伺服电机驱动的单轨道平面关节型机器人设计(4)
图1.4 候选方案三机器人
1.4. 设计方案确定
候选方案一的虽然其运动方式更多，能够满足更多的工作环境，但是承载能力较弱特别是对y方向运动有着特殊要求的工作环境。候选方案二能承受的载荷更大，其运动更为平稳，对于高速运动、重复性高的工作环境，有着其独特的优势。候选方案三运用了丝杆是的机构的运动更为平稳，传动精度更高，并且反向时不会出现空行程。
结合以上分析和任务要求选择候选方案三作为本次设计的方案。
图1.5 候选方案三机器人
2. 设计内容、设计步骤
2.1 伺服电机的选择
交流伺服电机与直流伺服电机相比有如下优点：
（1）工作可靠，对文护和保养要求低。
（2）定子绕组散热比较方便。
（3）惯量小，易于提高系统的快速性。
（4）适应于高速大力矩工作状态。
（5）同功率下游叫嚣的体积和重量。
鉴于这些优点，选用交流伺服电机作为本次设计的电机。
图2.1 伺服电机
2.1.1 末端执行器升降电机的选择
应用丝杠可以将电机输出的旋转运动通过丝杠螺母转变为直线运动，从而使得机器人的末端执行器能够实现升降运动。
（1） 丝杠传动的优点：
滚珠丝杠丝母间因无间隙，直线运动时精度较高，尤其在频繁换向时无需间隙补偿。滚珠丝杠丝母间摩擦力很小，转动时非常轻松。
（2） 丝杠传动的缺点：
频繁换向时容易产生冲击震动，重负荷时容易产生丢转。
选择丝杠型号：台湾TBI 滚珠丝杠副 SFU3205-4外径32mm 导程5
初设末端执行器的移动速度为2050mm/s ，
末端执行器的移动距离为150m ，丝杠的转动速度为5r/s
V--运动粘度，由于转动速度n=5r/s=300r/min，根据dn值（d为轴承的内经，n为转动速度）。圆锥滚子轴承选用5w/30 粘度等级，其对应的运动粘度为9.3--12.5,选择运动粘度v=10.6。
--与轴承类型，转速和润滑油性质有关的摩擦力矩。
--与轴承类型和润滑方式有关的系数。
--轴承平均内经 mm
=0.2 =50mm
--轴承平均内经 mm
--与轴承类型和润滑方式有关的系数。
--确定轴承摩擦力矩的计算负荷N
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