PLC步进电机驱动的单轨道平面关节型机器人设计+CAD图纸(7)
（2）蜗杆轴的垂直布置则可以使电机垂直安装，而并不是在侧面内的安装或者是水平面内的安装，这就保证了安装的简便性；
（3）蜗杆轴的垂直布置则更加便于蜗杆蜗轮的装配。
在本设计中，其传动路径依次是：步进电机-弹性联轴器-蜗杆轴-蜗轮-蜗轮轴-锥齿轮。从而形成以开环传动过程。才此的传动过程中传动链较少，从而保证了传动的精确性。
本设计选取蜗轮蜗杆来进行减速，还因为蜗轮蜗杆副的一些特性。蜗轮蜗杆减速机的功能有减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。也就是减慢速度，增加力。一般电机都有一个惯量数降速同时提高输出扭矩，它的扭矩输出比例按电机输出乘减速比。涡轮蜗杆减速器结构比较紧凑、传动比较大，它安装方便、结构合理，由于传动比变化比较大。所以其可以获得非常底的输出速度，相对其他减速器来说，其振动小、噪声较低。
本设计在蜗杆轴的末端连接一锥齿轮从而改变传动的方向，此轮与小臂的部分相配合从而驱动小臂的摆动。
3.4 大臂零件
图3.7 大臂零件图
如图3.7所示即为大臂的零件图。
大臂部分采用HT200铸造完成，其形状如图示。大臂的具体结构并没有像传统的机械臂那样，形状较为规则。而是采用一定的弯折形式。采取弯折的部分完全是为了满足小臂驱动机构在大臂上定位时的需要，通过此弯曲机构的设计则在无需加宽大臂的宽度的情况下即可完成小臂驱动机构的定位。从而保证了这个机构系统的结构紧凑性。在大臂的机构设计中，本设计采用镂空的设计工艺，从而保证大臂不至于显得过分笨重，则降低了驱动本分的压力。大臂与基座主轴相连接，两者之间发生同步运动。
3.5 小臂零件
图3.8 小臂零件图
小臂零件图如上图3.8所示，本设计保证了零件的轻便与结构上的紧凑。
4 计算校核
4.1 步进电机选择
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。本设计选用两相混合式步进电机，其价格较为便宜，能够满足本设计的基本精度以及震动性等的要求。
4.1.1小臂水平面摆动电机选择
原始条件及数据： （1）最大工作负荷4kg;
（2）机器人直线自由度行程不小于2m;
（3）大臂回转角度不小于180度。
参数设计： 导轨水平移动速度为100mm/s;
大臂上下关节移动速度为100mm/s;
大臂摆动速度为90°/s;
小臂摆动速度为180°/s。
依据设计要求，本设计机器人的外形尺寸如下图4.1所示：
图4.1 机器人外形尺寸图
总体重量估算分配： 小臂部分4㎏；
大臂部分8㎏；
基座部分12㎏；