（1）基座要有足夠大的安裝基面，以保證機(jī)械手在工作時(shí)整體安裝的穩(wěn)定性。（2）基座要承受機(jī)械手的全部重量和載荷。因此機(jī)械手的基座和腰部軸及軸承的機(jī)構(gòu)要有足夠大的強(qiáng)度和剛度，及保證承載能力。（3）機(jī)械手的腰部應(yīng)是它的第一個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，它對(duì)機(jī)械手末端的運(yùn)動(dòng)精度影響最大，因此要保證設(shè)計(jì)中腰部軸承及傳動(dòng)鏈有足夠的強(qiáng)度和相當(dāng)高的精度。（4）為了保證機(jī)械手的外部電纜不隨機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)而擺動(dòng)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要解決好固定端與運(yùn)動(dòng)端的聯(lián)接問(wèn)題。（5）腰部的回轉(zhuǎn)要有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置。（6）腰部結(jié)構(gòu)要便于安裝調(diào)整。腰部與機(jī)械手手臂的聯(lián)接要有可靠的定位基準(zhǔn)面，以保證各個(gè)關(guān)節(jié)的位置精度。（7）為了減輕機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部分的慣量，提高機(jī)器人的控制精度。一般腰部回轉(zhuǎn)部分的殼體是由比重比較小的復(fù)合材料制成，而不動(dòng)的基座是用鑄鐵或鑄鋼材料制成。5.2.2基座部分的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）基座電機(jī)的選擇手臂回轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力矩，應(yīng)該與手臂運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩，以及各支撐處摩擦阻力矩相平衡。即慣性力矩的計(jì)算其中，——手臂回轉(zhuǎn)部件對(duì)其回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；——手臂回轉(zhuǎn)的角速度差；——啟動(dòng)所需的時(shí)間；——零件對(duì)回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；——零件作為其重心位置的質(zhì)點(diǎn)對(duì)手臂回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；——手臂回轉(zhuǎn)半徑（重心到回轉(zhuǎn)中心的距離）；——手臂運(yùn)動(dòng)的重量；計(jì)算時(shí)，可把形狀復(fù)雜的零件近似看成圓柱體，則設(shè)置啟動(dòng)角度,z則啟動(dòng)角速度，設(shè)置啟動(dòng)時(shí)間。取=800mm。設(shè)回轉(zhuǎn)零件為一個(gè)半徑為60mm，長(zhǎng)900mm,重30Kg的圓柱形零件。則各支撐處摩擦力矩粗略估算為

所以，圖5-1基座部分傳動(dòng)示意圖所需電機(jī)的輸出功率為：——負(fù)載轉(zhuǎn)矩（負(fù)載軸）——負(fù)載軸回轉(zhuǎn)速度r/min——額定功率kw——電動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置總效率設(shè)固定轉(zhuǎn)速為=5r/min又0.940.980.980.980.940.940.7997則飛輪矩的計(jì)算

其中，——負(fù)載飛輪矩J——手臂回轉(zhuǎn)部件對(duì)其回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量則

加速功率的計(jì)算

伺服電機(jī)的預(yù)選：選定條件:

電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩；倍電機(jī)的額定功率；電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速；電機(jī)容許負(fù)載的由選定條件，按計(jì)算結(jié)果對(duì)照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中常用伺服電機(jī)可初選110S–CZK01直流寬調(diào)速伺服電機(jī)。名稱(chēng)：直流寬調(diào)速伺服電機(jī)

型號(hào)：110S–CZK01額定功率：0.166kw

額定轉(zhuǎn)矩：1.0517.6N.m額定轉(zhuǎn)速：1500r/min

生產(chǎn)廠家：安徽微電機(jī)研究所注：電機(jī)可帶測(cè)速機(jī)、碼盤(pán)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)選用擺線針輪減速器。型號(hào)：立式電機(jī)直聯(lián)型

BLD0.55-15-i降速比：=29.5.2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速：1軸：r/min

——電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速，r/min由r/min

取10.342.7,3.82軸：r/min3軸：r/min各軸的輸入功率：1軸：kw2軸：kw3軸：kw1-2軸的輸出功率分別為輸入功率乘軸承功率。各軸輸入轉(zhuǎn)矩：N.m1軸

N.m2軸

N.m3軸

N.m5.2.4主要傳動(dòng)尺寸的確定（1）選擇齒輪材料和熱處理、精度等級(jí)、齒輪齒數(shù)及尺寸設(shè)計(jì)考慮到傳遞功率不大，且對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)嚴(yán)格要求，選用45鋼，選齒輪為8級(jí)精度，選小齒輪調(diào)質(zhì)，小齒輪齒面硬度217~255HBS，大齒輪正火、齒面硬度162~217HBS。選小齒輪齒數(shù)為=25，==95。按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，承載能力一般取決于彎曲強(qiáng)度，故先按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，驗(yàn)算接觸強(qiáng)度。由下式：確定式中各項(xiàng)數(shù)值：因無(wú)較重沖擊的載荷，由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表6-3查得,故初選載荷系數(shù)Nmm由式cosβ，計(jì)算端面重合度：由式。由表6-6，選取，由圖6-19、圖6-20查得：由（為工作壽命，每天兩班工作，每天工作8小時(shí)，使用壽命15年），由圖6-21查得取,由圖6-22C按齒面硬度均值200HRS,在ML線上查得。取，。取，設(shè)計(jì)齒輪模數(shù)=3.47mm修正：。由圖6-7查得，由圖6-10查得，由表6-4查得。則。由表6-1，選取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=4。同理計(jì)算與齒輪連接部分=5.45mm，所以?xún)刹糠秩=6。齒輪主要計(jì)算尺寸：取，取則分度圓：中心矩：

齒

寬：

取

齒頂圓直徑：

齒根圓直徑：校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度由表6-5查得。由圖6-14查得，由圖。由圖6-15，按不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查得。由圖6-16d，按齒面硬度均值200HBS，在MQ和ML線中間查出取，則將確定出的各項(xiàng)數(shù)值代入接觸強(qiáng)度校核公式，得接觸強(qiáng)度滿(mǎn)足。和部分校核原理同上，，接觸強(qiáng)度滿(mǎn)足。（2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[1]輸出軸（即空心回轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)）空心軸示意圖如下：圖5-2輸出軸結(jié)構(gòu)示意圖因?yàn)椴捎每招妮S設(shè)計(jì)，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。對(duì)于空心軸：查表取，取則計(jì)算得,根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度及剛度計(jì)算，——許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，查表取為，則mm,所以這里取mm.[2]輸入軸（如下圖）：圖5-3輸入軸結(jié)構(gòu)示意圖初步估算軸的直徑：mm輸入軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的直徑。為了使所選的軸徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器?？紤]到鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度削弱的影響，軸徑增加5%~7%。從設(shè)計(jì)手冊(cè)上查得，采用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，GB/T5014-2003，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速，軸徑在30~38之間，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)L=82mm.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：為使半聯(lián)軸器軸向定位，5-6段左端需制出一軸肩，并考慮套筒的內(nèi)徑尺寸和半聯(lián)軸器的安裝長(zhǎng)度，故取。因半聯(lián)軸器與軸配合部分的孔長(zhǎng)度為82mm，為保證套筒軸向定位，故5-6段的長(zhǎng)度取。根據(jù)軸的受力，選用角接觸球軸承。為了便于軸承裝配，取裝配軸承處的軸徑，初選角接觸球軸承46310，其基本尺寸為，與其配合軸段。由軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取。為使右端滾動(dòng)軸承軸向定位，且便于軸承的裝卸，由手冊(cè)查得46310軸承的安裝軸徑。左端為齒輪軸部分參數(shù)由齒輪參數(shù)確定。齒輪端面至箱體內(nèi)壁距離取為a=10mm,滾動(dòng)軸承應(yīng)距e=5mm（軸承油潤(rùn)滑），齒輪2與齒輪4之間的距離c=20mm，故通過(guò)計(jì)算得。軸上各段直徑和長(zhǎng)度基本確定。軸的校核：由所確定的結(jié)構(gòu)圖可確定出簡(jiǎn)支梁的支撐距離mm,mm,據(jù)此可求出齒輪寬度中點(diǎn)所在的截面B的、、。齒輪的圓周力：齒輪的徑向力：齒輪的軸向力：水平面內(nèi)所受支反力為：

垂直面內(nèi)支反力為：水平面彎矩：N.mm

垂直面彎矩：N.mm合成彎矩：N.mm

轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算，取得：N.mmN.mm進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩及扭矩的截面強(qiáng)度。，所以軸的強(qiáng)度足夠。繪制當(dāng)量彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖如下：圖5-4軸的受力圖[3]齒輪連接軸，軸的尺寸確定部分原理同輸入軸部分，軸上各部分尺寸如下圖：圖5-5齒輪連接軸結(jié)構(gòu)示意圖齒輪校核部分原理同輸入軸部分，這里從略。5.3

機(jī)械手手臂部分設(shè)計(jì)及計(jì)算5.3.1機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則：手臂的作用是在一定載荷和一定速度下，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手要求空間中的運(yùn)動(dòng)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般遵循以下原則：（1）應(yīng)盡可能使各關(guān)節(jié)軸相互平行，相互垂直的手應(yīng)盡可能相交于一點(diǎn)，這樣可以使其運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆運(yùn)算簡(jiǎn)化，有利于控制。（2）機(jī)械手手臂機(jī)構(gòu)與尺寸應(yīng)滿(mǎn)足機(jī)器人工作空間的要求（3）為了提高機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)精度與控制精度，應(yīng)在保證機(jī)械手臂有足夠的強(qiáng)度與剛度的條件下，盡可能從結(jié)構(gòu)與材料上設(shè)法減輕手臂的重量，力求選用高強(qiáng)度的輕質(zhì)材料，所以本次設(shè)計(jì)除基座外，各個(gè)手臂的殼體部分我選擇了復(fù)合材料。同時(shí)進(jìn)行手臂的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證所需強(qiáng)度與剛度的條件下，減輕機(jī)械手手臂的重量。（4）機(jī)械手各關(guān)節(jié)的軸承間隙應(yīng)盡可能減小，以減小機(jī)械間隙所造成的運(yùn)動(dòng)誤差。因此，各關(guān)節(jié)都應(yīng)有工作可靠、便于調(diào)整的軸承間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。（5）機(jī)械手手臂相對(duì)其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸應(yīng)盡可能在重量上平衡，這對(duì)減小電動(dòng)機(jī)負(fù)載和提高機(jī)械手手臂運(yùn)動(dòng)響應(yīng)速度是有益的。在設(shè)計(jì)機(jī)械手手臂時(shí)，應(yīng)盡可能利用在機(jī)械手手臂上安裝的機(jī)電元器件與裝置的重量來(lái)減少機(jī)械手手臂的不平衡重量，必要時(shí)還須設(shè)計(jì)平衡機(jī)構(gòu)來(lái)平衡殘留下的不平衡重量。（6）機(jī)械手手臂在結(jié)構(gòu)上要考慮個(gè)關(guān)節(jié)的限位開(kāi)關(guān)和具有一定緩沖能力的機(jī)械限位塊，以及驅(qū)動(dòng)裝置，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及內(nèi)部電纜等的安裝。5.3.1.1機(jī)械手大臂部分電動(dòng)機(jī)的選擇由于重量為小臂及負(fù)載的和，故初步設(shè)置如下：設(shè)置啟動(dòng)角度,z則啟動(dòng)角速度，設(shè)置啟動(dòng)時(shí)間。取=200mm。設(shè)回轉(zhuǎn)零件為一個(gè)半徑為60mm，長(zhǎng)400mm,重30Kg的圓柱形零件。手臂回轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力矩，應(yīng)該與手臂運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩，以及各支撐處摩擦阻力矩相平衡。即慣性力矩的計(jì)算其中，計(jì)算時(shí)，可把形狀復(fù)雜的零件近似看成圓柱體，則各支撐處摩擦力矩粗略估算為所以，所需電機(jī)的輸出功率為：所以

飛輪矩的計(jì)算：

加速功率的計(jì)算：伺服電機(jī)的預(yù)選：選定條件:

電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩；倍電機(jī)的額定功率；電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速；電機(jī)容許負(fù)載的由選定條件，按計(jì)算結(jié)果對(duì)照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中常用伺服電機(jī)可選70S–CZK01直流寬調(diào)速伺服電機(jī)。名稱(chēng)：直流寬調(diào)速伺服電機(jī)

型號(hào)：70S–CZK01額定功率：0.05kw

額定轉(zhuǎn)矩：0.245N.m額定轉(zhuǎn)速：2000r/min

生產(chǎn)廠家：安徽微電機(jī)研究所注：電機(jī)可帶測(cè)速機(jī)、碼盤(pán)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)以及各軸轉(zhuǎn)速要求選用擺線針輪減速器。型號(hào)：臥式電機(jī)直聯(lián)型

BWD0.75-15-35降速比：=35.傳動(dòng)原理圖如下：圖5-6大臂部分傳動(dòng)原理圖5.3.1.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算（1）各軸轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)比分配：1軸：r/min

——電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速，r/min總傳動(dòng)比：r/min

各級(jí)傳動(dòng)比：直齒輪圓錐齒輪傳動(dòng)比3.27直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)比2.18

實(shí)際總傳動(dòng)比因?yàn)楣蕚鲃?dòng)比滿(mǎn)足要求滿(mǎn)足要求2軸：r/min3軸：r/min（2）各軸功率（3）各軸轉(zhuǎn)矩，由式：T=9.55Pi/ni可得N.mN.mN.m5.3.1.3傳動(dòng)部分主要尺寸（1）閉式直齒輪圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算a．選材：小齒輪材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HBS=217~255，，大齒輪材料選用45號(hào)鋼，正火處理，HBS=162~217,,b.選擇齒輪精度等級(jí)、齒數(shù)、齒寬系數(shù)考慮到傳遞功率不大，且對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)嚴(yán)格要求故選用8級(jí)精度。選,,選。。錐齒輪推薦齒寬系數(shù)，因齒輪懸臂布置，取。c.確定相關(guān)參數(shù)，，當(dāng)量齒數(shù)：,當(dāng)量齒輪端面重合度由于閉式齒輪傳動(dòng)，可以先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定小齒輪的分度圓直徑，即mm式中：——工況系數(shù)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作平穩(wěn)。取=1.00——載荷分布不均系數(shù)，一般工業(yè)，一齒輪為懸臂支承，取=1.0計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N：由表6-5查得。由圖6-14查得，由圖。由圖6-15，按不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查得。由圖6-16d，按齒面硬度均值200HBS，在MQ和ML線中間查出取，則將確定出的各項(xiàng)數(shù)值代入公式，得mm選取第一系列模數(shù)值m=1.25mm然后，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。確定各參數(shù)：由當(dāng)量齒數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》6-19，6-20得，，,,帶入驗(yàn)證m=1.25mm滿(mǎn)足條件。d.確定錐齒輪傳動(dòng)主要幾何參數(shù)大端分度圓直徑：錐距：齒寬：取齒寬：齒根高：齒頂高：（2）直齒輪部分選擇齒輪材料和熱處理、精度等級(jí)、齒輪齒數(shù)及尺寸設(shè)計(jì)考慮到傳遞功率不大，且對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)嚴(yán)格要求，選用45鋼，選齒輪為8級(jí)精度，選小齒輪調(diào)質(zhì)，小齒輪齒面硬度217~255HBS，大齒輪正火、齒面硬度162~217HBS。綜合傳動(dòng)比選擇引起的誤差，選小齒輪齒數(shù)為=22，==48。按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，承載能力一般取決于彎曲強(qiáng)度，故先按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，驗(yàn)算接觸強(qiáng)度。由下式：確定式中各項(xiàng)數(shù)值：因無(wú)較重沖擊的載荷，由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表6-3查得,故初選載荷系數(shù)N.m由式cosβ，計(jì)算端面重合度：由式。由表6-6，選取，由圖6-19、圖6-20查得：由（為工作壽命，每天兩班工作，每天工作8小時(shí)，使用壽命15年），由圖6-21查得取,由圖6-22C按齒面硬度均值200HRS,在ML線上查得。取，。取，設(shè)計(jì)齒輪模數(shù)=0.19mm修正：。由圖6-7查得，由圖6-10查得，由表6-4查得。則。由表6-1，選取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=1。齒輪主要計(jì)算尺寸：取，取則分度圓：

中心矩：齒

寬：

，取

齒頂圓直徑：

齒根圓直徑：校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度由表6-5查得。由圖6-14查得，由圖。由圖6-15，按不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查得。由圖6-16d，按齒面硬度均值200HBS，在MQ和ML線中間查出取，則將確定出的各項(xiàng)數(shù)值代入接觸強(qiáng)度校核公式，得接觸強(qiáng)度滿(mǎn)足。5.3.1.4

大臂部分主要軸的計(jì)算大臂部分連接處齒輪軸（即行星輪系行架）示意及結(jié)構(gòu)圖如下：圖5-7大臂軸結(jié)構(gòu)示意圖初步估算軸的直徑齒輪軸的最小直徑是安裝的直徑?？紤]到鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度削弱的影響，軸徑增加5%~7%。=21mm。并考慮齒寬確定。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：考慮軸承端蓋中唇形密封圈的內(nèi)徑尺寸，8-9段27mm；根據(jù)軸的受力，選用角接觸球軸承。初選36106軸承，內(nèi)徑為30mm,為了便于軸承裝配，取裝配軸承處的軸徑安裝尺寸為36mm。GB292-83。a=10.08mm與其配合軸段。由軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取。。已知齒輪寬度，為使端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略小于齒輪寬度，故取。齒輪端面至箱體內(nèi)壁距離取為a=15mm,滾動(dòng)軸承應(yīng)距e=5mm（軸承油潤(rùn)滑），齒輪4與齒3之間的距離c=20mm，故通過(guò)計(jì)算得。。齒輪的定位采用A型普通平鍵定位連接，。軸的校核部分同基座部分。同理大臂部分其它軸的尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及定位類(lèi)似此軸。5.3.1.5

小臂部分的相關(guān)計(jì)算設(shè)計(jì)預(yù)期目的：小臂相對(duì)大臂俯仰速度/s。小臂與大臂的連接部分原理圖如下：圖5-8小臂與大臂連接部分傳動(dòng)示意圖此傳動(dòng)過(guò)程與大臂與基座連接部分設(shè)計(jì)原理相同。計(jì)算過(guò)程類(lèi)似，選取重量及轉(zhuǎn)矩與大臂部分相同，初步取兩部分各部件尺寸相同，即兩部分是對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。5.3.2

機(jī)械手手腕部分設(shè)計(jì)及其計(jì)算5.3.2.1

機(jī)械手手腕部分設(shè)計(jì)原則：機(jī)械手的手臂運(yùn)動(dòng)（包括腕部的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)），給出了機(jī)械手末端執(zhí)行器在其工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置，而安裝在機(jī)械手手臂末段的手腕，則給出了機(jī)械手在其工作空間的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。手腕是機(jī)械手操作機(jī)的最末端，它與機(jī)械手配合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手手腕上安裝的末端執(zhí)行器的空間運(yùn)動(dòng)軌跡與運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，完成所需要的作業(yè)運(yùn)動(dòng)。手腕設(shè)計(jì)一般最循以下原則：（1）手腕的自由度數(shù)，應(yīng)根據(jù)作業(yè)需要來(lái)設(shè)計(jì)。一般的為2~3個(gè)，但有的作業(yè)需要有更多的自由度。機(jī)械手手腕部自由度越多，關(guān)節(jié)范圍越大，則機(jī)械手手腕部的靈活性越高，機(jī)械手作業(yè)適應(yīng)能力也越強(qiáng)。但是，手腕自由度的增加也必然會(huì)使腕部結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，機(jī)械手的控制更難，成本造價(jià)越高。（2）手腕安裝在機(jī)械手手臂的末端，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少其重量和體積，結(jié)構(gòu)力求緊湊。為了減輕機(jī)械手手腕部的重量，腕部機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器采用分離傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器一般安裝在手臂上，而不采用直接驅(qū)動(dòng)，并選用鋁合金制造。（3）機(jī)械手手腕與末端執(zhí)行器相聯(lián)，因此，要有標(biāo)準(zhǔn)的法蘭，結(jié)構(gòu)上要便于安裝末端執(zhí)行器。（4）機(jī)械手的手腕機(jī)構(gòu)要有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證力與運(yùn)動(dòng)的傳遞。（5）要有可靠的傳動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)，以減小空間間隙，提高傳動(dòng)精度。（6）手腕各關(guān)節(jié)軸傳動(dòng)要有限位開(kāi)關(guān)，并設(shè)置硬限位，以防止超限造成機(jī)械損壞。5.3.2.2

腕部的相關(guān)設(shè)計(jì)(1)傳動(dòng)部分及主要部件的參數(shù)設(shè)計(jì)腕部的傳動(dòng)過(guò)程如下圖：5-9腕部傳動(dòng)示意圖已知：小臂轉(zhuǎn)軸上最大載荷為2kg,根據(jù)大臂部分計(jì)算知，初步估算重力力臂。設(shè)r=400mm.根據(jù)上述要求，選擇與大臂相同的電機(jī)名稱(chēng)：直流寬調(diào)速伺服電機(jī)

型號(hào)：70S–CZK01額定功率：0.05kw

額定轉(zhuǎn)矩：0.245N.m額定轉(zhuǎn)速：2000r/min

生產(chǎn)廠家：安徽微電機(jī)研究所注：電機(jī)可帶測(cè)速機(jī)、碼盤(pán)和部分為一個(gè)圓柱—錐齒輪二級(jí)減速器，根據(jù)前面基座及大臂部分的傳動(dòng)比計(jì)算，計(jì)算得：，。根據(jù)齒輪齒根強(qiáng)度校核計(jì)算模數(shù)，取第一系列模數(shù)m=1,則?。▔毫牵┤?，查得齒寬系數(shù)則，。分度圓直徑：mm

mm中心矩：

mm齒

寬：

mm

mm取取mm

mm

齒頂圓直徑：mm

mm

齒根圓直徑：mm

mm和部分是錐齒輪傳動(dòng)，，取mm則mm.。錐齒輪的分錐角：大端分度圓直徑：mm

mm錐距：mm查得齒寬系數(shù)

則齒寬取齒高h(yuǎn)：.以上和部分的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程類(lèi)似前面格式，此處不進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。計(jì)算方法相同。計(jì)算得：分錐角大端分度圓直徑：mm

mm錐距：mm大端齒頂圓直徑：mm

mm（2）腕部各軸的尺寸設(shè)計(jì)由于腕部有圓柱—錐齒輪為一個(gè)二級(jí)減速器，具體設(shè)計(jì)過(guò)程類(lèi)似基座部分減速器設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算得主要部分結(jié)構(gòu)尺寸如下圖：圖5-10手腕部分軸6主要結(jié)構(gòu)尺寸主要計(jì)算過(guò)程為根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率和額定轉(zhuǎn)矩計(jì)算出各軸的功率和轉(zhuǎn)速，計(jì)算出各齒輪的傳動(dòng)比，同理根據(jù)基座部分軸的各段定位方法確定出此一減速器部分的輸出軸6的各段結(jié)構(gòu)尺寸如上圖所示。校核方法同基座部分的校核方法。同理，手腕部分關(guān)節(jié)軸2的結(jié)構(gòu)尺寸得到確定，如下圖所示：圖5-11軸2結(jié)構(gòu)示意圖（2:1）軸上各段尺寸確定方法如上節(jié)所述。因時(shí)間關(guān)系本論文并未對(duì)所有結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行說(shuō)明計(jì)算，如有不懂之處請(qǐng)?jiān)斠?jiàn)各部分裝配圖。6

直接示教輕動(dòng)化設(shè)計(jì)示教輕動(dòng)化是指用手牽引機(jī)器人操作機(jī)末端示教時(shí)，操作機(jī)機(jī)構(gòu)逆運(yùn)動(dòng)的實(shí)際功率及省力程度。是以人手牽引操作機(jī)末端，引導(dǎo)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的牽引力的大小來(lái)描述的。示教輕動(dòng)化在連續(xù)示教噴漆機(jī)器人中特別重要，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的機(jī)械手主要用于焊接和上料工作環(huán)境，所以特別考慮了示教輕動(dòng)化因素。示教輕動(dòng)化可使機(jī)器人獲得平滑、準(zhǔn)確和勻速的運(yùn)動(dòng)軌跡，既可以滿(mǎn)足工藝要求，又可保證機(jī)器人可靠的進(jìn)行工作。對(duì)操作機(jī)來(lái)說(shuō)，影響示教輕動(dòng)化的因素可歸納為兩類(lèi)，一是逆?zhèn)鲃?dòng)的機(jī)構(gòu)效率，一是機(jī)構(gòu)的輕量化。示教輕動(dòng)化的途徑：1提高逆?zhèn)鲃?dòng)效率（1）盡可能采用滾動(dòng)結(jié)構(gòu)代替滑動(dòng)結(jié)構(gòu)（2）直線油缸和擺動(dòng)油缸的缸體和活塞之間采用間隙密封，或在直線中采用分離活塞（3）示教時(shí)在缸體旁采用短路閥使缸體兩腔油路就近接通，因此減小了長(zhǎng)管中液體流動(dòng)的阻力。（4）差動(dòng)油缸的多余油量和油量補(bǔ)償，用特殊短路閥予以解決。2減少重量及慣量（1）減小手腕部件的慣量，主要從結(jié)構(gòu)和材料著手，常用鋁合金。（2）減小小臂的慣量，多用鋁合金框架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)大剛度、小慣量，其腕部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在底座上，通過(guò)鏈條或連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)至腕部。（3）減小大臂的慣量，除從結(jié)構(gòu)和材料著手外，還應(yīng)使構(gòu)件質(zhì)心盡可能下移接近回轉(zhuǎn)軸。3合理設(shè)計(jì)平衡裝置（1）小臂的平衡裝置，通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到回轉(zhuǎn)底座上（2）平衡裝置的回轉(zhuǎn)半徑盡可能小本次設(shè)計(jì)主要參考了減小重量及慣量來(lái)直接示教輕動(dòng)化，在手腕部分采用了鋁合金回轉(zhuǎn)軸，殼體部分采用了復(fù)合材料，用來(lái)減小重量，同時(shí)采用配重平衡的方法達(dá)到減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的目的，通過(guò)上述方法使機(jī)械手達(dá)到直接示教的輕動(dòng)化。7總結(jié)設(shè)計(jì)是一門(mén)需要耐心和精力的學(xué)科，要有認(rèn)真謹(jǐn)慎的態(tài)度才能做好。在老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)了幾個(gè)月的努力將成果體現(xiàn)在這里，本次設(shè)計(jì)