SCARA機(jī)器人圖紙，求助

apexcon

各位老師：
' M) E+ U* v* G    我剛接觸SCARA機(jī)器人，對(duì)于機(jī)器人的模型比較了解，請(qǐng)教能否提供一些機(jī)器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)，供小弟學(xué)習(xí)，謝謝！同時(shí)也歡迎有識(shí)之士能加入我們一起開發(fā)機(jī)器人項(xiàng)目，或與我們一起交流學(xué)習(xí)；QQ：540412656

陳曉偉

SCARA機(jī)器人？

pzlangji

這東西，對(duì)一個(gè)公司來說，能算是核心機(jī)密了，誰會(huì)這么容易拿出來分享，能找到的也就是外觀模型，至于內(nèi)部機(jī)構(gòu)，建議去買臺(tái)二手的拆了，來個(gè)逆向制造，都搞定了。

qiguangtu123

上面那幾個(gè)兄弟，機(jī)器人結(jié)構(gòu)真的有那么復(fù)雜。國內(nèi)只是電機(jī)和減速機(jī)做不好而已

northcliff

ABB的開門機(jī)器人應(yīng)該就是。

灑家888

美國更高級(jí)機(jī)器人都出來了

☆西北光☆

一種基于SCARA機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1 Z) U$ @- E. Q5 c7 U% h  c7 q' e摘 要：針對(duì)SCARA機(jī)器人在生產(chǎn)教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)精度高、操作方便的可以實(shí)現(xiàn)用多種控制方式(PC的遠(yuǎn)程控制，單片機(jī)的控制，開關(guān)量的控制等）控制的SCARA型機(jī)器人。
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# q! Q* s. b8 B( [( }4 }: o* o  lSCARA機(jī)器人為平面關(guān)節(jié)型的機(jī)器人，它結(jié)構(gòu)簡單!體積小，重量輕，安裝方便!具有很好的通用性。而且動(dòng)作迅速、定位精度高。CARA機(jī)器人一般采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制簡單，編程方便，廣泛應(yīng)用于電器、泵類等裝配工作中[1]。 本文針對(duì)試驗(yàn)教學(xué)的需要，設(shè)計(jì)了一種新型的SCARA機(jī)器人。
1 機(jī)器人機(jī)械臂的主要性能參數(shù)及計(jì)算
. x* O7 n4 d  r: }- z1.1 SCARA機(jī)器人機(jī)械臂的基本性能參數(shù)
根據(jù)本機(jī)器人的應(yīng)用要求，其主要的設(shè)計(jì)參數(shù)要求如下：
(1) 抓重：≤4kg
% ], |( n2 u( R) s(2) 自由度：4
, k' ~+ v- ^( Q; {5 D2 _(3) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)：
大臂：±90。(回轉(zhuǎn)角度)，角速度≤30。/s
" r* P/ O$ u! j6 r: k; W5 M小臂：±60。(回轉(zhuǎn)角度)，角速度≤15。/s
手腕回轉(zhuǎn)：±180。(回轉(zhuǎn)角度)，角速度≤60。/s
, S- T1 s$ c/ }' Y# G4 X手腕升降：100mm(升降距離)，線速度≤0.01m/s
" F4 J: @6 P2 E/ s# U( b6 g1.2 主要參數(shù)計(jì)算
(1)第三關(guān)節(jié)采用同步齒形帶傳動(dòng)，其參數(shù)計(jì)算如下：
7 F/ m* p0 j; ~2 N, t! R: }) P0 c& B# ^設(shè) 計(jì) 功 率 Pd=KaP=0.32W(查 表 取Ka=1.6[2]；P=FV=0.2W；皮帶的線速度為0.01m/s,，皮帶負(fù)載為20N)
同步帶的尺寸參數(shù)可根據(jù)設(shè)計(jì)功率和帶輪轉(zhuǎn)速及行程而定。
8 }& K1 U6 f$ {" ?0 e# w5 t" p4 q% A2 |(2)步進(jìn)電機(jī)的選型計(jì)算
- Q) y# d' B3 J' o機(jī)械臂的每個(gè)關(guān)節(jié)都是步進(jìn)減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的（如圖1所示）�，F(xiàn)以第三個(gè)自由度的電機(jī)為例說明電機(jī)選擇的方法。
( [9 \3 J3 T4 K6 h啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T=2Jw+QV=0.2N·m( 角速度 ω=5.3r/s2,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=7.8×10－7kg·m2,負(fù)載質(zhì)量Q=2kg,同步帶及負(fù)載的線加速度ν=5.3×0.011m/s2)
& ~5 Q  T# [9 ~+ W0 l考慮阻力等因素選擇的步進(jìn)減速電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為0.2N·m×2 安全系數(shù))=0.4N·m。 所以電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)該≥0.4 N.m。
2 B6 {0 T# ~, {8 ?& n以同樣方式計(jì)算的電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為：
底座電機(jī)》＝0.6 N.m
第二關(guān)節(jié)電機(jī)≥0.5N.m
( r- h, R% B% B7 ?* u1 e手腕回轉(zhuǎn)電機(jī)≥0.1N.m
2 機(jī)械臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)[3]
) G: L& e+ h( H, e% I1 [- F' I2.1 總體結(jié)構(gòu)
' ~5 v2 l; i3 |# d本機(jī)械臂的設(shè)計(jì)根據(jù)應(yīng)用的要求把機(jī)構(gòu)的可靠性和結(jié)構(gòu)簡單作為設(shè)計(jì)的第一位考慮。從方案的確定，總體的設(shè)計(jì)，元器件的選用方面都遵循了以上的原則，確保了機(jī)械臂可靠正常的工作，同時(shí)具備良好的經(jīng)濟(jì)性和可維護(hù)性。
' n8 }6 \- u2 W0 ]根據(jù)上述設(shè)計(jì)的原則，本機(jī)械臂采用了4關(guān)節(jié)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，即4自由度機(jī)器人.具體包括底座、大臂、小臂、腕部。第一、第二和第四關(guān)節(jié)直接采用步進(jìn)減速電機(jī)做傳動(dòng)設(shè)備（轉(zhuǎn)動(dòng)自由度)；第三關(guān)節(jié)采用同步帶傳動(dòng)的方式（升降移動(dòng)自由度）。
8 B, p9 E9 Y, o6 G  o機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的外形如圖1.
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2.2 傳動(dòng)方案的選擇[4]
9 L7 g- V# M. N" l/ J7 F根據(jù)機(jī)械臂的設(shè)計(jì)原則及要求,我們初步選擇了兩種傳動(dòng)方案。
3 _( @' n6 L) j) d# U; d' d（1）方案1
第一、二、四自由度選擇減速步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)，它精度高，傳動(dòng)比高，效率高，噪音小，震動(dòng)小，傳動(dòng)部分的零部件都是標(biāo)準(zhǔn)件，容易購買，安裝方便。
第三個(gè)升降自由度選擇同步帶傳動(dòng)。它傳動(dòng)精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比恒定，傳動(dòng)功率大，效率高，但安裝要求比較高，而且負(fù)載能力有限。
（2） 方案2
第二自由度采用二級(jí)同步齒形帶傳動(dòng)， 但是安裝要求高!結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。
7 y8 M# ~6 ^% B" y8 _/ u& x- r第三自由度選擇步進(jìn)減速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)，把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本�運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)精度高，而且絲杠具有自鎖的功能；但是速度不宜太高，而且相對(duì)同步齒形帶來說重量比較重，需要電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩更大，加工要求比較高。
其它自由度和方案1一樣。
. T5 z& F- V3 ]- q( V  Y以上兩個(gè)方案從傳動(dòng)上來看都是可以實(shí)現(xiàn)的。方案1在結(jié)構(gòu)上是最簡單的，所以比較容易實(shí)現(xiàn)；方案2結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工和安裝都比較困難。方案1用的標(biāo)準(zhǔn)件比較多，零部件比較少，所以容易加工和購買。綜合考慮，我們選擇方案1.
2.3 SCARA機(jī)械臂主要部分的結(jié)構(gòu)
2 T9 N% }  B/ P（1）底座：如圖2所示，主要由兩部分組成（外殼和軸承套部分）。外殼材料采用 45鋼。底座的軸承可以承受軸向和徑向的力，這樣避免了電機(jī)過載。電機(jī)安裝在端蓋上，結(jié)構(gòu)簡單，加工安裝方便，材料用質(zhì)輕強(qiáng)度好的鋁合金。位于軸承套底部的電機(jī) 7通過對(duì)軸1的驅(qū)動(dòng)，從而帶動(dòng)了和軸1 固接的大臂的轉(zhuǎn)動(dòng).

3 p) C$ S% W- v8 p5 h3 q（2）關(guān)節(jié)2：如圖3所示采用鋁合金材料，結(jié)構(gòu)簡單，外形簡潔美觀。軸承承受彎曲負(fù)載，保護(hù)了電機(jī)。電機(jī)輸出軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)了軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，小臂和軸6是固接的，所以小臂也隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)二轉(zhuǎn)動(dòng)。

（3）關(guān)節(jié)3：如圖4所示結(jié)構(gòu)簡單緊湊，材料也選擇比較輕的鋁合金。同步帶輪只需要采用一對(duì)軸承支撐，這樣既減輕了重量，結(jié)構(gòu)簡單。同時(shí)也可以滿足設(shè)計(jì)要求。電機(jī)1驅(qū)動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同步帶輪帶動(dòng)同步帶6以及和同步帶固接在一起的滑塊3作直線運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)和滑塊3固接的機(jī)械手實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)桿2起支持滑塊3的作用，使得滑塊和同步帶保持在同一水平面上。

  Z2 F$ Q& u$ ^, n; l3 驅(qū)動(dòng)控制
該機(jī)械臂采用步進(jìn)減速電機(jī)做驅(qū)動(dòng)器件，對(duì)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制也就是對(duì)步進(jìn)減速電機(jī)的分布式控制。它可以采用開環(huán)和閉環(huán)的方式。閉環(huán)控制可以使機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)和輸入的指令期望的運(yùn)動(dòng)參數(shù)盡可能的吻合，但是控制部分和機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。開環(huán)控制方式就比
較簡單，而且在滿足電機(jī)不失步的情況下，電機(jī)的定位精度很高。因此機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)控制可以采用開環(huán)控制，其開環(huán)控制系統(tǒng)模塊如圖5。
0 y. m9 R+ Z. t1 [8 \% Q
PC主機(jī)通過RS232串口發(fā)送計(jì)時(shí)器參數(shù)和其他的控制參數(shù)，單片機(jī)控制器按照PC發(fā)送的參數(shù)通過驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械臂的控制。驅(qū)動(dòng)模塊可以選用集成芯片UCN5804B[6]，它集成了包括：環(huán)形分配器、電流控制器、保護(hù)電路、放大驅(qū)動(dòng)電路。結(jié)構(gòu)簡單可靠，同時(shí)用戶自己也可以設(shè)計(jì)各種電路對(duì) 電機(jī)進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng)[7]。
" l5 J& z/ e% F9 ^8 s. s: M' M4 小 結(jié)
機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的性能有很大的影響， 因此其結(jié)構(gòu)的合理與精心設(shè)計(jì)是整個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵之一。在結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)中，還要考慮各部分的彈性變形、摩擦、間隙和傳動(dòng)誤差等問題。本文設(shè)計(jì)的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)簡單，較容易控制。可以應(yīng)用在機(jī)器人控制試驗(yàn)和教學(xué)等領(lǐng)域；加上合適的機(jī)械手爪還可以組成簡單的裝配的機(jī)械臂。如果在系統(tǒng)中加裝反饋裝置，還可以組成控制精度更高、系統(tǒng)更穩(wěn)定的閉環(huán)機(jī)器人控制系統(tǒng)。基于成本及精度等的考慮，可選擇電位器實(shí)現(xiàn)位置的反饋[8]。
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☆西北光☆

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岳桂志遠(yuǎn)

是的，國內(nèi)電機(jī)與行星減速機(jī)都不上檔次，別期望太高，ＡＢＢ的不錯(cuò)，

pody@163.com

很好的資料