娱乐场景夹取式多自由度机械臂结构

当初做这套结构的时候，最先踩的坑是夹爪齿轮啮合的侧隙问题，第一次打样出来夹取轻薄的游戏代币时，齿侧留的0.1mm间隙让夹爪闭合后有轻微晃量，代币容易在抬臂过程中滑落，后来反复调整齿厚参数，把非啮合面做了0.05mm的让位，啮合段的公差压到IT7级，才解决了夹取不稳的问题。腕部回转的齿轮组一开始没考虑到娱乐场景下频繁正反转的冲击，最初用的直齿传动噪音很大，放在场馆里运行半小时就有明显的齿面磨损痕迹，后来把末级传动换成了斜齿，还在回转支撑的位置加了聚四氟乙烯的耐磨衬垫，连续跑72小时疲劳测试，齿面磨痕不到0.02mm，噪音也降到了场馆要求的55分贝以内。

臂段的连接轴一开始选的是普通光轴，装配的时候发现同轴度不好保证，三节臂装完后末端夹爪的偏移量超过了2mm，根本没法对准台面上的取料位，后来把连接轴改成了带定位台阶的结构，每段臂的铰接孔都做了铰孔处理，装配时不用反复调整就能把同轴度控制在0.1mm以内，后期维护拆换零件也不用重新校准位置。一开始想把所有结构件都做成金属切削件，算完成本发现单台造价超过了预算的两倍，毕竟是娱乐场景用的设备，负载只有不到1kg，就把非受力的护板类零件换成了注塑件，受力的臂架还是用6061铝合金做硬质阳极氧化，既保证了结构强度，又把整体重量降了三分之一，驱动电机的负载也跟着小了，选更小功率的舵机就能满足动作要求。

跨软件转档的时候也出了不少问题，一开始把结构从建模软件导到渲染环境里，齿轮的渐开线面出现了破面，装配约束也丢了不少，后来把每个传动组件单独导出成通用格式，逐件检查面的完整性，重新在装配环境里匹配约束，才避免了运动仿真时出现干涉报错。夹爪的指面一开始做的是光滑平面，夹取表面光滑的亚克力道具时容易打滑，后来在指面加了1mm深的菱形防滑纹，还贴了薄硅胶垫，就算夹取表面沾了少量场馆里的灰尘，也不会出现滑脱的情况。底座的回转支撑一开始没考虑走线的问题，所有线缆都露在外面，设备转动的时候线缆容易被绞进齿轮里，后来在底座中心做了中空的过线孔，把所有动力和信号线都从孔里穿过去，外面加了波纹护管，既美观又避免了线缆磨损的隐患。做动作调试的时候发现，臂部抬升到最高位时，重心偏出了底座支撑范围，设备有轻微的前倾趋势，后来在底座后部加了隐藏式的配重块，把整体重心调整到底座支撑面的中心位置，就算臂部完全伸到最大行程，设备也不会出现翘头的情况。