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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論文 任 務(wù) 書(shū) 題 目 輪胎裝配機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 班 級(jí) 機(jī)自 12 2 設(shè) 計(jì) 論 文 內(nèi) 容 及 基 本 要 求 一 原始數(shù)據(jù) 1 輪胎直徑 300 450 mm 2 主臂回轉(zhuǎn)角度 0 280 3 主臂回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 0 16 r min 4 機(jī)器人直線移動(dòng)速度 0 0 5m s 5 機(jī)器人自由度 5 二 內(nèi)容要求 1 計(jì)算及說(shuō)明要求 1 輪胎裝配機(jī)器人功能原理設(shè)計(jì) 液壓缸等液壓機(jī)構(gòu) 2 載荷分析 3 輪胎裝配機(jī)器人結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 4 輪胎裝配機(jī)器人傳動(dòng)方案擬定 5 輪胎裝配機(jī)器人主要零部件強(qiáng)度 剛度校核 2 圖紙要求 1 輪胎裝配機(jī)器人結(jié)構(gòu)總裝配圖 1 張 2 機(jī)構(gòu)零部件圖 若干 注 1 圖紙用計(jì)算機(jī)繪制 2 繪圖總量不少于 3 張 0 圖 3 說(shuō)明書(shū)用計(jì)算 機(jī)打印 設(shè)計(jì) 論文 起止時(shí)間 2015 年 10 月 12 日 至 2016 年 5 月 10 日 設(shè)計(jì) 論文 地點(diǎn) 指 導(dǎo) 教 師 簽 名 年 月 日 系 教研室 主任簽名 年 月 日 學(xué) 生 簽 名 年 月 日 1 直角坐標(biāo)型機(jī)器人 直角坐標(biāo)型裝配機(jī)器人的結(jié)構(gòu)在目前的產(chǎn)業(yè)機(jī)器人中是最簡(jiǎn)單的 如圖 2 1 臂部由 三個(gè)相互正交的移動(dòng)副組成 帶動(dòng)腕部分別沿 X Y Z 三個(gè)坐標(biāo)軸的方向作直線移動(dòng) 它具有操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn) 被用于零部件的移送 簡(jiǎn)單的插入 旋擰等作業(yè) 在機(jī)構(gòu)方面 大部 分裝備了球形螺絲和伺服電動(dòng)機(jī) 具有可自動(dòng)編程 速度快 精度高等特點(diǎn) 但所占空間較大 工作范圍相對(duì)較小 2 圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人 圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單 如圖 2 2 臂部由一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和兩個(gè)移動(dòng)副組 成 工作范圍為圓柱形狀的 其特點(diǎn)是位置精度高 運(yùn)動(dòng)直觀 控制簡(jiǎn)單 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 占 地面積小 廉價(jià) 因此應(yīng)用廣泛 3 垂直多關(guān)節(jié)型機(jī)器人 垂直多關(guān)節(jié)型機(jī)器人是根據(jù)人的上肢而設(shè)計(jì)的 如圖 2 3 它的最下面是一個(gè)承載能 力很強(qiáng)的動(dòng)力型旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 前三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié) 腰關(guān)節(jié)繞 Z 軸轉(zhuǎn)動(dòng) 臂的兩個(gè)關(guān)節(jié)繞平行于 Y 軸的兩軸線轉(zhuǎn)動(dòng) 它利用順序的三個(gè)圓弧運(yùn)動(dòng)來(lái)改變手的空間位置 關(guān)節(jié)型機(jī)器人以臂 部各相鄰部件的相對(duì)角位移為運(yùn)動(dòng)坐標(biāo) 結(jié)構(gòu)緊湊 操作靈活性最好 所占空間小 運(yùn)動(dòng) 速度較高 操作范圍大 能在狹窄空間內(nèi)饒過(guò)各種障礙物 但其精度受手臂姿勢(shì)的影響 實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)動(dòng)有一定的困難 4 平面關(guān)節(jié)型 SCARA 裝配機(jī)器人 平面關(guān)節(jié)型 SCARA 裝配機(jī)器人是由山梨大學(xué)工學(xué)部精密工學(xué)研究所開(kāi)發(fā)完成的 目 前在裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用的數(shù)量最多 它是一種精密型裝配機(jī)器人 具有速度快 精度高 柔性 好等特點(diǎn) 如圖 2 4 采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng) 其重復(fù)位置精度達(dá)到了 0 1025mm 可應(yīng)用于電 子 機(jī)械和輕工業(yè)等有關(guān)產(chǎn)品的自動(dòng)裝配 搬運(yùn) 調(diào)試等工作 適合于工廠柔性自動(dòng)化生產(chǎn) 的需求 由于這種機(jī)器人所具有的各種特性符合用戶的需求 因此需求量迅速上升 但因?yàn)?所承受載荷有限 所以不能用于重型裝配 5 極坐標(biāo)型機(jī)器人 極坐標(biāo)型機(jī)器人利用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)和一個(gè)移動(dòng)來(lái)改變手的空間位置 如圖 1 4 產(chǎn)生沿手 臂軸 X 的直線移動(dòng) 繞基座軸 Y 的轉(zhuǎn)動(dòng)和繞關(guān)節(jié)軸 Z 的擺動(dòng) 其手臂可作繞 Z 軸的俯仰 運(yùn)動(dòng)能抓取地面上的物體 這種機(jī)器人的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊 所占空間小 運(yùn)動(dòng)靈活 并能 擴(kuò)大機(jī)器人的工作空間 但旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)反映在末端執(zhí)行器上的線位移分辨率是一個(gè)變量 精 度難以保證 根據(jù)上面幾種機(jī)器人結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較 由于關(guān)節(jié)型機(jī)械臂動(dòng)作靈活 所占空間小 工作 范圍大 能在狹窄空間內(nèi)饒過(guò)各種障礙物的特性 綜合以上決定采用 2 圓柱坐標(biāo)型裝 配機(jī)器人 裝配機(jī)器人分為搬運(yùn)和裝配兩個(gè)動(dòng)作 實(shí)現(xiàn)夾住輪胎然后搬運(yùn)過(guò)來(lái) 然后定位 定位 之后由裝配的機(jī)構(gòu)擰螺絲實(shí)現(xiàn)裝配動(dòng)作 1 可以設(shè)計(jì)成一體式 即搬運(yùn)的機(jī)構(gòu)和裝配的機(jī)構(gòu)在一個(gè)圓柱坐標(biāo)機(jī)器人完成 也可以設(shè)計(jì)成雙臂式 即搬運(yùn)和裝配部分在兩個(gè)圓柱坐標(biāo)機(jī)器人上分別完成動(dòng)作 2 裝配機(jī)器人擰螺絲過(guò)程為 對(duì)角依次固定 一般汽車輪胎上有五個(gè)固定螺絲 成對(duì) 角狀態(tài)擰螺絲才能保證輪胎的緊固