噴涂機(jī)器人畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、精選文庫(kù)摘要由于目前使用的油漆大多含有苯，笨是一種極易揮發(fā)，并且能致癌的化學(xué)物質(zhì)。在沒(méi)有任何防護(hù)的情況下進(jìn)行噴漆作業(yè)對(duì)工人的危害極大的，因此各種各樣的噴漆機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。本文設(shè)計(jì)了一種關(guān)節(jié)式噴漆機(jī)器人，具有六個(gè)自由度，其中手腕關(guān)節(jié)具有三個(gè)自由度，其它的關(guān)節(jié)各具有一個(gè)自由度，各個(gè)關(guān)節(jié)采用液壓驅(qū)動(dòng)。本文設(shè)計(jì)的噴漆機(jī)器人采用了類似于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。驅(qū)動(dòng)小臂運(yùn)動(dòng)的電機(jī)安裝在腰部回轉(zhuǎn)盤的上面，通過(guò)帶動(dòng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)間接驅(qū)動(dòng)小臂實(shí)現(xiàn)俯仰運(yùn)動(dòng)，這樣避免了把液壓缸直接安裝在大臂和小臂的連接處，從而減小了小臂自身的重量，同時(shí)減小了驅(qū)動(dòng)大臂和腰關(guān)節(jié)的液壓缸所需要的功率與力矩，這種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)還使小臂實(shí)現(xiàn)自身

2、的重力平衡從而減小了靜力矩。噴漆機(jī)器人的主體采用了鋁合金材料，減輕了自身的重量。噴漆機(jī)器人的整體動(dòng)態(tài)性能也因此提高。關(guān)鍵詞：噴漆機(jī)器人；關(guān)節(jié)式；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-精選文庫(kù)abstractnowadaysmostpaintcontainsbenzenethebenzeneisveryvolatile，toxicandcarcinogenicitdoesharmtotheworkersheavilywhentheprotectionisabsentsodifferentkindsofpaintingrobotsappearedanddevelopedgreatlyitajointtypepaintingr

3、obotwasdesignedinthispaperhadsixdegreesoffreedomthewristhadthreedegreesoffreedomandtheotherjointshadthreedegreesoffreedomthepaintingrobotsjointsweredrivenbyhydraulicpressureparallelogramstructurewasusedintherobotthehydrauliccylinderwhichwasinstalledonthewaistturningtabledrovedtheforearmindirectlythr

4、oughtheparallelogramstructurethestructureavoidedinstallingthehydrauliccylinderdirectlyonthejointtoreducetheforearmsweightsotheburdenofthehydrauliccylinderwhichdrivetheupperarmandthewaistwerereducedalsothisstructuremadetheforearmrealizebalanceitselfandreducethestatictorquealuminumalloywasusedgreatlyi

5、ntherobot，sotheweightoftherobotwasreducedalsothedynamicperformancewasimprovedkeywords：paintingrobot；joint；structuredesign-精選文庫(kù)目錄摘要.iabstract.ii目錄.i第一章緒論.11.1課題研究的背景及意義.11.2噴涂機(jī)器人的特點(diǎn)及其發(fā)展現(xiàn)狀.21.3課題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及研究的主要成果.41.3.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀.41.3.2國(guó)外研究現(xiàn)狀.51.5本文研究主要內(nèi)容以及背景和意義.7第2章總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).92.1確定驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).92.1.1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).92.1.2確定驅(qū)動(dòng)件和自由

6、度.102.2噴漆機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù).112.3各個(gè)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)形式和平衡方式.112.3.1小臂.122.3.2大臂.132.3.3小臂的傳動(dòng)機(jī)構(gòu).172.3.4大臂的傳動(dòng)機(jī)構(gòu).182.3.5腰部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu).192.4本章小結(jié).19第3章噴漆機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).19-精選文庫(kù)3.1噴漆機(jī)器人數(shù)學(xué)模型的建立與分析.203.2腕部設(shè)計(jì).233.2.1電機(jī)的選擇.233.3小臂的設(shè)計(jì).253.3.1小臂設(shè)計(jì)的總體要求.253.3.2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).263.3.3液壓缸的選擇與設(shè)計(jì).273.4大臂的設(shè)計(jì).303.4.1大臂設(shè)計(jì)的總體要求.303.5腰關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì).333.6傳感器的選擇.343.7本章小結(jié)

7、.34第4章軸、螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)與校核.364.1大軸1的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核.364.1.1大軸1的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).364.1.2大軸1的強(qiáng)度校核.374.2.1大軸2的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).404.2.2大軸2的強(qiáng)度校核.414.3小軸1的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核.424.3.1小軸1的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).424.3.2小軸1的強(qiáng)度校核.434.4小軸2的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核.454.5回轉(zhuǎn)底盤與腰部主軸連接螺釘?shù)男：?454.6本章小結(jié).46-精選文庫(kù)參考文獻(xiàn).48附錄一開(kāi)題報(bào)告附錄二文獻(xiàn)綜述附錄三外文文獻(xiàn)-精選文庫(kù)第一章緒論1.1課題研究的背景及意義機(jī)器人是綜合了人的特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的機(jī)械電子裝置,既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判

8、斷能力,又有機(jī)器持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力,從某種意義上說(shuō)它也是機(jī)器進(jìn)化過(guò)程的產(chǎn)物。機(jī)器人技術(shù)綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù),是當(dāng)代研究十分活躍、應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況,是一個(gè)國(guó)家自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人是用于完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。機(jī)器人的廣泛應(yīng)用,不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量,而且對(duì)保障人身安全,改善勞動(dòng)環(huán)境,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本,有著十分重要的意義。自從1962年美國(guó)研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人以來(lái),經(jīng)過(guò)五十多年的發(fā)展,機(jī)器人己在越來(lái)越多的領(lǐng)域得

9、到了應(yīng)用。如在毛坯制造(沖壓、壓鑄、鍛造等)、機(jī)械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料、裝配、檢測(cè)及倉(cāng)庫(kù)堆垛等作業(yè)中,機(jī)器人已逐步取代了人工作業(yè)。在農(nóng)業(yè)方面,機(jī)器人在國(guó)外農(nóng)場(chǎng)應(yīng)用也比較廣泛,如果蔬采摘機(jī)器人、植保機(jī)器人、噴(霧)藥機(jī)器人和高壓靜電滅蝗機(jī)器人等是農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的廣大科研工作者研究的熱點(diǎn)。用于表面涂覆工作的機(jī)器人稱為噴涂(或噴漆)機(jī)器人,它是機(jī)器人技術(shù)與表面噴涂工藝相結(jié)合的產(chǎn)物,是機(jī)器人產(chǎn)品中的一個(gè)特殊品種,主要用于工業(yè)領(lǐng)域的表面涂裝作業(yè),靜電噴霧技術(shù)同時(shí)也廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中噴藥殺蟲和除草等植保作業(yè)。采用噴涂機(jī)器人的主要優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了噴涂生產(chǎn)作業(yè)的自動(dòng)化,避免了工人始終處于有毒環(huán)

10、境中而造成-精選文庫(kù)急性或慢性中毒,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性,同時(shí)能減少涂料和能量的消耗,提高生產(chǎn)效率。1.2噴涂機(jī)器人的特點(diǎn)及其發(fā)展現(xiàn)狀大部分機(jī)電類產(chǎn)品在其制造過(guò)程中,都涉及到表面涂裝作業(yè)。對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)(如機(jī)床、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、起重機(jī)械、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械等)、電機(jī)電器行業(yè)(如電機(jī)、變壓器、電控柜等)、儀器儀表行業(yè)、家電行業(yè)、以及交通運(yùn)輸行業(yè)等,用戶對(duì)其產(chǎn)品外觀質(zhì)量的要求都很高,而表面涂裝技術(shù)是達(dá)到這一要求的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于某些機(jī)電產(chǎn)品如家電、輕工、汽車、摩托車等來(lái)講,產(chǎn)品的外觀質(zhì)量甚至影響到該產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力,因此對(duì)表面涂裝技術(shù)提出了更高要求。傳統(tǒng)的表面噴涂(漆

11、)技術(shù)都是以手工方式進(jìn)行產(chǎn)品表面的噴涂(漆)作業(yè),在此過(guò)程中產(chǎn)生的大量的有害物質(zhì)及氣體,如:苯、醛類、胺類等造成環(huán)境污染,影響到操作工人的身體健康及勞動(dòng)情緒,因此噴涂質(zhì)量受工人的技術(shù)水平和情緒等因素影響較大,制約了生產(chǎn)能力。自動(dòng)噴涂機(jī)的出現(xiàn)則克服了這一缺點(diǎn)。但由于噴涂機(jī)只能完成一些簡(jiǎn)單的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),而被涂工件表面的多樣性及復(fù)雜性使得噴涂機(jī)的使用受到一定的限制。隨著機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,機(jī)器人也被用來(lái)進(jìn)行涂裝作業(yè),進(jìn)而產(chǎn)生了一個(gè)新的機(jī)器人品種噴涂機(jī)器人。噴涂機(jī)器人最顯著的特點(diǎn)就是不受噴涂車間有害氣體環(huán)境的影響,可以重復(fù)進(jìn)行相同的操作動(dòng)作而不厭其煩,因此噴涂質(zhì)量比較穩(wěn)定;其次機(jī)器人

12、的操作動(dòng)作是程序控制的,對(duì)于同樣的零件控制程序是固定不變的,因此可以得到均勻的表面涂層:機(jī)器人的操作動(dòng)作控制程序是可以重新編制的,不同的程序針對(duì)不同的工件,所以可以適應(yīng)多種噴涂對(duì)象在同一條噴涂線上進(jìn)行噴漆。有鑒于此,噴涂機(jī)器人在涂裝領(lǐng)域越來(lái)越受到重視,尤其是在汽車制造業(yè)中,如圖1一l所示機(jī)器人噴涂汽車車-精選文庫(kù)身的情景。圖1一1機(jī)器人噴涂汽車車身噴涂機(jī)器人與其它品種的工業(yè)機(jī)器人比較其主要不同之處在于噴涂機(jī)器人用于在封閉的噴涂室內(nèi)噴涂工件內(nèi)外表面,由于噴涂室內(nèi)的漆霧是易燃易爆的,如果機(jī)器人的某個(gè)部件產(chǎn)生火花或溫度過(guò)高,就會(huì)引燃噴涂室內(nèi)的易燃物質(zhì),引起噴涂室內(nèi)的大火。甚至引起爆炸,所以,防爆系統(tǒng)

13、的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)電動(dòng)噴涂機(jī)器人很重要的一部分。其次,由于噴涂在工件表面的油漆是勃性流體介質(zhì),需要干燥后才能固化,在噴涂過(guò)程中,機(jī)器人不得接觸己噴涂的工件表面,否則將破壞表面噴漆質(zhì)量,因此噴槍輸漆管路等都不得在機(jī)器人手臂外部懸掛,而是從手臂中穿過(guò),這-精選文庫(kù)在一定程度上影響機(jī)器人的關(guān)節(jié)角轉(zhuǎn)動(dòng)范圍。最后噴涂機(jī)器人需配置涂料流量控制系統(tǒng)與換色系統(tǒng),以適應(yīng)不同色彩的需要。1.3課題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及研究的主要成果噴涂機(jī)器人是可以進(jìn)行自動(dòng)噴涂或噴漆的一種新型工業(yè)機(jī)器人，1969年由挪威一家公司發(fā)明。噴漆機(jī)器人主要由機(jī)器人本體、計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成，液壓驅(qū)動(dòng)的噴漆機(jī)器人還包括液壓油源，如油泵、油箱和電機(jī)等。

14、多采用5或6自由度關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，手臂有較大的運(yùn)動(dòng)空間，并可做復(fù)雜的軌跡運(yùn)動(dòng)，其腕部一般有23個(gè)自由度，可靈活運(yùn)動(dòng)。較先進(jìn)的噴漆機(jī)器人腕部采用柔性手腕，既可向各個(gè)方向彎曲，又可轉(zhuǎn)動(dòng)，其動(dòng)作類似人的手腕，能方便地通過(guò)較小的孔伸入工件內(nèi)部，噴涂其內(nèi)表面。噴漆機(jī)器人一般采用液壓驅(qū)動(dòng)，具有動(dòng)作速度快、防爆性能好等特點(diǎn)，可通過(guò)手把手示教或點(diǎn)位示數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)示教。噴漆機(jī)器人廣泛用于汽車、儀表、電器等工藝生產(chǎn)部門。隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷完善，噴涂精度得到顯著提高。我國(guó)的華南理工大學(xué)、華中科技大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)先后對(duì)噴涂機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行深入的研究，取得了不少進(jìn)展。航天航空部的703所、625所使用熱噴涂機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)，用來(lái)噴

15、涂一些重要而特殊航空部件。目前在我國(guó)，還沒(méi)有完全意義上的獨(dú)立生產(chǎn)噴涂機(jī)器人的廠家，機(jī)器人市場(chǎng)大多為歐美、日本、韓國(guó)等國(guó)的生產(chǎn)廠家所壟斷。1.3.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)的一些企業(yè)積極與高校開(kāi)展噴涂機(jī)器人的項(xiàng)目合作，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)噴涂機(jī)器人技術(shù)的成熟，普及與應(yīng)用。近年來(lái)國(guó)內(nèi)亦擁有相當(dāng)數(shù)量的噴漆機(jī)器人如南航研制的pr-1型噴漆機(jī)器人。噴漆機(jī)器人在國(guó)外早已廣泛應(yīng)用于汽車等產(chǎn)品的涂裝生產(chǎn)線,國(guó)外機(jī)器人己取得的進(jìn)展主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:1)操作機(jī)器人:通過(guò)有限元分析、模態(tài)分析及仿真設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)-精選文庫(kù)方法的運(yùn)用,操作機(jī)器人己實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)。以德國(guó)kuka公司為代表的機(jī)器人公司,己將機(jī)器人并聯(lián)平行四邊形結(jié)

16、構(gòu)改為開(kāi)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu),拓展了機(jī)器人的工作范圍,加之輕質(zhì)鋁合金材料的應(yīng)用,大大提高了機(jī)器人的性能。此外采用先進(jìn)的rv減速器及交流伺服電機(jī),使機(jī)器人操作機(jī)幾乎成為免維護(hù)系統(tǒng)。2)并聯(lián)機(jī)器人:采用并聯(lián)機(jī)構(gòu),利用機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量及加工。意大利comau公司和日本fanuc等公司已開(kāi)發(fā)出了此類產(chǎn)品。3)控制系統(tǒng):控制系統(tǒng)的性能進(jìn)一步提高,己由過(guò)去控制標(biāo)準(zhǔn)的6軸機(jī)器人發(fā)展到現(xiàn)在能夠控制21軸,甚至27軸,實(shí)現(xiàn)了軟件伺服和全數(shù)字控制。人機(jī)界面更加友好,基于圖形操作的界面也己?jiǎn)柺?。編程方式仍以示教編程為?但離線編程己在某些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)實(shí)用化。4)傳感系統(tǒng):激光傳感器、視覺(jué)傳感器和力傳感器已成功應(yīng)用于機(jī)器人系

17、統(tǒng)中,并實(shí)現(xiàn)了焊縫自動(dòng)跟蹤和自動(dòng)化生產(chǎn)線上物體的自動(dòng)定位以及精密裝配作業(yè)等,大大改善了機(jī)器人的作業(yè)性能和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。日本的kawasaki、丫aska場(chǎng)叭、fanuc和瑞典的abb、德國(guó)的kuka、reis等公司都有此類產(chǎn)品。5)網(wǎng)絡(luò)通信功能:日本的yaska場(chǎng)人和德國(guó)的kuka公司的最新機(jī)器人控制器己實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)場(chǎng)總線canbus、profibus及一些網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接,使機(jī)器人由過(guò)去的獨(dú)立應(yīng)用轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用。6)可靠性:由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用,使機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性有了很大提高。過(guò)去機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性一般為幾千小時(shí),而現(xiàn)在已達(dá)到5萬(wàn)小時(shí),可以滿足任何場(chǎng)合的需求。1.3.2

18、國(guó)外研究現(xiàn)狀在國(guó)外,近年來(lái)機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展有如下幾個(gè)趨勢(shì):l)機(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性),而其價(jià)格不斷下降。2)機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化;由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組裝方式構(gòu)-精選文庫(kù)造機(jī)器人整機(jī)。3)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于pc機(jī)的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展,有利于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高,采用模塊化結(jié)構(gòu);機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性大大提高。4)機(jī)器人中傳感器的作用日益突出,除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺(jué)傳感器、力覺(jué)傳感器,而遙控機(jī)器人則采用視覺(jué)、聲覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等多傳

19、感器的信息融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制。5)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用己從仿真發(fā)展到用于過(guò)程控制,如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中操縱機(jī)器人的感覺(jué)。1.4.存在問(wèn)題和未來(lái)解決問(wèn)題1.4.1噴涂工件cad造型的獲取噴涂機(jī)器人離線編程的第一步是必須獲取噴涂工件的cad數(shù)據(jù)，隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的成熟，可以利用模式識(shí)別技術(shù)先識(shí)別出待噴涂的工件，再利用圖像處理技術(shù)提取工件表面的特征點(diǎn)，形成數(shù)據(jù)點(diǎn)云，最后通過(guò)圖像的三維重構(gòu)獲取工件的cad數(shù)據(jù)。1.4.2噴涂路徑規(guī)劃路徑規(guī)劃是噴涂機(jī)器人離線編程的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。路徑規(guī)劃的好壞，直接關(guān)系到噴涂作業(yè)的效率以及工件表面的涂層是否均勻，對(duì)噴涂工

20、件的質(zhì)量的影響巨大。1.4.3噴涂機(jī)器人的位姿精度與標(biāo)定影響噴涂機(jī)器人位姿的精度有多方面的原因，從大體上講可分為靜態(tài)與動(dòng)態(tài)因素。靜態(tài)因素包括了制造、裝配時(shí)所帶來(lái)的機(jī)器人本體機(jī)械結(jié)構(gòu)上的誤差；由外界溫度的改變和長(zhǎng)期的磨損而引起的機(jī)械部件的尺寸變化，由此造成機(jī)器人位姿的誤差。動(dòng)態(tài)因素主要是由外力所引起的機(jī)械部件本身的彈性變形所帶來(lái)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)誤差。為解決以上因素所造成的機(jī)器人位姿誤差，必須在使用前對(duì)機(jī)器人進(jìn)行標(biāo)定，建立機(jī)器人-精選文庫(kù)的參照模型，目前用于機(jī)器人標(biāo)定的技術(shù)有基于三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的標(biāo)定、基于激光跟蹤儀的機(jī)器人標(biāo)定以及基于ccd的機(jī)器人標(biāo)定。根據(jù)機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行時(shí)的位姿與參照模型間的誤差，建立

21、機(jī)器人補(bǔ)償機(jī)制，以進(jìn)一步提高機(jī)器人噴涂作業(yè)的精度。1.4.4噴涂機(jī)器人的控制噴涂機(jī)器人的控制較為常用的仍是傳統(tǒng)的pid理論，在實(shí)際的應(yīng)用中，噴涂機(jī)器人機(jī)械臂的長(zhǎng)度往往很長(zhǎng)，當(dāng)整個(gè)機(jī)械臂伸展開(kāi)時(shí)大約可達(dá)到2m的長(zhǎng)度，且運(yùn)行速度較高，各關(guān)節(jié)間的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)非常顯著，不能忽略，從而造成機(jī)器人各關(guān)節(jié)的被控對(duì)象模型是時(shí)變的。而傳統(tǒng)pid理論的比例（p）、積分（i）、微分（d）參數(shù)的整定是建立在關(guān)節(jié)傳遞函數(shù)模型為定值基礎(chǔ)之上的，這對(duì)傳統(tǒng)的基于系統(tǒng)動(dòng)力模型的控制理論帶來(lái)了挑戰(zhàn)。此外，實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)往往存在有各種不確定的干擾，也會(huì)對(duì)pid控制器造成影響。以上兩個(gè)因素決定了pid控制器必須具備一定的自適應(yīng)性，其比例

22、、積分、微分參數(shù)應(yīng)能夠隨著外界環(huán)境的改變而自動(dòng)的變化。智能控制理論的提出與發(fā)展為問(wèn)題的解決帶來(lái)了新的思路。智能控制是人工智能、生物學(xué)與自動(dòng)控制原理結(jié)合的產(chǎn)物，是一種模仿生物某些運(yùn)行機(jī)制的、非傳統(tǒng)的控制方法。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論、人工免疫、遺傳進(jìn)化等智能控制算法與pid理論相結(jié)合，用于pid參數(shù)的整定，成為未來(lái)機(jī)器人控制發(fā)展的趨勢(shì)。1.5本文研究主要內(nèi)容以及背景和意義隨著改革開(kāi)放和我國(guó)加入世貿(mào)組織，近幾年來(lái)我國(guó)的汽車制造業(yè)高速發(fā)展起來(lái)。汽車制造業(yè)在自身發(fā)展的同時(shí)也促進(jìn)了機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，其中對(duì)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的促進(jìn)作用尤為顯著。在汽車制造生產(chǎn)過(guò)程中，汽車車身的涂裝是最主要的生產(chǎn)工藝之一。涂裝質(zhì)量的

23、高低決定了汽車表面的耐腐蝕能力的強(qiáng)弱、使用壽命的長(zhǎng)短、汽車是否美觀，而且人們?cè)谫?gòu)買汽車時(shí)，對(duì)于汽車產(chǎn)品最直接的評(píng)價(jià)就來(lái)源于汽車的外觀，因此噴涂質(zhì)量的高低直接影響了一個(gè)汽車產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力和-精選文庫(kù)生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟(jì)效益。噴漆機(jī)器人具有軌跡靈活、柔性大、操作簡(jiǎn)單、維修方便、利用率高等特點(diǎn)。所以在汽車制造業(yè)中噴漆機(jī)器人應(yīng)該是首選的涂裝設(shè)備。然而我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人的起步較晚、技術(shù)比較落后，間接導(dǎo)致了我國(guó)自行生產(chǎn)的噴漆機(jī)器人在控制精度、軌跡運(yùn)行精度、噴涂質(zhì)量、工作穩(wěn)定性、使用壽命、性價(jià)比等方面上與發(fā)達(dá)國(guó)的噴漆機(jī)器人存在著較大的差距。目前我國(guó)的部分汽車生產(chǎn)廠家還在使用軌跡靈活度較低、柔性差的自動(dòng)噴涂機(jī)

24、來(lái)進(jìn)行汽車車身的涂裝，少數(shù)企業(yè)雖然采用了外國(guó)設(shè)備制造商的噴漆機(jī)器人，但是仍然存在著價(jià)格昂貴、維護(hù)費(fèi)用高、兼容性低等問(wèn)題，從而導(dǎo)致了競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益的下降。因此實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的噴漆機(jī)器人的國(guó)產(chǎn)化，對(duì)于我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展和汽車制造業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。本文以用于汽車車身的噴漆機(jī)器人為研究對(duì)象，對(duì)噴漆機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。全文主要內(nèi)容如下：1.閱讀工業(yè)機(jī)器人和包裝機(jī)械的相關(guān)書籍，確定了各個(gè)關(guān)節(jié)的傳動(dòng)方案。根據(jù)設(shè)計(jì)要求里的工作空間的要求，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算方法，確定了兩個(gè)手臂的長(zhǎng)度。2.初步設(shè)計(jì)了傳動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)和連接形式，并用cad繪制出了主要零部件的零件圖和一張總裝圖以及腰部回轉(zhuǎn)部分的部裝圖與

25、腕部回轉(zhuǎn)部分的部裝圖。3.運(yùn)用所學(xué)到的理論力學(xué)、材料力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、物理學(xué)的知識(shí)并且根據(jù)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)計(jì)算出各個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩和功率，再查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇了符合要求的驅(qū)動(dòng)部件和傳感器。4.進(jìn)行了主要的傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。-精選文庫(kù)第2章總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1確定驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.1.1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是直接驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)器人完成指定動(dòng)作的機(jī)構(gòu)，而且工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)器人上的一個(gè)十分重要的機(jī)構(gòu)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的性能和功能以及維修是否方便有很大的影響。如果沒(méi)有一個(gè)有效的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，無(wú)論機(jī)器人具有多么精確的控制系統(tǒng)和多么敏感的傳感的系統(tǒng)，也是無(wú)濟(jì)于事的。當(dāng)今世界上工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作自由度都

26、比較多，以便能完成復(fù)雜的動(dòng)作，其中多為五自由度和六自由度。這些工業(yè)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)速度和直線移動(dòng)速度都比較快，而且定位精度十分高，它們的驅(qū)動(dòng)元件大多安裝在活動(dòng)支架上。而且由于施工現(xiàn)場(chǎng)的空間是有限的，所以絕大多數(shù)時(shí)候要求工業(yè)機(jī)器人所占的空間要盡可能的小，以便在有限的空間盡可能的完成多個(gè)工序。綜合以上特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)要求工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是必須做到外型小、重量輕、工作穩(wěn)定可靠。另外，由于工業(yè)機(jī)器人能在工作空間內(nèi)任意多點(diǎn)定位，而且控制以及驅(qū)動(dòng)程序又是靈活多變的，所以在一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜和多自由度的工業(yè)機(jī)器人中，通常采用伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。目前，工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式主要有液壓驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和氣壓驅(qū)動(dòng)三種。液

27、壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)主要是運(yùn)行穩(wěn)定可靠，運(yùn)動(dòng)件的慣性小，快速相應(yīng)的靈敏度高，傳動(dòng)比較大，低速性能好，容易實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，操作和控制都比較容易。氣壓驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)主要是響應(yīng)速比較度快，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床等設(shè)備中，但是存在管路漏氣的現(xiàn)象，維修比較麻煩。電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式具有以下特點(diǎn)：動(dòng)力源簡(jiǎn)單、負(fù)載小、調(diào)速范圍大、無(wú)需-精選文庫(kù)配管、維修及使用方便、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。此外，由于近年來(lái)液壓控制系統(tǒng)的逐漸完善，此次設(shè)計(jì)選擇液壓驅(qū)動(dòng)。2.1.2確定驅(qū)動(dòng)件和自由度由于工作需求的不同以及工作對(duì)象的不同，因此工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)型有多種結(jié)構(gòu)形式，主要包括直角坐標(biāo)系機(jī)器人、圓柱坐標(biāo)機(jī)器人、極坐標(biāo)機(jī)器人、多關(guān)節(jié)機(jī)器人直角坐標(biāo)系機(jī)器

28、人只能在x、y、z三個(gè)方向上作直線運(yùn)動(dòng)，因此控制方便，結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)比較方便。但是其只能作直線運(yùn)動(dòng)，所以局限性比較大，只能在特定的工作場(chǎng)合下工作。圓柱坐標(biāo)機(jī)器人的工作范圍是一個(gè)類似于圓柱面的表面，操作方便和控制方便是它最大的優(yōu)勢(shì)，但是它跟直角坐標(biāo)系機(jī)器人一樣有著極大的工作局限性。極坐標(biāo)機(jī)器人是一種可以做腰部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，手臂部分的一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的工業(yè)機(jī)器人。多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)空間比前三者大，可以完成十分復(fù)雜的動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)軌跡靈活多變，自由度多而且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。綜上所述，噴漆機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)型選用多關(guān)節(jié)型。又因噴漆機(jī)器人的負(fù)荷小，運(yùn)動(dòng)速度低，而且根據(jù)設(shè)計(jì)要求，所以采用六自由度。因此

29、本文設(shè)計(jì)的噴漆機(jī)器人是一種六自由度關(guān)節(jié)型機(jī)器人。-精選文庫(kù)2.2噴漆機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)形式自由度技術(shù)參數(shù)關(guān)節(jié)式6活動(dòng)范圍1100275370421052106420最大速度手腕最大負(fù)荷驅(qū)動(dòng)方式重復(fù)定位精度示教方式電源防爆級(jí)環(huán)境溫度2m/s5kg電液伺服驅(qū)動(dòng)2mm示教手柄直接示教或修正盤示教ac100v，單向50/60hz,260va本質(zhì)安全防爆i2g40402.3各個(gè)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)形式和平衡方式一般的工業(yè)機(jī)器人有5個(gè)左右的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，即：底座、腰部轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)支架、大臂、小臂和手腕部。目前大臂和小臂的結(jié)構(gòu)比較流行-精選文庫(kù)的是中間有多層圓筒形套裝梁結(jié)構(gòu)，外型像啞鈴，多為焊鑄件組合結(jié)構(gòu)。還有就

30、是箱形結(jié)構(gòu)，就整體來(lái)說(shuō)就是比較復(fù)雜的箱體，多為鑄件。為了減輕小臂的重量和大臂的負(fù)載，小臂采用空心管結(jié)構(gòu)，材料是鋁合金。為了增強(qiáng)大臂的強(qiáng)度，同時(shí)盡可能的降低大臂的重量，大臂采用實(shí)心的立方體結(jié)構(gòu)，材料同樣是鋁合金。手臂的平衡：為了減小驅(qū)動(dòng)力矩和增加運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，大臂和小臂原則上說(shuō)都要進(jìn)行平衡。但當(dāng)負(fù)載較小，臂桿的重量較輕，關(guān)節(jié)力矩不大，驅(qū)動(dòng)裝置有足夠的容量時(shí)，可以省去平衡。對(duì)于噴漆機(jī)器人的設(shè)計(jì)，由于末端執(zhí)行器的重量約為3kg，大臂和小臂的總重量約為60kg至70kg，因此在這里采取一定的平衡措施。對(duì)于小臂的平衡，在這里小臂采用鉸鏈四桿的結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)通過(guò)后桿的質(zhì)量來(lái)平衡腕部的質(zhì)量。該機(jī)器人的大

31、臂小臂均采用彈簧平衡裝置，如下圖所示。經(jīng)計(jì)算其平衡彈簧力未能做到手臂的完全平衡，但不平衡力矩量值不大。2.3.1小臂小臂的平衡彈簧鉸接在平衡支架的a點(diǎn)上，另一端固定焊接在小臂內(nèi)的彈簧座上。平衡支架、大臂、拉桿和轉(zhuǎn)臺(tái)組成一平行四連桿機(jī)構(gòu)。它使平衡支架在下臂運(yùn)動(dòng)時(shí)做平面運(yùn)動(dòng)，保證小臂在大臂運(yùn)動(dòng)時(shí)其夾角不變。小臂的不平衡力矩不僅隨轉(zhuǎn)角q3變化，也隨轉(zhuǎn)角q2變化，其算法如下：小臂對(duì)轉(zhuǎn)軸軸線o3的偏重力矩mg3為mg3=g3l3cosa式中：g3-小臂及手腕部件重量l3小臂及手腕部件的合重心與o3的距離a小臂梁與水平線的夾角彈簧的平衡力矩ms3=k3f3h3式中：k3小臂平衡彈簧剛性系數(shù)-精選文庫(kù)f3小

32、臂平衡彈簧變形量h3彈簧力對(duì)o3的力臂通過(guò)結(jié)構(gòu)的尺寸關(guān)系可算得：h3=r1r2sinb/l3f3=l3-(r2-r1)+f30式中l(wèi)3=2(r1r1+r2r2-2r1r2cosb)為彈簧長(zhǎng)度（包括支撐螺栓等長(zhǎng)度）是隨角變化的值，f30為安裝時(shí)彈簧的預(yù)變形量。由于存在著驅(qū)動(dòng)油缸活塞與剛桶的靜阻力，其方向沿活塞桿o3d，它對(duì)o3的力矩亦起著平衡一部分偏重力矩的作用，因而小臂的平衡力矩dm3=mg3-ms3-mp3式中mp3為油缸對(duì)o3的靜阻力矩。2.3.2大臂大臂的平衡由對(duì)稱于大臂中心線的左右兩根彈簧承擔(dān)，同理大臂的-精選文庫(kù)不平衡力矩dm2也同時(shí)受q2,q3轉(zhuǎn)角的影響，另外，小臂沒(méi)有完全平衡，在

33、計(jì)算時(shí)還應(yīng)考慮小臂加于大臂上部的力和力矩作用。此時(shí)，大臂的偏重力矩mg2應(yīng)為mg2=(g3+g2)a2+g2l2sinq2+dm3g2關(guān)節(jié)軸3的重量（包括軸上零件）a2大臂長(zhǎng)l2大臂合重心矩o2的長(zhǎng)度ms2=2k2f2h2其算法與小臂相同。考慮大臂驅(qū)動(dòng)油缸的靜阻力矩mp2則可得大臂的不平衡力矩dm2=mg2-ms2-mp2-精選文庫(kù)大小臂平衡彈簧參數(shù)小臂彈簧大臂彈簧彈簧直徑（mm）彈簧鋼絲直徑（mm）圈數(shù)剛度系數(shù)（kgf/mm）f67j10700.8493f80f10400.8666彈簧總長(zhǎng)度708410螺旋方向右旋右旋-精選文庫(kù)平衡彈簧材料選用60si2mna-精選文庫(kù)2.3.3小臂的傳動(dòng)機(jī)

34、構(gòu)圖2.3小臂關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖小臂關(guān)節(jié)的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2.3所示。小臂做+135至-90范圍內(nèi)的俯仰運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)整個(gè)腕部的空間位置。小臂軸和大臂末端連接在一起，連接形式可以是鍵連接或者是無(wú)鍵連接，由于此處的鍵連接的軸向定位比較麻煩，所以這里采用無(wú)鍵連接，具體采用在包裝機(jī)械中被廣泛運(yùn)用的脹緊套。脹緊套具有對(duì)中精度高、安裝/拆卸方便、強(qiáng)度高、連接穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。這里的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的后桿與底桿可以平衡手腕部分和部分小臂的重量，減少大臂所承受的負(fù)載。這個(gè)四桿機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡可能的減少底桿和后桿的重量，使之與腕部的質(zhì)量接近，而且-精選文庫(kù)其所占空間也應(yīng)該盡可能的小，綜合考慮選擇曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，具體

35、尺寸會(huì)在下一章根據(jù)工作空間所設(shè)計(jì)的手臂的長(zhǎng)度給出。2.3.4大臂的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖2.4大臂關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖大臂關(guān)節(jié)的傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖如圖2.4。大臂的俯仰運(yùn)動(dòng)和小臂的俯仰運(yùn)動(dòng)的配合將實(shí)現(xiàn)手腕部分在工作空間內(nèi)的定位。大臂一端與底座連接，一端與小臂連接液壓缸在外側(cè)驅(qū)動(dòng)，一同固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上，能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這種傳動(dòng)方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔有效、傳動(dòng)精度較高、通過(guò)自身的調(diào)速減輕了整個(gè)腰部的負(fù)載。在安裝時(shí)，驅(qū)動(dòng)大臂的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)小臂的液壓缸對(duì)稱布置的方式這樣有利于腰部回轉(zhuǎn)盤的重量平衡，使整個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，防止了顛覆。這種結(jié)構(gòu)也減小了腰部回轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，減輕了帶動(dòng)腰部回轉(zhuǎn)的液壓缸的負(fù)擔(dān)。-精選文庫(kù)2.3.5腰部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

36、圖2.5腰部關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖腰關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.5。腰部旋轉(zhuǎn)和大臂的俯仰以及小臂的俯仰共同配合將實(shí)現(xiàn)腕部在空間任意位置定位。腰部主軸與腰部回轉(zhuǎn)盤用螺釘相聯(lián)，大臂和小臂的驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在腰部回轉(zhuǎn)盤上的電機(jī)座上。腰部主軸是空心軸，通過(guò)鍵與力矩電機(jī)相連。因此，力矩電機(jī)帶動(dòng)腰部主軸旋轉(zhuǎn)，從而使腰部回轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。精度控制方面，會(huì)在電機(jī)后部安裝光柵編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)回轉(zhuǎn)角度的控制15。這種傳動(dòng)方案是通過(guò)直流力矩電機(jī)直接帶動(dòng)整個(gè)腰部回轉(zhuǎn)，免去了不必要的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)潔有效，降低了成本。2.4本章小結(jié)本章主要介紹了噴漆機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方案的選擇以及確定了技術(shù)指標(biāo)。完成了機(jī)器人的總體傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。并給出了各關(guān)節(jié)的傳動(dòng)方

37、案，同時(shí)進(jìn)行了必要的分析論證，在這之后設(shè)計(jì)了各個(gè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和大體上的連接方案。說(shuō)明了每個(gè)傳動(dòng)方案的優(yōu)點(diǎn)和不足，并給出了需要校正的零部件的方法。第3章噴漆機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-精選文庫(kù)3.1噴漆機(jī)器人數(shù)學(xué)模型的建立與分析設(shè)計(jì)的噴漆機(jī)器人所需要達(dá)到的最大覆蓋范圍是1.31.31.3m3。根據(jù)設(shè)計(jì)方案和預(yù)先假設(shè)，暫定大臂長(zhǎng)1m，俯仰范圍+135至-90，小臂長(zhǎng)0.8m，俯仰范圍是+168至-80，腰部直徑1.5m，回轉(zhuǎn)范圍是170。在建立數(shù)學(xué)模型之前，假設(shè)噴槍是一個(gè)不計(jì)體積的點(diǎn)，由于小臂末端至噴槍的距離約為0.4m，所以在討論時(shí)小臂的長(zhǎng)度為原小臂桿長(zhǎng)度加上0.4m，一共為1.2m。需要論證的數(shù)學(xué)模型是：

38、假設(shè)大臂和小臂為不計(jì)體積的細(xì)長(zhǎng)直桿1和直桿2，長(zhǎng)度分別為1m和1.2m。細(xì)桿1固定在回轉(zhuǎn)范圍是170的圓盤上，其俯仰范圍是+135至-90。細(xì)桿1的另一端連接著細(xì)桿2，細(xì)桿2的長(zhǎng)度是1.2m，同時(shí)細(xì)桿2可以相對(duì)于細(xì)桿1做俯仰范圍是+168至-80俯仰運(yùn)動(dòng)。需要驗(yàn)證的是，細(xì)桿2末端的最大運(yùn)動(dòng)范圍是否是噴漆機(jī)器人的最大覆蓋范圍1.31.31.3m3。如果超過(guò)噴漆機(jī)器人的最大覆蓋范圍，則假設(shè)的尺寸符合要求，如果小于噴漆機(jī)器人的最大覆蓋范圍，則需要重新制定各部分的尺寸。圖3.1工作的空間模型論證的細(xì)桿2末端所要達(dá)到的運(yùn)動(dòng)范圍如圖3.1所示。在論證時(shí)，假設(shè)大臂與腰部回轉(zhuǎn)盤的鏈接點(diǎn)i在線段da的延長(zhǎng)線上，

39、由于腰部回轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)范圍是170，所以只需要驗(yàn)證一般空間即可，另一半與之對(duì)稱。綜上所述，我們現(xiàn)在的論證空間是abcd-efgh，在論證時(shí)只需要驗(yàn)-精選文庫(kù)證細(xì)桿2的末端能否達(dá)到空間abcd-efgh的八個(gè)頂點(diǎn)即可。如果能在各個(gè)細(xì)桿的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)達(dá)到這八個(gè)頂點(diǎn)，那么細(xì)桿2的末端必然能夠達(dá)到空間內(nèi)的其他點(diǎn)。圖3.2平面abcd工作極限位置模型ij假設(shè)細(xì)桿1和圓盤的連接點(diǎn)i在da線段的延長(zhǎng)線上，代表細(xì)桿1，i與a的距離為0.5m。如圖3.2所示，當(dāng)工作平面在abcd時(shí)，達(dá)到各極限位置時(shí)細(xì)桿1與細(xì)桿2的位置狀態(tài)。讀圖可知達(dá)到d點(diǎn)時(shí)，細(xì)桿1的俯仰角度最大為51，根據(jù)設(shè)計(jì)方案知細(xì)桿1的最大俯仰角為+135。達(dá)到a點(diǎn)時(shí)，細(xì)桿2相對(duì)于細(xì)桿1的俯仰角度最小為-75，根據(jù)設(shè)計(jì)方案知細(xì)桿2相對(duì)于細(xì)桿1的最小俯仰角度-80。讀圖可知當(dāng)達(dá)到其他位置時(shí)，