气动驱动系统 有限制 较高 结构适当,执行机构可做成独立结构,易于标准化,容易实现直接驱动。密封问题并没有液压系统那样重要。 防爆性能好,高于一个大气压,应注意设备有爆炸风险。 速度调节机构、配流元件结构简单,一般要求有专门的制动装置,速度、位置控制到精确值困难。 安装要求不高 要求水平中等的维护人员进行定期的维护
电动驱动系统 有限制 高 电机易于标准化,结构性能好,但是电机后面一般需配备精密减速器,除特殊电机外,难于直接进行驱动。 设备自身无爆炸和火灾风险,但是对环境的防爆性能差。 结构简单,控制灵活性强,能将速度位置控制到精确值。 安装要求随传动方式不同而异。 要求水平较高的维护人员进行定期检查维护。
鉴于上述各驱动系统特性的分析对比,同时查阅相关机械臂设计资料,对于本课题设计,采用电机驱动。因为它有低惯量、高起动力矩等优点,不需要进行能量转化,噪声较低,控制灵活,使用方便。
4。2 基座设计
4。2。1 基座的设计原则
1)基座要有足够大的安装基面,保证机械臂在工作时整体的稳定性。
2)基座要承受机械臂的全部重量和载荷,因此机械臂的基座要有足够大的强度和刚度,保证承载能力。
3)机械臂的腰部应是它的第一个回转关节,它对机械臂末端的运动精度影响最大,因要保证设计中腰部轴承及传动链有足够的强度和相当高的精度。
4)为了保证机械臂的外部电缆不随着机械臂的运动而摆动,在设计过程要解决好固定端与运动端的联接问题。
5)腰部的回转要有相应的驱动装置。腰部结构要便于安装调整。文献综述
6)为了减轻机械臂运动部分的惯量,提高机械臂的控制精度。机械臂应采用较轻的材料,而基座一般采用铸铁或铸钢材料制成。
4。2。2 基座部分设计计算
(1)基座电机的选择
手臂回转的驱动力矩,应该与手臂运动时所产生的惯性力矩,以及各支撑处的摩擦力矩相平衡。即
惯性力矩的计算
其中,——手臂回转部件对其回转中心的转动惯量;
——手臂回转的角速度差;
——启动所需时间;
——零件作为其重心位置的质点对手臂回转中心的转动惯量;
——零件对回转中心的转动惯量;
——手臂回转半径(重心到回转中心的距离);
——手臂运动的重量;
计算时,可把形状复杂的机械臂近似看成圆柱体,则
设置启动角度,则启动角速度差,设置启动时间。取。设回转零件为一个半径为170mm,长2200mm,重25Kg的圆柱形零件。