循迹物料搬运机器人设计本科毕业设计论文(编辑修改稿)

循迹物料搬运机器人设计本科毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

介质，来源方便，工作压力较低，用后可直接排入大气而无污染，处理方便，洁净环境； 与液压传动相比，气压传动反应快、动作迅速、维护简单、工作介质清洁、管 路不易堵塞，不存在工作介质变质、补充和更换等问题；而且成本低，能实现过载保护。 但因空气的可压缩性较大，使系统的动作和工作速度稳定性受负载变化的影响大，运动平稳性较差，不易实现准确的速度控制和很高的定位精度；而且气动装置的体积与液压传动相比较大，产生的推力小。 其主要原因是气压系统工作压力低（ ~），不易获得较大的输出力或转矩。 （ 3） 齿轮齿条啮合传动 特点：齿轮齿条传动将旋转运动转变为直线运动，它传递的功率大，速度范围广，效率高，工作可靠，寿命长，机构紧凑，能保证恒定的传动比。 但是，这样的运动也可以 反向驱动，也就是齿条作直线运动来带动齿轮旋转，适合大距离的传递 ，如机床导轨底下带动托板箱移动的就是齿轮齿条传动，齿轮齿条机构需要外加锁紧装置，因为之论之痛机构不能自锁，并且齿轮齿条不适用于两轴中心距过大的传动及振动冲击较大的场合。 （ 4） 丝杠螺母传动 特点： 用于距离较短的高精度定位 ； 电机和滚珠丝杠只用联轴 器 连接，没有间隙。 R 方向旋转运动的设计 （ 1） 摆动气（液）缸 特点： 摆动气缸是利用压缩空气驱动输出轴在一定角度范围内作往复回转运动的气动执行元件。 用于物体的转位、翻转、分类、夹紧、阀门的开闭以及 机器人的手臂动作等。 （ 2） 齿轮传动 特点：功率和速度范围大，通用性强，工作可靠，效率高，对中心距误差的敏感性小，易于制造和精确加工，可进行变为切削和修行。 毕业设计（论文）报告纸 9 （ 3） 蜗杆传动 特点：蜗杆传动能实现传动比大，传动平稳，但效率较低，适用于中小功率或间歇运转的场合；当它与齿轮传动同时应用时，若蜗杆传动布置在高速级，使其传递较小的转矩，以减小蜗轮尺寸，节约有色金属，且传动效率较高。 若蜗杆传动布置在低速级，则齿轮传递转矩较小，而是整个传动装置的尺寸减小。 （ 4） 带传动 特点：带传动靠摩擦力工作，承载能力较小，传递相 同转矩时，结构尺寸较其它传动形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，应布置在高速级，使所传递的转距小。 （ 5） 链传动 特点： 链传动由于多边形效应，瞬时传动比不断变化，产生冲击、振动，而使转速不均匀，故不宜用于高速级，应布置在低速级。 通过以上，综合考虑，因为摆动的力矩不是很大，而且摆动只是一个固定角度 90︒ ，所以 R方向旋转传动选择 90︒ 摆动气缸。 本章小结 本章主要内容是对循环物料机器人 运动形式进行分析 ，并通过对现在工业生产 中常见的各种运动传递方式进行分析与比较 ， 确定了该工业机器人三个方向上的运动的传递 方式。 毕业设计（论文）报告纸 10 第三章 循环物料机器人机械结构设计 通过上一章对该物料搬运机器人运动形式部分进行分析，确定了该机器人在三个方向上传递运动的方式，本章就对这三种传递运动方式进行具体的设计。 结构总体设计 下图 31是对该机器人机械结构的总体设计。 图 31 机器人机械结构的总体设计装配图 1 伺服电机 2马达支架 3轴承盖 4轴承 5滑板 6螺帽 7机身支架 8滑块 9导轨 10底板 11垫板 12CR1摆动气缸 13键 *40 14支撑架板 15工字型板 16轴 套筒 17真空吸盘接线管 18固定挡板 19六角厚螺母 20真空吸盘 21平键套筒联轴器 22十字开槽紧定螺钉 23圆柱导向轴 24 压扎滚珠丝杠 毕业设计（论文）报告纸 11 25步进电机 26马达支架 27轴 28带座双轴承座 29角型支座 30齿条固定座 31齿条 32直齿轮 33弹簧垫圈 M30 34螺母 M30 35带座轴承 36机箱 37机座 R向旋转运动设计 由上文可知横向 R向旋 转运动 采用 90︒ 摆动气缸 传动方式来实现。 R向旋转运动驱动力计算 首先进行粗略的估算，或类比同类结构，根据运动参数初步确定有关机构的主要尺寸，再进行校核计算，修正设计。 如此反复，绘出最终的结构图。 图 32 R向旋转运动的机构设计图 1CR1 摆动气缸 2支撑架板 3轴套筒 4工字型 钢 板 5固定挡板 6真空吸盘 7工程石板 作 R 向旋转运动 的摆动气缸的驱动力，应根据气压缸运动时所要克服工程石板和机器本身 重力所产生的扭矩等几个方面的阻力进行确定。 1， 计算几个重要零部件的质 量 作 R 向旋转运动 的摆动气缸运动时所要克服 的阻力 就是由 几个零部件的重力和工程石板的重力产生的扭矩。 由图上可知，当 摆动气缸旋转 90︒ 后，此时摆动气缸所受到的扭矩主要由 固定 挡、 工程石板和工字型板的重力产生的。 毕业设计（论文）报告纸 12 （ 1） 固定挡板 质量 图 33固定挡板设计参数 该板材的质量为： M=V*ρ =a*b*h*ρ 其中 a—— 固定板的长度（ 300mm）； b—— 固定板的宽度 (50mm)； h—— 固定板的高度 (15mm)； ρ—— 固定板材 (钢材 )密度 (^3)； 所以板材的质量： M1= KG （ 2） 工字型钢板（钢材） 的质量 图 34工字型钢板 设计参数 由上文的公式可以算的， 该工字型钢板的质量： M2= KG 重力所产生的扭矩 又由上文可知： 工程石板 （ 长 a=800mm,宽 b=400mm，高 c=30mm，重 M=20kg） （假定） 所以摆动气缸的受力分析如图 35 毕业设计（论文）报告纸 13 图 35 摆动气缸的受力分析 当摆动气缸由图 32的位置旋转 90︒ 的时候，此时 摆动气缸受到的力矩最大。 且此时： 图中扭矩 M1是由槽钢的重力产生： M1=*10*=44 N*m 图中扭矩 M2是由槽钢的重力产生： M2=20*10*+*10**4=29 N*m 所以摆动气缸受到总的扭矩： M0=M1M2=15 N*m 摆动气缸类型表格 当取安全系数为 ，则选择型号为 CRB1双叶片式摆动气缸， 如图标记为黄色的所示。 毕业设计（论文）报告纸 14 摆动气缸轴上键的选择 键主要是用来实现轴和轴上零件之间的周向固定，以传递转矩和运动。 因为键的尺寸已标准化了。 选择的方法是先按照轴径的 d的 大小从标准中选出平键的宽度和高度尺寸 b*h，然后按照轮毂宽度 B从标准中选出键的长度 L， L应小于或等于轮毂宽度，且不大于 （ L=）。 所以经查表得键的各尺寸为： 宽 b （ mm） 高 h （ mm） 长 L。