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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告
題目：焊接機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)械信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
導(dǎo) 師
2013年3月17日
撰寫內(nèi)容要求：
設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r:
本階段的主要任務(wù)是完成了外文文獻(xiàn)的翻譯，對(duì)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了更深層次的分析和理解，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)受力的分析。通過(guò)以上分析，基本上完成了機(jī)械手的三維裝配圖，同時(shí)深刻體會(huì)到solidworks軟件功能的強(qiáng)大；大概了解了機(jī)械結(jié)構(gòu)在選用過(guò)程中所依據(jù)的原則。
1. 在參考了大量文獻(xiàn)資料的情況下，否定了開(kāi)題報(bào)告中擬采用的諧波齒輪傳動(dòng)型機(jī)械手。原因是現(xiàn)有的諧波減速器尺寸過(guò)大（最小的剛輪直徑為25cm），超過(guò)了設(shè)計(jì)要求的工作區(qū)間(0cm-45cm)。因此決定采用另一種結(jié)構(gòu)形式。
2. 由動(dòng)力型旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和前、下兩臂組成。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)。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。
3. 整體效果如圖1
圖1
設(shè)計(jì)整體為4個(gè)自由度。分別為：
焊槍相對(duì)于小臂回轉(zhuǎn)；
小臂相對(duì)大臂回轉(zhuǎn)；
大臂相對(duì)機(jī)架回轉(zhuǎn)；
機(jī)架在水平有一個(gè)腰部回轉(zhuǎn)。
電機(jī)采用伺服電機(jī)。
4. 設(shè)計(jì)的工作原理如下：
5. 首先腰部回轉(zhuǎn)使機(jī)械手和焊點(diǎn)處于同一平面；接著大臂回轉(zhuǎn)，小臂回轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)焊槍和焊點(diǎn)的距離，使焊槍能夠接觸到焊點(diǎn)。最后腕部回轉(zhuǎn)，使焊槍能夠垂直于焊點(diǎn)，以完成焊接作業(yè)。
6. 設(shè)計(jì)出機(jī)械手腕部回轉(zhuǎn)，小臂回轉(zhuǎn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖2。
圖2
左側(cè)為電機(jī)，帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，軸和腕部剛性連接，從而帶動(dòng)腕部回轉(zhuǎn)。軸和小臂殼體之間加一個(gè)深溝球軸承，以抵消徑向力，達(dá)到相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的目的；小臂殼體和腕部加一個(gè)角接觸球軸承，以抵消徑向力和軸向力，從而使他們可以產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
7. 腰部回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3
圖3
電機(jī)安裝在底座上，帶動(dòng)一個(gè)小齒輪，小齒輪帶動(dòng)大齒輪，大齒輪和殼體剛性連接。殼體和底座間加一個(gè)角接觸球軸承以實(shí)現(xiàn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
存在問(wèn)題及解決措施:
1. 確定大體參數(shù)。
機(jī)械臂為大臂小臂兩節(jié)，要求工作區(qū)間0cm-45cm，為滿足工作區(qū)間要求，所以需要擴(kuò)大1/3倍。因?yàn)锳2+B2≥2ab。所以當(dāng)c一定時(shí)，a=b機(jī)械臂為最短。602=2A2。即A≈42.43cm，取60cm。
2.大臂相對(duì)于腰部回轉(zhuǎn)應(yīng)該采用什么方式傳動(dòng)？
由于一般的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出的力矩較小，需要通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)增加力矩，提高帶負(fù)載能力。對(duì)機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一般要求有:
(l)結(jié)構(gòu)緊湊，即具有相同的傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比時(shí)體積最小，重量最輕。
(2)傳動(dòng)剛度大，即由驅(qū)動(dòng)器的輸出軸到連桿關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸在相同的扭矩時(shí)。角度變形要小，這樣可以提高整機(jī)的固有頻率，并大大減小整機(jī)的低頻振動(dòng);
(3)回差要小，即由止轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)時(shí)空行程要小，這樣可以得到較高的位置控制精度;
(4)壽命長(zhǎng)、價(jià)格低。
為了減小機(jī)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程的沖擊和振動(dòng)，并且不降低控制精度，采用了齒形帶傳動(dòng)。
齒形帶傳動(dòng)是同步帶的一種，用來(lái)傳遞平行軸的運(yùn)動(dòng)。
齒輪帶的傳動(dòng)比計(jì)算公式為：
i=N1/N2=Z1/Z2
3.不能熟練的運(yùn)用三維軟件，在做裝配圖過(guò)程中總是出現(xiàn)報(bào)警等命令，致使工作無(wú)法正常進(jìn)行。
其次，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的理解還不是很到位等。
通過(guò)與同學(xué)的探討及老師的指點(diǎn)，使我對(duì)自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)有了更深一步的認(rèn)識(shí)。我深深明白了設(shè)計(jì)與實(shí)際要緊密結(jié)合，要多動(dòng)腦，勤思考。平時(shí)要多練習(xí)軟件。
后期工作安排:
1-2周：計(jì)算并核算選型。
3-4周：繪制設(shè)計(jì)相關(guān)的零件圖和裝配圖。
5-6周：撰寫畢業(yè)論文。
7周：準(zhǔn)備答辯。
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
注：1）正文：宋體小四號(hào)字，行距20磅，單面打??；其他格式要求與畢業(yè)論文相同。
2）中期報(bào)告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊(cè)。