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七自由度柔性机械臂机构说明.--第1页
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七自由度柔性机械臂机构说明
设计目标
由于人工成本的不断提升,人们的刚性需求也不断的扩大,生产自动化越来越被人们所
重视。也是社会发展的必然。让机器人去完成一些高危、肮脏、重复、精度高的工作。由此,
设计一款高精度,高灵活性的机器臂显得更为重要。
设计的目标:高精度仿人工业机器人。
运用先进的仿生理论与柔性设计为基础,设计开发用二次式运动反馈来实现其高精度控
制,合理的仿人机构来完成动动。
机械臂整体设计方案
一、功能需求:满足实现模仿人类手臂的基本功能,
自由度包括手臂的肩部的抬起,摆动,旋转,肘部的弯曲,腕部的旋转,弯曲,摆动共7
个自由度。(图一)
图一图二
二、优化后确定的构型:
自由度包括手臂的肩部的摆动,抬起,大臂旋转,肘部的弯曲,小臂的旋转,腕部的弯曲,
摆动共7个自由度。(图二)
三、驱动模块示意设计:(图三)
胡克定律是力学基本定律之一。适用于一切固体材料的弹性定律,它指出:在弹性限度内,
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物体的形变跟引起形变的外力成正比。这样增加了力的反馈测量。在弹性材料在弹性限度内
形变时,测得其形变量,从而计算出受力与关节下方所处的位置。
1.先进行测试
图三
四、机械臂的具体设计方案,(图四)
五、各关节的受力分析:
基本尺寸图(图五)
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图五
L1=426mm,L2=293mm,L3=108mm,L4=442mm。
六、马达的初选
谐波减速器的优点:
Harmonic减速器结构简单,体积小,重量轻、啮合的齿数多、承载能力大、运动精度
高、运动平稳、间隙可以调整、传动效率高、同轴性好、可实现向密闭空间传递运动及动力。
瑞士Maxon电机优点:
轴向窜动和径向跳动小、温度范围大、回差小等,并且电机型号全编码器与抱闸与控制器配
套全面。
瑞士Maxon电机与日本Harmonic谐波减速器选型需求
示例图片:
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七自由度柔性机械臂机构说明.--第4页
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图六
马达:
1EC90flat90W扭力:4.67nm0.387nm;转速:3190rpm;重量:648g
减速器:
1CSG-25-160减速比:1:160;最大扭力:314nm;正常:176nm;重量:420g
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