機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目錄關(guān)節(jié)選型的計(jì)算電機(jī)的選型減速器的選型傳送帶的選型腕部結(jié)構(gòu)示意圖腕部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖腕部關(guān)節(jié)和臂部U關(guān)節(jié)相連接，將驅(qū)動(dòng)R關(guān)節(jié)的電機(jī)安裝在U臂部里，輸出軸經(jīng)過齒輪傳遞給減速器，由輸出抽帶動(dòng)R關(guān)節(jié)，完成腕部扭轉(zhuǎn)。在R關(guān)節(jié)內(nèi)安裝驅(qū)動(dòng)B關(guān)節(jié)的電機(jī)，輸出軸連接滑輪，經(jīng)過同步傳動(dòng)帶傳動(dòng)，經(jīng)減速器減速后，由輸出軸帶動(dòng)B關(guān)節(jié)，完成腕部俯仰。在B關(guān)節(jié)內(nèi)部安裝驅(qū)動(dòng)T關(guān)節(jié)的電機(jī)，輸出軸連接滑輪，經(jīng)同步帶傳送至減速器，減速后輸出軸帶動(dòng)T關(guān)節(jié)，實(shí)現(xiàn)腕部回轉(zhuǎn)。液壓系統(tǒng)具有較大的功率體積比，適用于大負(fù)載情形。液壓驅(qū)動(dòng)的本質(zhì)優(yōu)點(diǎn)在于它的安全性。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)適用于快節(jié)拍、負(fù)載小且精度要求不高的場(chǎng)合電動(dòng)驅(qū)動(dòng)適用于中等負(fù)載，特別適合于動(dòng)作復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)軌跡嚴(yán)格的各類機(jī)器人由于我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，其額定負(fù)載較小，考慮到工業(yè)機(jī)器人多以交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)關(guān)節(jié)所受最大力矩、最大角速度及取材的方便，綜合分析，決定采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)選型計(jì)算

表1計(jì)算所需參數(shù)腕部回轉(zhuǎn)由電機(jī)通過同步帶和減速器機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。已知：腕部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的最大當(dāng)量回轉(zhuǎn)半徑R=200mm，腕部總重量為m=50kg。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：

=1kg.m2軸最大運(yùn)動(dòng)范圍角速度腕部重量加速時(shí)間腕部回轉(zhuǎn)-200--+200120o/s50kg0.1s設(shè)機(jī)器人腕部角速度從0到120o/s，所需的時(shí)間t=0.1s，則其角加速度:負(fù)載啟動(dòng)慣性矩（靜摩擦力矩忽略不計(jì)）考慮到機(jī)器人各部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和摩擦力矩，選擇減速器工況系數(shù)K=1.3，則減速器所需要的輸出額定轉(zhuǎn)矩為按最高轉(zhuǎn)速選擇機(jī)型設(shè)同步帶傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比為i0=3，T腕部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)角速度w=120o/s，由于每一個(gè)關(guān)節(jié)選擇n=3000r/min，該關(guān)節(jié)傳動(dòng)比:減速器減速比i為：額定輸出轉(zhuǎn)矩：27.17N·m；減速比：i=50取同步帶、減速器傳動(dòng)的傳動(dòng)效率均取，交流伺服電機(jī)應(yīng)輸出的轉(zhuǎn)矩：電機(jī)轉(zhuǎn)速電機(jī)額定功率P從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速：n2=20r/min,n1=60r/min，同步帶輸入轉(zhuǎn)矩可輸入最高工作角速度（主動(dòng)輪）w=6.28rad/s，則同步帶傳遞的名義功率P可表示為：P=T·w=0.191×6.28=1.1995W由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得載荷修正系數(shù)為KA=2.0，因?yàn)槲词褂脧埦o輪，又是減速傳動(dòng)，故附加修正系數(shù)為0.則設(shè)計(jì)功率Pd=KA·P=2×1.1995=2.4W根據(jù)Pd=2.4W和n1=60r/min，可以查得選取的同步帶帶型，進(jìn)而可以計(jì)算大帶輪、小帶輪的內(nèi)外直徑、齒數(shù)、節(jié)圓