基于视觉的极坐标机器人+CAD图纸(8)
该传力机构为杠杆式，故取 ，并取 =1.5,假设被抓取工件的最大加速度a=0.5*g时，那么 = 1.5
所以 N
设手抓伸缩速度为20mm/s =0.02m/s ,行程为60mm,查阅资料得，选择直线电机E43A4Q-05-193。如图4.2
图4.3
4.3机械手手腕部分设计计算
假设手腕的旋转速度为W0 = 450/s = 0.25πrad/s则，T=Jα 式中:T一旋转开始的转矩N.m
J一转动惯量 kg.m2
α 一角加速度 rad/s2
所需启动时间的时间为: △t= O.ls
手腕前部分的质量为:m = π*R2 * L*ρ,式中:R=0.068m ，L=0.5m ，ρ=7850Kg/m3,则m=57Kg；
J=0.5m*R2=0.132Kg•m2 ,则
T=J*W0/△t=1.04N•m
若考虑绕机器人手臂的各部分重心轴的转动惯量及摩擦力矩，取安全系数为1.5，则所需输出的最小转矩为:
T实际= 1.5T = 1.56N•m
由图4.3.1得，所以选择步进电机的型号为VRDM397/LMA190型，如图4.4
联轴器的选择，由电机伸出轴直径和取安全系数为1.25，T联=1.25x1.56=1.95N•m得，故由图4.3.2得，联轴器选择SFC-030-DA2（两端连接的轴颈分别为12mm，14mm），此处用于连接旋转的键选择5x5x10，材料45号钢,则[τ]=480MPa，[σ]=600MPa。
键的校核：σ= =2x1.95/0.014x0.002x0.01=14MPa≦[σ]，故满足要求。
4.4机械手水平直线运动部分设计计算
（1）水平直线运动滚珠丝杠的计算与选型
设移动部分的总重量为G=800N,按矩形导轨进行计算，取颠覆力矩影响系数K=1.1，滚动导轨上的摩擦因数μ=0.005。求得滚珠丝杠副的最大工作载荷
=1.1×0+0.005×800N=4N
取安全系数为1.5，则Fm=1.5×4=6N
设工作台在承受最大的最快进给速度 =1000mm/min，初选丝杠导程 =4mm，则此时丝杠转速 = 250 r/min。
取滚珠丝杠的使用寿命T=15000 h，代入 ，得丝杠寿命系数 =225（单位为：106 r）
取载荷系数 =1.2，滚道硬度为60HRC时，取硬度系数 =1.0，代入得最大动载荷：
41N
根据计算出的最大动载荷和机械臂所要求的工作空间，由图4.6得，选择BNK1408-2.5RRG0+871LC5Y型号，其公称直径为14 mm，导程为4 mm，行程700mm。
图4.6 （2）水平导轨的计算校核
初定采用两根平行导轨，每根导轨上安装一个滑块均匀分配到每一个滑块上的负载Fmax=800/2+100=500N,由以上水平滚珠丝杠的行程，故选择导轨型号 LM SHS 15 。
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