气动比例控制汽车座椅刚度试验机设计+CAD图纸(6)
根据其用途和特点提出如下技术参数：
自由度数目：4个
坐标形式：垂直关节型
最大活动半径：600mm
本体重量：≤200kg
汽车座椅高度600mm~700mm,后排最大宽度为1500mm
腰部横向移动距离要大于1500mm
各关节最大工作转速见下表2-2。
表2-2 各关节工作转速
最大工作转速
r/min
rad/s º/s
大臂转动关节 0.25 0.013 1.5
小臂转动关节 0.25 0.013 1.5
腕部回转关节 0.25 0.013 1.5
4 机械手各部分设计
4.1 腰部结构设计，计算，选型
底座上安装步进电机1，经减速后驱动滚珠丝杠螺母机构带动底板和腰部在导轨上横向移动，如下图所示：
4.1.1 丝杠螺母机构的选择与计算
确定滚珠丝杠副的导程 滚珠丝杠副的导程按下式计算：
式中 —滚珠丝杠副的导程，（ ）；
—工作台最高移动速度，（ ）；
—电机最高转速，（ ）；
由进给系统估算机械手：
=2.5
查阅得步进电机的最高转速 =500 。
将数值代入上式(5-1)可得： ≥5 。
故取 =5 。
动载强度计算
1）考虑工作台在移动过程中只受G影响
故 F =fG (5-3)
=0.2×100×9.8
=196( )
考虑工作台在加工时静止只受气缸负载反作用力影响
故 F =1000( )
故Fm= F ＋ F =196 ＋1000 =1196
2）静载强度计算
计算静载荷为：
（5-9）
式中 —硬度影响系数；
取
取f =1.0
综上数据选南京科曼机电有限公司的DGC-GZ2005-3型法兰式单螺母滚珠丝杠，额定静载荷 ，所以满足要求。具体参数如下图所示：
4.1.2 电机的选择
转动惯量：
m=滚珠丝杠质量
n=滚珠丝杠转速
p=滚珠丝杠导程
选择国产北京和利时电机技术有限公司（原北京四通电机公司）的步进电机，具体型号为：110BYG350BH-SAKRMA-0501 步距角：0.6°转动惯量：9.7 具体参数如下图所示：
减速器选择该公司的PS115系列行星齿轮减速器，减速比为100。
通过动负载，静负载计算，导轨选择型号MSA15E。
4.2 大臂结构设计，计算，选型
大臂的步进电机安装在腰部外部，在减速后通过齿轮传动带动大臂回转轴转动，结构如下图所示：
4.2.1 电机的选择
负载转矩
电机转矩
电机停止后，受气缸负载反作用力最大1000N