步进电机驱动的双轨道多关节型机器人设计+CAD图纸(4)
(2) 大臂和小臂回转关节
图3.2 大臂﹑小臂﹑手腕和手爪回转示意图
大臂和小臂回转都是通过行星减速器减速后直接带动来实现的，且结构简单，通用性强，成本低，安装方便。由于在同样的体积条件下，关节型机器人比非关节型机器人有大得多的相对空间(手腕可达到的最大空间体积与机器人本体外壳体积之比)和绝对工作空间，结构紧凑，同时关节型机器人的动作和轨迹更灵活,结合本课题的实际条件，因此,大臂、小臂手腕和手爪回转关节选择方案是合理的。
3.2 整体受力图
3．4 整体受力图
3.2.1腕部回转关节的设计
步进电机的选择：
腕部旋转由步进电机直接驱动，设手爪及物体的最大当量回转半径R=50mm，手爪及物体的总重量m=2.5kg,则其转动惯量:
设机器人手部角速度W1从0加速到420rad/s所需要的时间t=0.4s,其角加速度
负载启动惯性矩（不计静磨擦力矩）
由于步进电机不具有瞬时过载能力，故取安全系数为2，则步进电机输出的启动转矩 。由于 必须小于步进电机的最大静转矩，所以选择如下二相步进电机：
型号:42HSM02。最大步距角保持转矩为2.4，步矩角1.8°，质量为0.23kg.
3.2.2 腕部俯仰关节的设计
步进电机的选择：
腕部俯仰是由步进电机通过同步带机构驱动的，手爪回转装置及物体的重心到回转中心的距离 ，腕部当量回转半径 ，腕部回转电机到回转中心的距离 ，则腕部俯仰时其转动惯量 式中， ——手爪回转装置及物体总质量约为2.5kg;
——腕部总质量约为0.1kg;
——腕部回转电机的质量。
设机器人腕部俯仰角速度从 加到 所需时间t=0.2s,则腕部俯仰角加速度 ，
腕部俯仰启动惯性矩
负载静转矩（静磨擦力矩忽略不计）。
由于 >> ,故惯性矩忽略不计，则腕部俯仰总转矩 。
同步带的传动效率 同步带的传动比为1。则步进电机输出的启动转矩为
所以，选择如下四相混合式步进电机：
型号：86HS38；最大静转矩： 步矩角：1.8°;质量：2。6kg.
3.2.2.1 同步带和轮的设计
腕部俯仰关节是通过同步带传动的，同步带的轴矩为300mm。
⑴求设计功率 ，由于前面已考虑到了安全系数，所以 ， 。
⑵选择带的节矩
从文献[8]，图36。1—22可知带的第一级节矩代号为L，对应节
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