东北电力彗鱼机器人说明书.docx
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东北电力彗鱼机器人说明书
课程设计说明书
学生姓名:
学号：
学院:
机械工程学院
班级:
机械102班
题目:
测试与传感技术综合试验
陈国军
指导教师：
陈国军职称:
谁知道了
2013年12月23日
慧鱼机器人说明书
目录
1、机器人的组成
2、机器人的工作空间形式
3、机器人的机械运动形态和变换控制
4、机器人的位移、速度的控制方法
5、机器人的轨迹规划
1、1工业机器人的组成
工业机器人主要由运动机构和控制系统两大部分组成。
运动机构、使装夹机完成各种转动、摆动、移动或复合运动来实现规定的动作、改变工业机器人焊接时的位置和姿势。
运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式、称为机械手的自由度。
控制机构主要是实现工业机器人的自动化操做。
此次工业机器人的组成主要是由慧鱼机器人的组合模型零件组成的。
主要有以下的零件。
机械零件、连杆、凸轮、齿轮、普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮等、涡轮、蜗杆、螺杆、轴、直轴和曲轴、联轴器、变速器、齿轮箱等、
电气零件、直流电机、灯泡、电磁气阀、行程开关、传感器、可调直流变压器、电脑接口板、PLC接口板、红外线发射接收装置等、
机构散件、臂、手、腕、立柱为组合模型必要的零部件、导向件为固定各零部件的方向必要的零件、支承件为支承各零部件的位置、机构部件组合机构的必要零件。
其各类零件由下图所示、
其整体图如下所示、
1、2机器人的工作空间形式
三维空间自由度的坐标形式如下图所示、
M1是底座旋转台的电动机M1是控制工业机器人升降的电动机
M2是控制工业机器人焊点伸缩的电动机M4是工业机器人焊接点工作灯泡
以上是其各自的空间坐标位置、其各部分的结构图如下所示、
控制装夹伸缩结构控制装夹升降结构
控制工业机器人的旋转底盘机构
1、2机器人的机械运动形态和变换控制
工业机器人底盘结构传动见图、
工作原理、
如图为电动机M1带动的运动链。
M1转动通过变速箱带动蜗杆、蜗杆带动齿轮。
安装在底盘的大齿轮带动整个机器人转动从而实现多角度的工作形式。
可实现接近260度内转动主机架工作。
蜗杆与齿轮的啮合要求齿轮和蜗杆为标准件。
同时蜗杆与变速箱内齿轮的啮合同样要求装在蜗杆上的圆柱齿轮为标准件。
同理为装在电机上的圆柱齿轮。
1、2、1工业机器人升降结构传动见图、
工作原理、
如图为电动机M1带动的运动链。
M1转动通过变速箱带动螺杆。
安装在螺杆上面的滑块在螺杆的带动下做平移运动。
同时悬臂通过套筒与滑块联结。
从而带动悬臂运动。
可让主机架在垂直面上上升或下降进行工作。
螺杆和电机与变速箱相连的圆柱齿轮要求为标准件。
同时滑块与螺杆需要完美啮合。
套筒与滑块的固定要紧松有度。
便于安装且牢固。
1、2、2工业机器人焊接伸缩架机构传动见图、
工作原理、
如图为电动机M2带动的运动链。
M2转动通过变速箱带动螺杆。
安装在螺杆上面的滑块在螺杆的带动下做平移运动。
从而带动悬臂运动。
可让主机架在水平面上伸出或缩进进行工作。
螺杆和电机与变速箱相连的圆柱齿轮要求为标准件。
同时滑块与螺杆需要完美啮合。
悬臂与滑块的固定要紧松有度。
便于安装且牢固。
1、4机器人的位移、速度的控制方法
工业机器人器人的驱动只要是通过电机以智能接口板为桥梁连接计算机实现的。
智能接口板的结构如下图所示、
电机参数、大功率直流电机、9伏、1、4瓦、。
智能接口板通过计算机的串口进行通讯、每个接口板使用9V直流电源供电、
自带微处理器和21K容量的RAM储存器、可以将程序下载到接口板上、从而脱离计算机进行独立控制。
接口板的M1-M4接口用于驱动电动机、灯泡、电磁铁等外界负载。
驱动电动机时、可使电动机正转、反转或停止。
工业机器人各运动机构的速度是由PLC板与电机参数以及计算机软件控制的。
ROBOPro软件可以同时控制连接在计算机不同串口或USB端口上的多个接口板、还可以控制电动机以8档不同的转速运动。
而工业机器人各运动机构的反转与正传由计算机软件控制实现的。
工业机器人机器人位移的控制是通过计算机软件实现的。
接口板接到计算机后、必须通过软件来实现对模型的控制。
机器人工作的位置可以事先通过计算机软件编程实现。
慧鱼公司提供的控制软件有LLWin和ROBOPro两种、除此之外、还可以使用自行开发的动态连接库、通过高级语言编写程序、调用相关函数、实现对模型的控制。
通过计算机软件可以检测电机的运作是否正常、主机架的各个自由度是否能充分运转。
同时通过小灯检测线路是否连通以及电机是否完好。
通过传感器可以确定主机架的各个极限位置。
避免在运动过程中造成构件的损坏。
1、5机器人的轨迹规划
在计算机软件中、完成控制程序和功能模块的信息编辑。
就可以在计算机软件中控制电机的正反转、转动以及停止。
从而控制主机架和夹臂的运动。
首先通过ROBOPro软件的接口板测试窗口对工业机器人机器人进行常规性能监测、看工业机器人各部分机构是否运行正常。
在调试无问题之后、可编写预想工业机器人的运动轨迹规划、通过ROBOPro软件来
2、机电一体化系统创新设计分析
2、1分析慧鱼机器人模型的不合理设计
工业机器人存在的不合理设计、
各机构的电线连接易杂乱、经常阻碍及其运动。
各运动连接构件强度不够。
连接方式不够多样化。
4、拼接的套筒强度不够、导致主机架运作后套筒边缘容易掉落。
2、1构思设备和模型的机构创新的优化设计
优化建议、首先应该优化电线的放置问题、电线的杂乱容易导致机器人的运动不畅、且易出现机器失常问题。
慧鱼机器人配套的计算机软件可以更加多元化。
连接构件的连接形式
可以更多样化。
同时、同一功能的运动组合构件可以更多样化、可以由不源构件组
合出同样功能的运动件。
丰富操作者的想象以及实践能力。
、附图、
装配效
总结与体会
在这个机电创新设计课设中、我们首先根据图纸和零件、按照操作步骤、组
装出各个部件。
在课设操作过程中、最重要的是细心、准确选齐零件、按照每个过程组装好。
在操作过程中、经常出现零件安装错误、导致课设中用的时间比较多。
然后总结出、要不断的检查、完全确认好这个步骤做好后才做下一步。
做模型的过程中、不仅仅只是动手、而且要考虑它的运动结构、传动形式、尺寸结构。
最后还要充分理解整个的运动模式。
在设计整体机构时、一开始先参照课设室模型画出整体的结构原理图、再构思各个零部件的结构、尽量把结构简化、再参考课设室模型的尺寸把零件用UGNX6、0软件画出来、再进行总装配。
绘制零件的过程中、三维建模比较简单、很多的部件都能够比较容易的画出来、关键是一些尺寸参数的配合很容易出错。
在绘图过程中一般都是一边装配一边绘图、这样对于一些错的装配尺寸可以立即改正。
在绘图过程中、比较难处理的是联轴器的装配、尺寸比较难确定、齿轮丝杠的装配。
对于整个装配体来说、由于零件比较多、一些配合并不是很标准、导致运动仿真比较难处理。
这个也是这次设计中最大的缺陷。
但是整个零件的设计、结构是没有问题的。
总的来说、这次的课程设计给了我很好的锻炼。
在整个课程设计过程中、基
本上是对以前所学的专业知识的综合运用、通过这一次课程设计、对所学的知识有了更深的理解、把学到的东西真正运用到实际中去、是对自己学习的一种肯定。
这次课程设计可以提高自己的动手能力、重新认识和了解绘图软件、也提高了自己的查阅书籍的能力。
最后感谢老师在这个课程设计的耐心指导。
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