Delta并联机器人的机构设计

1 定平台的设计

零件的设计与选型

定平台又称基座，在结构中属于固定的，具体的参数见图一，厚度 20cm。定 平台的等效圆半径为 210mm。材料选用铸铁，铸造加工，开口处磨削加工保证精度。 最后进行打孔的工艺。

图一

定平台设计图

2 驱动杆的设计

具体参数为长* 厚* 宽：880mm*10mm*20mm。孔的参数为φ 10*10mm。材料用 铝合金，设计为杆式，质量小，经济，同时也满足载荷条件。

图二 驱动杆的设计图

3 从动杆的设计

具体参数为长* 宽* 高：620*20*10mm。孔参数为φ 10*10mm。材料选用铝合金。

图三 从动杆的设计图

4 动平台的设计

参数如下图，考虑到重量因素，采用铝合金，切削加工。动平台的等效圆半径 为 50mm，分布角为21.5°。

图四 动平台的设计图

5 链接销的设计

45号钢，为主动杆和定平台的连接销：φ 9*66mm。

6 球铰链的选型

目前，大多数的Delta机构的主动杆与从动杆的链接方式为球铰链的链接。球型连接铰链是用于自动控制中的执行器与调节机构的连接附件。它采用了球型轴承结构具有控制灵活、准确、扭转角度大的优点，由于该铰链安装、调整方便、安全可靠。所以，它广泛地应用在电力、石油化工、冶金、矿山、轻纺等工业的自动控制系统中。球铰链由于选用了球型轴承结构，能灵活的承受来自各异面的压力。本文选用球铰链设计，是主要因为球铰链的可控性，以及结构简单，易于装配。且有很好的可维护性。

本文选用了伯纳德的 SD 系列球铰链，相对运动角为60°。

7 垫圈的选型

此处我们选用标准件。GB/T 97.1 10‐140HV ，10.5*1.6mm。

8 电机的选型

本设计的 Delta 机器人，主要面向工业中轻载的场合，比如封装饼干等。因此，以下做电动机的选型处理。

由于需要对角度的精确控制，因此决定选用伺服电机。交流伺服电机有以下特点：启动转矩大，运行范围广，无自转现象，正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转，这也是 Delta 机构需要的。 交流伺服电动机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性，并且由于转子电阻大，损耗大，效率低，因此与同容量直流伺服电动机相比，体积大、重量重，所以只适用于 0.5-100W 的小功率控制系统。

在本设计中，电动机的功率计算如下：机构的最高速度不超过 2m/s，考虑到运动杆件重量，摩擦力等。综合载重 5kg。 则，P=FV=5kg*10m/s2*2m/s=100W。 取安全因子为 1.2，则每个电机的功率为 1.2*100W/3=40W。故初步选用下面下表两款：

考虑到经济原因，在其它参数相似的 情况下，我们在这里选择三菱的HC-MFS/kfso53k。

9 执行器的设计与选型

考虑选用电控吸盘或机械手。