机器人设计电机减速器同步带选型1_第1页
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文档简介

1、机器人腕部结构设计 目录 关节选型的计算 电机的选型 减速器的选型 传送带的选型腕部结构示意图腕部结构设计示意图腕部关节和臂部U关节相连接，将驱动R关节的电机安装在U臂部里，输出轴经过齿轮传递给减速器，由输出抽带动R关节，完成腕部扭转。在R关节内安装驱动B关节的电机，输出轴连接滑轮，经过同步传动带传动，经减速器减速后，由输出轴带动B关节，完成腕部俯仰。在B关节内部安装驱动T关节的电机，输出轴连接滑轮，经同步带传送至减速器，减速后输出轴带动T关节，实现腕部回转。 液压系统具有较大的功率体积比，适用于大负载情形。液压驱动的本质优点在于它的安全性。 气动驱动适用于快节拍、负载小且精度要求不高的场合

2、电动驱动适用于中等负载，特别适合于动作复杂、运动轨迹严格的各类机器人 由于我们设计的机器人腕关节，其额定负载较小，考虑到工业机器人多以交流伺服电机驱动，根据关节所受最大力矩、最大角速度及取材的方便，综合分析，决定采用交流伺服电机驱动关节选型计算 表1 计算所需参数 腕部回转由电机通过同步带和减速器机构驱动。 已知：腕部回转关节的最大当量回转半径R=200mm，腕部总重量为m=50kg。转动惯量： =1 kg.m22112JmR12轴轴最大运动范围最大运动范围角速度角速度腕部重量腕部重量加速时间加速时间腕部回转-200-+200120o/s50kg0.1s 设机器人腕部角速度从0到120o/s，

3、所需的时间t=0.1s，则其角加速度: 负载启动惯性矩（静摩擦力矩忽略不计） 考虑到机器人各部分的转动惯量和摩擦力矩，选择减速器工况系数K=1.3，则减速器所需要的输出额定转矩为 按最高转速选择机型212020.9180180 0.1wradast111TJam 1.3 20.927.17Tk MN m 设同步带传动装置的传动比为i0=3，T腕部回转关节角速度w=120o/s，由于每一个关节选择n=3000r/min，该关节传动比: 减速器减速比i为： 额定输出转矩：27.17Nm；减速比：i=50163606 3000 12015060nniww11505033ii 取同步带、减速器传动的传

4、动效率均取 ，交流伺服电机应输出的转矩： 电机转速 电机额定功率P0.95127.170.191150 0.95outTTN mi n260nw20.19130000.0660outpTwkw 从动轮转速：n2=20r/min,n1=60r/min，同步带输入转矩可输入最高工作角速度（主动轮）w=6.28rad/s，则同步带传递的名义功率P可表示为：P=T w=0.1916.28=1.1995W 由机械设计手册查得载荷修正系数为KA=2.0，因为未使用张紧轮，又是减速传动，故附加修正系数为0.则设计功率Pd=KAP=21.1995=2.4W 根据Pd=2.4W和n1=60r/min，可以查得选取的同步带带型，进而可以计算大带轮、小带轮的内外直径、齿

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