工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、1緒論1.1工業(yè)機(jī)器人概述工業(yè)機(jī)器人由 操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感 裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞 動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計算機(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，是一個國家工業(yè)自動化 水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的電

2、子機(jī)械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的 快速反應(yīng) 和分析判斷能力一，又有機(jī)器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境 的能力。從某種意義上說它也是機(jī)器進(jìn)化過程的產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非工業(yè)領(lǐng)域的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。機(jī)械手是模仿人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動抓取、搬運(yùn)或操作的自動機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為"工業(yè)機(jī)械手”。工業(yè)機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和$勞動生產(chǎn)率;可以減輕勞動強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放 射性等惡劣的環(huán)境中，由它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大

3、因此，工業(yè)機(jī)械手在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及 輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的應(yīng)用工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單專用性較強(qiáng)，僅為某臺機(jī)床的上下料裝置，是附屬于該機(jī)床的專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用。1.2工業(yè)機(jī)器人的組成和分類機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等組成。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖1.1所示圖1.1機(jī)器人組成系統(tǒng)1、執(zhí)行

4、機(jī)構(gòu)包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。(1) 手部即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式手部和吸附式手部。在本課題中我們采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。夾持式手部由手指（或手爪）和傳動機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件， 常用的手指運(yùn)動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型?；剞D(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，故應(yīng)用較廣泛。平移型手指應(yīng)用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置， 因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位（是外廓或是內(nèi)孔）和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的，手指有外

5、夾式和內(nèi)撐式，指數(shù)有 雙指式、多指式和雙手雙指式等。而傳動機(jī)構(gòu)則是向手指傳遞運(yùn)動和動力。傳動機(jī)構(gòu)型式較多常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪 齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等 手腕手腕是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓取物件的方位（即姿勢）。手臂 手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動手指去抓取物件， 并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到指定的位置。工業(yè)機(jī)械手的手臂通常由驅(qū)動手臂運(yùn)動的部件 （如油缸、氣缸、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等）與驅(qū)動源（如液壓、氣壓或電機(jī)等） 相配合，以實(shí)現(xiàn)手臂的各種運(yùn)動(4) 立柱立柱是支承手臂的部件， 立柱也可以是手臂的一

6、部分， 手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn) 動和升降 ( 或俯仰 ) 運(yùn)動均與立柱有密切的聯(lián)系。 機(jī)械手的立柱因工作 需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。(5) 行走機(jī)構(gòu)當(dāng)工業(yè)機(jī)械手需要完成較遠(yuǎn)距離的操作或擴(kuò)大使用范圍時， 可在機(jī)座 上安滾輪式行走機(jī)構(gòu)可分裝滾輪、 軌道等行走機(jī)構(gòu)， 以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械 手的整機(jī)運(yùn)動。 滾輪式分為有軌的和無軌的兩種。 驅(qū)動滾輪運(yùn)動則應(yīng) 另外增設(shè)機(jī)械傳動裝置。(6) 機(jī)座機(jī)座是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分， 機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部件和驅(qū)動系統(tǒng)均安 裝于機(jī)座上，故起支撐和連接的作用。2、驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動工業(yè)機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的動力裝置調(diào)節(jié)裝置和輔 助裝置組成。常用的驅(qū)動系統(tǒng)有液壓傳動、氣壓傳

7、動、機(jī)械傳動?，F(xiàn) 在工業(yè)機(jī)械手的驅(qū)動系統(tǒng)大多采用液壓傳動。3、控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動的系統(tǒng)。 目前工業(yè)機(jī) 械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位 ( 或機(jī)械擋塊定位 ) 系統(tǒng)組成。控制系統(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種， 它支配著機(jī)械手按 規(guī)定的程序運(yùn)動，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息 ( 如動作順序、 運(yùn)動軌跡、運(yùn)動速度及時間 ) ，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機(jī)構(gòu) 發(fā)出指令，必要時可對機(jī)械手的動作進(jìn)行監(jiān)視， 當(dāng)動作有錯誤或發(fā)生 故障時即發(fā)出報警信號。4、位置檢測裝置控制機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動位置， 并隨時將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋 給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，

8、 然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整， 從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定位置。工業(yè)機(jī)械手的種類很多， 關(guān)于分類的問題， 目前在國內(nèi)尚無統(tǒng)一的分 類標(biāo)準(zhǔn)，在此暫按使用范圍、驅(qū)動方式和控制系統(tǒng)等進(jìn)行分類。1、按用途分(1) 專用機(jī)械手它是附屬于主機(jī)的、 具有固定程序而無獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置。 專 用機(jī)械手具有動作少、工作對象單一、結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠和造價低 等特點(diǎn)，適用于大批量的自動化生產(chǎn)的自動換刀機(jī)械手， 如自動機(jī)床、 自動線的上、下料機(jī)械手。(2) 通用機(jī)械手它是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的、 程序可變的、動作靈活多樣的機(jī)械手。 在其性能范圍內(nèi)，其動作程序是可變的， 通過調(diào)整可在不同場合使用， 驅(qū)動系統(tǒng)和

9、控制系統(tǒng)是獨(dú)立的。 通用機(jī)械手的工作范圍大、 定位精度 高、通用性強(qiáng)，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化的生產(chǎn)。通用機(jī)械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種： 簡 易型以“開一關(guān)”式控制定位， 只能是點(diǎn)位控制； 伺服型可以是點(diǎn)位 的，也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)， 一般的伺服型通用機(jī)械手屬于數(shù)控類型。2、按驅(qū)動方式分(1) 液壓傳動機(jī)械手液壓傳動機(jī)械手是以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的機(jī)械手。 其主要 特點(diǎn)是：抓重可達(dá)幾百公斤以上、 傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏。但 對密封裝置要求嚴(yán)格， 否則液壓油的泄漏對機(jī)械手的工作性能有很大的 影響，且不宜在高溫、

10、 低溫下工作。若機(jī)械手采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)， 可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機(jī)械手的通用性擴(kuò)大，但是電液伺服 閥的制造精度高，油液過濾要求嚴(yán)格，成本高。(2) 氣壓傳動機(jī)械手氣壓傳動機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是：介質(zhì)源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性 較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在 30 公斤以下，在同 樣抓重條件下它比液壓機(jī)械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高 溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。(3) 機(jī)械傳動機(jī)械手機(jī)械傳動機(jī)械手即由機(jī)械傳動機(jī)構(gòu) ( 如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間 歇機(jī)構(gòu)等

11、 ) 驅(qū)動的機(jī)械手。它是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械手， 其動力是由工作機(jī)械傳遞的。 它的主要特點(diǎn)是運(yùn)動準(zhǔn)確可靠， 用于工 作主機(jī)的上、下料。動作頻率大，但結(jié)構(gòu)較大，動作程序不可變。(4) 電力傳動機(jī)械手電力傳動機(jī)械手即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動機(jī)、 直線電機(jī)或功率步進(jìn)電 機(jī)直接驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的機(jī)械手， 因?yàn)椴恍枰虚g的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)， 故 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單。 其中直線電機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動速度快和行程長， 維護(hù)和 使用方便。此類機(jī)械手目前還不多，很有發(fā)展前途。3、按控制方式分(1) 點(diǎn)位控制它的運(yùn)動為空間點(diǎn)到點(diǎn)之間的移動， 只能控制運(yùn)動過程中幾個點(diǎn)的位 置，不能控制其運(yùn)動軌跡。 若欲控制的點(diǎn)數(shù)多，則必然增加電氣

12、控制 系統(tǒng)的復(fù)雜性。目前使用的專用和通用工業(yè)機(jī)械手均屬于此類。(2) 連續(xù)軌跡控制它的運(yùn)動軌跡為空間的任意連續(xù)曲線， 其特點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)為無限的， 整 個移動過程處于控制之下， 可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運(yùn)動， 并且使用范 圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。 這類工業(yè)機(jī)械手一般采用小型計算機(jī)進(jìn) 行控制。1.3 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r國外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢：(1) 工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高 ( 高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修 ) ，而單機(jī)價格不斷下降，平均單機(jī)價格從 91 年的 10.3 萬美 元降至 97 年的 6.5 萬美元。(2) 機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、 可重構(gòu)化發(fā)展。 例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電

13、機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)三位一體化。由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊重組方式構(gòu) 造機(jī)器人整機(jī)，國外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問市。(3) 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于 PC 機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展， 便于 標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化。器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié) 構(gòu)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。(4) 機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，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、力覺等傳感器，而 遙控機(jī)器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制。 多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中 已有成熟應(yīng)用。(5) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用

14、已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程 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)境中的感覺來 操縱機(jī)器人。(6) 當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自動化系統(tǒng)，而是致力 于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制， 即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整 的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。美 國發(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名 實(shí)例。(7) 機(jī)器人化機(jī)械開始興起。從 94 年美國開發(fā)出“虛擬軸機(jī)床”以來， 這種新型裝置已成為國際研究的熱點(diǎn)之一， 紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用 的領(lǐng)域。我國的工業(yè)機(jī)器人從 80 年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在 國家的支持下，通過“七五”、“

15、八五”科技攻關(guān)，目前己基本掌握了 機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計制造技術(shù)、 控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)、運(yùn)動 學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧 焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人，其中有 130 多臺套噴漆機(jī)器人在二十 余家企業(yè)的近 30 條自動噴漆生產(chǎn)線 ( 站 ) 上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人 己應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，如:可靠性低于國外產(chǎn)品，機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn) 線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距。 在應(yīng)用規(guī)模上， 我國己安裝的國產(chǎn)工業(yè) 機(jī)器人約 200 臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。 以

16、上原因主要是 沒有形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國的機(jī)器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求， “一客戶，一次重新設(shè)計”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程 度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫 切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)， 對產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃， 搞好系列 化、通用化、模塊化設(shè)計，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。我國的智能機(jī)器人 和特種機(jī)器人在“ 863 ”計劃的支持下，也取得了不少成果。其中最 為突出的是水下機(jī)器人， 6000m 水下無纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水 平，還開發(fā)出直接遙控機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、 管道機(jī)器人等機(jī)種。在機(jī)器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的 開發(fā)應(yīng)用上開

17、展了不少工作， 有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。 但是在多傳感器 信息融合控制技術(shù)、 遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機(jī)器人、 智能裝配機(jī)器 人、機(jī)器人化機(jī)械等的開發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步， 與國外先進(jìn)水平差 距較大，需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點(diǎn)地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系 統(tǒng)配套可供實(shí)用的技術(shù)和產(chǎn)品。1.4 課題的提出及主要任務(wù)進(jìn)入 21 世紀(jì)，隨著我國人口老齡化的提前到來，近來在東南沿海出 現(xiàn)在大量的缺工現(xiàn)象， 迫切要求我們提高勞動生產(chǎn)率， 降低工人的勞 動強(qiáng)度，提高我國工業(yè)自動化水平勢在必行， 本設(shè)計的目的就是設(shè)計 一個氣動搬運(yùn)機(jī)械手， 應(yīng)用于工業(yè)自動化生產(chǎn)線， 把工業(yè)產(chǎn)品從一條 生產(chǎn)線搬運(yùn)到另外一條生產(chǎn)線， 實(shí)現(xiàn)自

18、動化生產(chǎn)， 減輕工人大量的重 復(fù)性勞動，同時又可以提高勞動生產(chǎn)率。 現(xiàn)在的機(jī)械手大多采用液壓傳動，液壓傳動存在以下幾個缺點(diǎn) :(1) 液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失 ( 摩擦損失、泄露損失 等) ，液壓傳動易泄漏，不僅污染工作場地，限制其應(yīng)用范圍，可能 引起失火事故，而且影響執(zhí)行部分的運(yùn)動平穩(wěn)性及正確性。(2) 工作時受溫度變化影響較大。油溫變化時，液體粘度變化，引起 運(yùn)動特性變化。(3) 因液壓脈動和液體中混入空氣，易產(chǎn)生噪聲。(4) 為了減少泄漏， 液壓元件的制造工藝水平要求較高， 故價格較高， 且使用維護(hù)需要較高技術(shù)水平。鑒于以上這些缺陷，采用氣動技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn) :(1) 介質(zhì)提

19、取和處理方便。氣壓傳動工作壓力較低，工作介質(zhì)提取容 易，而后排入大氣，處理方便，一般不需設(shè)置回收管道和容器，介質(zhì) 清潔，管道不易堵存在介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充的問題。(2) 阻力損失和泄漏較小， 在壓縮空氣的輸送過程中， 阻力損失較小， 空氣便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。 外泄漏不會像液壓傳動那樣造成壓力 明顯降低和嚴(yán)重污染。(3) 動作迅速，反應(yīng)靈敏。氣動系統(tǒng)一般只需要 0.02s-0.3s 即可建立起 所需的壓力和速度。氣動系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動控制。(4) 能源可儲存。壓縮空氣可存貯在儲氣罐中，因此，發(fā)生突然斷電 等情況時，機(jī)器及其工藝流程不致突然中斷。(5) 工作環(huán)境適應(yīng)性好。在易燃、易爆、

20、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng)輻射、振 動等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動與控制系統(tǒng)比機(jī)械、 電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越， 而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。(6) 成本低廉。由于氣動系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低了氣動元件、 輔件的材質(zhì)和加工精度要求，制造容易，成本較低。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為 : 由于氣體具有可壓縮性， 因此，在氣動伺服系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)高精度定位 比較困難 ( 尤其在高速情況下， 似乎更難想象 ) 。此外氣源工作壓力較 低，抓舉力較小。 雖然氣動技術(shù)作為機(jī)器人中的驅(qū)動功能已有部分被 工業(yè)界所接受， 而且對于不太復(fù)雜的機(jī)械手， 用氣動元件組成的控制 系統(tǒng)己被接受，但由于氣動機(jī)器人這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進(jìn) 展過去介紹

21、得不夠，因此在工業(yè)自動化領(lǐng)域里，對氣動機(jī)械手、氣動 機(jī)器人的實(shí)用性和前景存在不少疑慮。本課題將要完成的主要任務(wù)如下 :(1) 機(jī)械手為通用機(jī)械手，因此相對于專用機(jī)械手來說，它的適用面 相對較廣。(2) 選取機(jī)械手的座標(biāo)型式和自由度(3) 設(shè)計出機(jī)械手的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括 : 手部、手腕、手臂等部件的設(shè) 計。為了使通用性更強(qiáng)，手部設(shè)計成可更換結(jié)構(gòu)，不僅可以應(yīng)用于夾持 式手指來抓取棒料工件， 在工業(yè)需要的時候還可以用氣流負(fù)壓式吸盤 來吸取板料工件。2 機(jī)械手的設(shè)計方案 對氣動機(jī)械手的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地抓 - 放和搬運(yùn)物件，這就 要求它們具有高精度、快速反應(yīng)、一定的承載能力、足夠的工作空間 和靈

22、活的自由度及在任意位置都能自動定位等特性。 設(shè)計氣動機(jī)械手 的原則是 :(1) 充分分析作業(yè)對象 ( 工件 ) 的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工 序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件； 明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和 材料特性，定位精度要求，抓取、搬運(yùn)時的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù) 等，從而進(jìn)一步確定對機(jī)械手結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制的要求。(2) 盡量選用定型的標(biāo)準(zhǔn)組件，簡化設(shè)計制造過程，兼顧通用性和專用 性，并能實(shí)現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制。 本次設(shè)計的機(jī)械手是通用氣動 上下料機(jī)械手，是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動作 程序的自動搬運(yùn)或操作設(shè)備，動強(qiáng)度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場合。2.1 機(jī)械手的座標(biāo)型式

23、與自由度 按機(jī)械手手臂的不同運(yùn)動形式及其組合情況， 其座標(biāo)型式可分為直角 座標(biāo)式、圓柱座標(biāo)式、球座標(biāo)式和關(guān)節(jié)式。由于本機(jī)械手在上下料時 手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運(yùn)動，因此，采用圓柱座標(biāo)型式。相應(yīng)的 機(jī)械手具有立柱轉(zhuǎn)動，立柱上下升降運(yùn)動，手臂前后伸縮運(yùn)動，和手 腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動四個自由度。圖 2.1 機(jī)械手的運(yùn)動示意圖2.2 機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 為了使機(jī)械手的通用性更強(qiáng)，把機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計成可更換結(jié) 構(gòu)，當(dāng)工件是棒料時，使用夾持式手部 ; 當(dāng)工件是板料時，使用氣流 負(fù)壓式吸盤。2.3 機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計考慮到機(jī)械手的通用性， 同時由于被抓取工件是水平放置， 因此手腕 必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動才

24、可滿足工作的要求。 因此，手腕設(shè)計成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。2.4 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計按照抓取工件的要求， 本機(jī)械手的手臂有兩個自由度， 即手臂的伸縮、 左右回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動是通過立柱來實(shí)現(xiàn)的， 立柱的 橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運(yùn)動由氣缸來實(shí)現(xiàn)。2.5 機(jī)械手的驅(qū)動方案設(shè)計 由于氣壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和泄漏較小，成 本低廉因此本機(jī)械手采用氣壓傳動方式。2.6 機(jī)械手的主要參數(shù)1、機(jī)械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)， 由于是采用氣動方式驅(qū)動， 因此考慮抓取的物體不應(yīng)該太重， 查閱相關(guān)機(jī)械手的設(shè)計參數(shù)， 結(jié)合 工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情

25、況，本設(shè)計設(shè)計抓取的工件質(zhì)量為 10 公斤 2、基本參數(shù)運(yùn)動速度是機(jī)械手主要的基本參數(shù)。操作節(jié)拍對機(jī)械手 速度提出了要求， 設(shè)計速度過低限制了它的使用范圍。 而影響機(jī)械手 動作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。 該機(jī)械手最大移動速 度設(shè)計為 1.0m/s 。最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計為 90o/s 。平均移動速度為 0.8m/s 。平均回轉(zhuǎn)速度為 60o/s 。機(jī)械手動作時有啟動、停止過程的 加、減速度存在， 用速度一行程曲線來說明速度特性較為全面，因?yàn)?平均速度與行程有關(guān)， 故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特 性。除了運(yùn)動速度以外， 手臂設(shè)計的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半 徑。大部分機(jī)械手設(shè)

26、計成相當(dāng)于人工坐著或站著且略有走動操作的空間。過大的伸縮行程和工作半徑， 必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。 在這種情況下宜采用自動傳送裝置為好。 根據(jù)統(tǒng)計和比較， 該機(jī)械手 手臂的伸縮行程定為 600mm, 最大工作半徑約為 1400mm 。手臂升降行 程定為 120mm 。定位精度也是基本參數(shù)之一。該機(jī)械手的定位精度為 ± 1mm 。2.7 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表1、用途 :用于自動輸送線的上下料。2、設(shè)計技術(shù)參數(shù) :(1) 抓重： 10Kg(2) 自由度數(shù)： 4 個自由度(3) 座標(biāo)型式：圓柱座標(biāo)(4) 最大工作半徑： 1400mm(5) 手臂最大中心高： 1250mm(6) 手臂

27、運(yùn)動參數(shù)：伸縮行程 600mm伸縮速度 400mm/s升降行程 120mm升降速度 250mm/s回轉(zhuǎn)范圍 0o-180o回轉(zhuǎn)速度 90o/s(7) 手腕運(yùn)動參數(shù)：回轉(zhuǎn)范圍 0o-180o回轉(zhuǎn)速度 90o/s(8) 手指夾持范圍：棒料：© 80mm-150mm(9) 定位方式：行程開關(guān)或可調(diào)機(jī)械擋塊等(10) 定位精度：± 1mm(11) 驅(qū)動方式：氣壓傳動3 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計為了使機(jī)械手的通用性更強(qiáng)，把機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計成可更換結(jié) 構(gòu)，當(dāng)工件是棒料時，使用夾持式手部。如果有實(shí)際需要，還可以換 成氣壓吸盤式結(jié)構(gòu)，3.1 夾持式手部結(jié)構(gòu)夾持式手部結(jié)構(gòu)由手指 ( 或手爪 ) 和傳

28、力機(jī)構(gòu)所組成。其傳力結(jié)構(gòu)形式 比較多，如滑槽杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等。 夾持式是最常見的一種， 其中常用的有兩指式、 多指式和雙手雙指式 按手指夾持工件的部位又可分為內(nèi)卡式 ( 或內(nèi)漲式 ) 和外夾式兩種 ： 按 模仿人手手指的動作， 手指可分為一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型， 二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型和移 動型 ( 或稱直進(jìn)型 ) ，其中以二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型為基本型式。 當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn) 型手指的兩個回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離縮小到無窮小時， 就變成了一支點(diǎn)回轉(zhuǎn) 型手指 ; 同理，當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的手指長度變成無窮長時，就成 為移動型?；剞D(zhuǎn)型手指開閉角較小， 結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，應(yīng)用廣泛。 移動型應(yīng)用較少， 其結(jié)構(gòu)比較復(fù)

29、雜龐大， 當(dāng)移動型手指夾持直徑變化 的零件時不影響其軸心的位置，能適應(yīng)不同直徑的工件。(1) 具有足夠的握力 ( 即夾緊力 )在確定手指的握力時， 除考慮工件重量外， 還應(yīng)考慮在傳送或操作過 程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落。(2) 手指間應(yīng)具有一定的開閉角 兩手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。 手指 的開閉角應(yīng)保證工件能順利進(jìn)入或脫開，若夾持不同直徑的工件，應(yīng)按 最大直徑的工件考慮。對于移動型手指只有開閉幅度的要求。(3) 保證工件準(zhǔn)確定位 為使手指和被夾持工件保持準(zhǔn)確的相對位置， 必須根據(jù)被抓取工件的 形狀，選擇相應(yīng)的手指形狀。例如圓柱形工件采用

30、帶“V”形面的手指，以便自動定心。(4) 具有足夠的強(qiáng)度和剛度手指除受到被夾持工件的反作用力外， 還受到機(jī)械手在運(yùn)動過程中所 產(chǎn)生的慣性力和振動的影響， 要求有足夠的強(qiáng)度和剛度以防折斷或彎 曲變形，當(dāng)應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕 的回轉(zhuǎn)軸線上，以使手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。(5) 考慮被抓取對象的要求根據(jù)機(jī)械手的工作需要， 通過比較，我們采用的機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)是 一支點(diǎn)兩指回轉(zhuǎn)型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設(shè)計成 V 型， 其結(jié)構(gòu)如附圖 3.1 所示。1、手部驅(qū)動力計算本課題氣動機(jī)器人的手部結(jié)構(gòu)如圖 3-2 所示，其工件重量 M=10kg ， 根據(jù)被夾持工件的直徑 80

31、150mm ，選定 V 形手指的角度2 0 =120 ° b=120mm>R=24m摩擦系數(shù)為u =0.3圖 3.1 齒輪齒條式手部(1) 根據(jù)手部結(jié)構(gòu)的傳動示意圖，其驅(qū)動力為 :P=b/R N(2) 根據(jù)手指夾持工件的方位，可得握力 N 計算公式 :2N sin 0u =1/2MgN=Mg/(4si n 0u)=10x9.8/(4xsin60ox0.3)=94.3(N)所以：P=b/R N=9120x94.3/24=471.5(N)(3) 實(shí)際驅(qū)動力 : P實(shí)際 > pK1K2/ n式中：n齒輪齒條傳動效率，取n =0.94K1 安全系數(shù)，由機(jī)械手的工藝及設(shè)計要求確定,

32、通常在1.22.0 ,取 1.5 ；K2 工件情況系數(shù)， 主要考慮慣性力的影響，若被抓取工件的最大加速度取 a=g 時，則 : K2=1+a/g所以： P 實(shí)際 = 夾持工件時所需夾緊氣缸的驅(qū)動力為 1504.8(N) 。2、氣缸的直徑本氣缸屬于預(yù)縮型單作用氣缸。 根據(jù)力平衡原理， 單向作用氣缸活塞 桿上的輸出推力必須克服彈簧的反作用力和活塞桿工作時的總阻力， 其公式為 :F1= n D2P/4-Ft式中 : F1- 活塞桿上的推力 /NFt - 彈簧反作用力 /NP - 氣缸工作壓力，選為 0.4MPa彈簧反作用按下式計算 :Ft=Gf(l+s)Gf=Gd14/8d13n式中 : Gf- 彈

33、簧剛度， N/ml- 彈簧預(yù)壓縮量 /mms- 活塞行程 /mmd1- 彈簧材料直徑 /mmD1- 彈簧中徑 /mmn- 彈簧有效圈數(shù)G- 彈簧材料剪切模量，一般取 G=79.4x109Pa查機(jī)械設(shè)計手冊彈簧 ，此處選用材料直徑為 3.5mm ，中徑為 30mm ， 有效圈數(shù)為 15 的彈簧，可得：Gf=Gd14/8d13n=79.4x109x(3.5x10-3)4/8x(3.5x10-3)3x15=3677.46(N/m)Ft=Gf(l+s)=3677.46 X 60 X 10=220.6 ( N)有公式 :F1= n D2P 3 /4 -Ft分析得單向作用氣缸的直徑 : 查機(jī)械設(shè)計手冊氣壓

34、傳動圓整，得 D=75mm由 d/D 的范圍在 0.20.3 之間 , 可得活塞桿直徑 :d=(0.20.3)D=(1522.5)mm取活塞桿直徑 d=18mm校核，按公式 4F1/ n d2< <r 有：其中，(T =120MPa , F仁 1504.8N 則：=4.0<18因此符合要求3、缸筒壁厚的設(shè)計缸筒直接承受壓縮空氣壓力， 必須有一定厚度。 缸體材料選用鋁合金2AI2其(T b=120MPa。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10 ,其壁厚可按薄壁筒公式計算 ：3 =DPp/2 (Tp式中：3 -缸筒壁厚，mmD- 氣缸內(nèi)徑， mmPp- 實(shí)驗(yàn)壓力，取 Pp=

35、1.5P=0.6MPaa p -缸體材料許用應(yīng)力，Pa，其計算公式為：(T p= a b/nn安全系數(shù)，一般取n=68ap =120/8=15 MPa代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為 :8 =DPp/2 ap=75x0.6x106/(2x15x106)=1.5(mm)由于計算所得的壁厚很薄不易加工， 故查機(jī)械設(shè)計手冊氣壓傳動選用壁厚為 3.5mm ，則：缸筒外徑為：D1 = 75 + 3.5'2= 82( mm)4 手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮到機(jī)械手的通用性， 同時由于被抓取工件是水平放置， 因此手腕 必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動才可滿足工作的要求。 因此，手腕設(shè)計成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。4.

36、1 手腕的自由度 手腕是連接手部和手臂的部件，它的作用是調(diào)整或改變工件的方位， 因而它具有獨(dú)立的自由度， 以使機(jī)械手適應(yīng)復(fù)雜的動作要求。 手腕自 由度的選用與機(jī)械手的通用性、 加工工藝要求、 工件放置方位和定位精度等許多因素有關(guān)。 由于本機(jī)械手抓取的工件是水平放置， 同時考 慮到通用性，因此給手腕設(shè)一繞 x 軸轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)運(yùn)動才可滿足工作的要 求目前實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)， 應(yīng)用最多的為回轉(zhuǎn)油 （ 氣 ） 缸，因此 我們選用回轉(zhuǎn)氣缸。它的結(jié)構(gòu)緊湊，但回轉(zhuǎn)角度小于 360 °，并且要 求嚴(yán)格的密封。4.2 手腕的驅(qū)動力矩的計算 手腕的回轉(zhuǎn)、上下和左右擺動均為回轉(zhuǎn)運(yùn)動，驅(qū)動手腕回轉(zhuǎn)時的驅(qū)動力

37、矩必須克服手腕起動時所產(chǎn)生的慣性力矩，手腕的轉(zhuǎn)動軸與支承孔處的摩擦阻力矩，動片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力 矩以及由于轉(zhuǎn)動件的中心與轉(zhuǎn)動軸線不重合所產(chǎn)生的偏重力矩 . 下圖 為手腕受力的示意圖。圖 4.1 1. 工件 2. 手部 3. 手腕 手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩可按下式計算 :M 驅(qū) =M 慣 +M 偏 +M 摩 +M 封式中：M驅(qū)一驅(qū)動手腕轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力矩（N cm）;M慣一慣性力矩（N cm）;M 偏參與轉(zhuǎn)動的零部件的重量 （ 包括工件、手部、手腕回轉(zhuǎn)缸的動片）對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩（N cm）;M摩一轉(zhuǎn)動軸與支承孔處產(chǎn)生的摩擦阻力矩（ N cm）;M 封手腕回轉(zhuǎn)缸的動片

38、與定片、缸徑、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩(N cm);下面以圖 2-1 所示的手腕受力情況，分析各阻力矩的計算:(1) 手腕加速運(yùn)動時所產(chǎn)生的慣性力矩 M 悅 若手腕起動過程按等加速運(yùn)動，手腕轉(zhuǎn)動時的角速度為3,起動過程所用的時間為t ,則M 慣=(J+J1) 3 / t(N cm)式中 : J- 參與手腕轉(zhuǎn)動的部件對轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量 ( ;J1- 工件對手腕轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量若工件中心與轉(zhuǎn)動軸線不重合，其轉(zhuǎn)動慣量 J1 為:J1=Jc+G1e12/g式中 :Jc 工件對過重心軸線的轉(zhuǎn)動慣量 (G1 工件的重量 (N)e1 工件的重心到轉(zhuǎn)動軸線的偏心距 (cm)(2) 手腕轉(zhuǎn)動件和工件的偏

39、重對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩M 偏M 偏=G1e1+ G3e3 ( N xcm)式中：G3手腕轉(zhuǎn)動件的重量 (N);e 3手腕轉(zhuǎn)動件的重心到轉(zhuǎn)動軸線的偏心距 (cm) 當(dāng)工件的重心與手腕轉(zhuǎn)動軸線重合時，G1e1=0(3) 手腕轉(zhuǎn)動軸在軸頸處的摩擦阻力矩 M 封M 封=f(RAd2+RBd1)/2(N cm)式中 : d1 ，d2- 轉(zhuǎn)動軸的軸頸直徑 (cm);f- 摩擦系數(shù)，對于滾動軸承 f=0.01, 對于滑動軸承 f=0.1根據(jù)刀MA(F)=O得RBl+G3l3=G2l2+G1l1RB=(G1l1+G2l2-G3l3)/l同理根據(jù)E MB(F)=0得RA=(G1(l+l1)+G2(l+l2

40、)+G3(l-l3)/l式中 :G2 轉(zhuǎn)動軸的重量 (N)l1,l2,l3,l4 如圖 4.1 所示的長度尺寸 (cm).(4) 轉(zhuǎn)缸的動片與缸徑、 定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩 M 封， 與選用的密襯裝置的類 型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。在機(jī)械手的手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動中所采用的回轉(zhuǎn)缸是葉片回轉(zhuǎn)氣缸， 它的原理 如圖 2-2 所示，定片 1 與缸體 2 固連，動片 3 與回轉(zhuǎn)軸 5 固連。動片封 圈 4 把氣腔分隔成兩個 . 當(dāng)壓縮氣體從孔 a 進(jìn)入時，推動輸出軸作逆時 4 回轉(zhuǎn)，則低壓腔的氣從 b 孔排出。反之，輸出軸作順時針 方向回轉(zhuǎn)。 單葉氣缸的壓力 P 驅(qū)動力矩 M 的關(guān)系為 :圖

41、2-2 回轉(zhuǎn)氣缸簡圖M=Pb(R2-r2)/2 或 P=2M/(b (R2-r2 )式中：M 回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩(N cm)P 回轉(zhuǎn)氣缸的工作壓力(Pa)R 缸體內(nèi)壁半徑(cm )r 輸出軸半徑( cm )b動片寬度(cm)上述驅(qū)動力矩和壓力的關(guān)系式是對于低壓腔背壓為零的情況下而言 的。若低壓腔有一定的背壓，則上式中的 P 應(yīng)為工作壓力 P1 與背壓 P2 之差。1、尺寸設(shè)計氣缸長度設(shè)計為 b=100mm ，氣缸內(nèi)徑為 D1=110mm ，半徑 R=55mm ，軸徑D2=26mm,半徑r=13mm，氣缸運(yùn)行角速度 3 =90 o/s，加速時間 t=0.1s ，壓強(qiáng) P=0.4MPa ，則力矩：

42、M=Pb(R2-r2)/2=57.12(N m)2、尺寸校核(1) 測定參與手腕轉(zhuǎn)動的部件的質(zhì)量m1=10Kg ，分析部件的質(zhì)量分布情況，質(zhì)量密度等效分布在一個半徑r=50mm 的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動慣量：J=m1r2/2 =10x0.052/2=0.0125(kg m2)工件的質(zhì)量為 10kg, 質(zhì)量分布于長l=100mm 的棒料上，那么轉(zhuǎn)動慣量Jc=ml2/12 =10x0.12/12=0.0083(kg m2)假如工件中心與轉(zhuǎn)動軸線不重合，對于長 l=100mm 的棒料來說， 最大偏心距 e1=50mm ，其轉(zhuǎn)動慣量為：J=Jc+m1e12 =0.0083+10x0.052=0.0333(k

43、g m2)M 慣=(J+J1 ) / At=(0.0125+0.0333)x90/0.1=41.22(N m)(2) 手腕轉(zhuǎn)動件和工件的偏重對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩為 M 偏， 考慮手腕轉(zhuǎn)動件重心與轉(zhuǎn)動軸線重合，e1=0 ，夾持工件一端時工件重心偏離轉(zhuǎn)動軸線 e3=50, 則：M 偏 =G1e1+G3e3=10x9.8x0+=4.9(N m)(3) 手腕轉(zhuǎn)動軸在軸頸處的摩擦阻力矩為 M 摩，對于滾動軸承 f=0.01, 對于滑動軸承 f=0.1,d1,d2 為手腕轉(zhuǎn)動軸的軸頸直徑， d1=30mm,d2=20mm,RA,RB 為軸頸處的支承反力，粗略估計 RA =300N, RB =150N, 則：M 磨=f(RAd2+RBd1)/2=0.01x(300x0.02+150x0.03)/2=0.05(N m)(4) 回轉(zhuǎn)缸的動片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩M封，與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。在此 處估計 M 封為 M 磨的 3 倍，則：M 圭寸=3xM 磨=3x0.05=0.15(N m)所以：M驅(qū)=M慣+M偏+M磨+M封=41.22+4.9+0.05+0.15=46.32(N m)M 驅(qū)=46.32<M=57.12設(shè)計