内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
击“定义” ，弹出“草绘”对话框。
7. 选择基准面TOP为草绘平面，接受默认的参照与方向，单击“草绘”按钮进入草
绘界面。
8. 绘制完成草图后，单击“继续当前部分”按钮即对勾按钮，完成截面草图的绘制。
接着单击旋转控制面板的“确定”按钮，模型效果下图(5-4)。
图5-4 未阵列的角接触球轴承
9. 选择刚绘制的圆球，然后选择“阵列”工具，弹出阵列控制面板。在“阵列方式”
下拉菜单中选择“轴”选项，单击内圈中心轴。
10. 在阵列控制面板的“阵列数”文本编辑框输入阵列数目10，“角度”文本编辑框输
入阵列角度36，单击“确定”，模型效果如图(5-5)所示。（图中的倒角的步骤没有加进去，是为了说明书的简洁。）
图5 -5 角接触球轴承的模型
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5.1.2 机器人的主要部件及装配模型
腕部电机装配图如图5-6所示。电机固定在外壳上，电机轴的转动带动底下圆盘的转动 。外壳与小臂是销轴连接，为减少摩擦销轴处加轴承。外壳上的小孔与系杆铰接，作用是为保持无论在何运动状态 下电机轴始终铅直向下。
图5-6 手腕部电机转配
滚珠丝杠副装配如图5-7所示。滚珠丝杠副支承形式采用双推-双推的支承形式。丝杠用销钉连接方式。轴承用轴承端盖和紧固件定位。滑块用滑动杆连接方式，可以沿着导轨滑动。圆螺母用圆柱连接方式，可以沿着滚珠丝杠螺旋向前移动。
图5-7 滚珠丝杠装配
腰部电机装配如图5-8所示。联轴器通过键与轴定位。角接触球轴承通过轴肩和套筒来
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定位。推力球轴承与轴用销钉连接装配。推力球轴承用外壳来定位，将整个腰部以上构件的重力通过轴承传给整个外壳。最上面部分的大圆盘可以通过电机轴的转动带动腰部以上构件旋转一定角度。
图5-8 腰部电机装配
整个机构的装配图如图5-9所示。
图5-9 整体机构的装配图
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5.2 三维机构运动仿真的基本介绍 5.2.1 机构运动仿真的特点
在Pro/ENGINEER中进行机构仿真运动的设计有两种方法:一是Mechanlsm(机构设计)，它可以通过用户对各种不同运动副的连接设定，使机构按照实际的运动要求进行运动仿真。二是Pro/MeehanlsmMotion功能，该模块是一个完整的三维实体静力学、运动学、动力学和逆动力学仿真与优化设计工具。Motion运动模块可以快速创建机构仿真模型并能方便的进行运动分析，从而改善机构设计、节省时间、降低成本。机构是由构件组合而成，而每个构件都以一定的方式至少与另一个构件连接。这种连接，既使两个构件直接接触，又使两个构件产生一定的相对运动。进行机构运动仿真的前提是创建机构，创建机构与零件装配都是将单个零部件组装成一个完成的机构模型，因此两者之间有很多相似之处。由零件装配得到装配体，其内部的零部件并没有发生相对运动，而由连接得到的机构，其内部的构件之间可以产生一定的相对运动。
5.2.2 机构运动仿真的工作流程
建立仿真运动的一般步骤：
1. 创建机构中参与运动的不可缺少的零件模型。
2. 选取合适的“连接”进行机构的装配，并进行必要的位置调整。
3. 进入机构设计界面，进行仿真运动的参数设置，其中包括高级连接类型的设置，伺服电动机和分析定义的参数设置。在机构仿真运动设计研究中，用户可以通过对机构添加运动副，使其随伺服电动机一起移动，并且在不考虑作用于系统上的力的情况下分析其运动。使用运动分析观察机构的运动，并测量主题位置、速度和加速度的改变。然后用图形表示这些测量，或者创建轨迹曲线和运动包络。根据以上分析，机构运动仿真总体上可以分为6个部分：创建图元、检测模型、添加建模图元、准备分析、分析模型和获取结果。 5.2.3 机构仿真运动装配连接的概念及定义
常规的装配限制了元件、组件的所有自由度，而元件、组件之间的相对运动必须保留某个或几个方向上的自由度，因此在进行机构仿真运动的装配过程中需要引入“连接”定义，即能够限制主体的自由度，仅保留所需的自由度，以产生机构所适合的运动类型。连接在“装配”环境中建立，单击“元件放置”对话框中的“连接”字符即可进入连接设置状态，Pro/ENGINEER中共提供了n种连接模式，下面介绍主要的连接方式:
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1. 刚性
使用一个或多个基本约束，将元件与组件连接在一起，受刚性连接的元、组件属于同一主体，连接后，6个方向上的自由度被完全限制，相互之间不再
有自由度。 2. 销钉
仅有一个旋转自由度，由一个轴对齐和一个与轴垂直的平移约束来限制其它5个自由度，元件可以绕轴旋转。
3. 滑动杆
仅有一个沿轴向的平移自由度，实际上就是一个与轴平行的平移运动，使用“轴对齐”和“旋转”两个约束限制其他5个自由度。
4. 圆柱
具有一个旋转自由度和一个沿轴向的平移自由度，元件可以绕轴旋转，同时可沿轴向平移，使用“轴对齐”的约束限制其他4个自由度。
5. 平面
具有两个平移自由度和一个旋转自由度，使用“平面”限制其他3个自由度，元件可绕垂直于平面的轴旋转并在平行于平面的两个方向上平移。
6. 球
具有3个旋转自由度。使用“点对齐”约束来限制3个自由度[7]。 5.2.4 机构的仿真运动
进行运动仿真必须有动力源，我们选用伺服电机具体操作步骤如下:单击菜单命令“应用程序”下的“机构”，系统会自动切换到机构设计操作界面。单击菜单命令“插入”下的“伺服电机”系统会自动弹出“伺服电机定义”对话框。设置相关参数，确定伺服电机的设置。
伺服电动机设置好以后，就可以模拟运动效果，这里还需要对个别参数进行行设置，具体操作步骤如下：
1. 单击窗口右侧工具栏里的“定义分析”按钮，系统会自动弹出“分析定义”对话框，将其中的参数设置进行相应的设置。
2. 切换到“电动机”选项卡，确认电动机已添加，然后单击底部“运行”按钮，检测运行状况，无误后关闭“电动机”选项卡，接着再关闭“分析定义”对话框。
3. 单击窗口右侧工具栏里的“回放以前运动分析”按钮，系统会自动弹出“回放”对
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