工业机器人手臂结构设计.doc

1、4 毕业论文 本科生毕业论文（设计） 工业机器人手臂结构设计 院系名称姓 名学 号专 业指导老师 2015年 4 月 20 日 摘 要 机器人手臂是目前在机器人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造业等领域都能见到它的身影。尽管他们的形态各异，但都着同样的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维或者二维空间上的某一点进行作业。机械臂是机器人的重要组成部件之一，而机械伸缩臂更是机器人中应用最为广泛的一种。在这篇论文中将介绍倍增机构的机械臂系统的组成结构、工作原理的设计，通过这个设计使我们对机器人伸缩臂有一个初步的认识。文章中还介绍了搬运机械手的

2、设计理论与方法。关键词：机械手；机械臂；液压驱动 Abstract Robot arm is the most widely practical application of the automation devices in the field of robot,in the industrial manufacturing,medical treatment ,entertainment services,military, semiconductor manufacturing and other fields can see the figure of it.Although they

3、 come in all shapes, all of some of the same characteristic ,which is able to accept the work instruction ,accurate positioning on the 3 d or2 d space to operate a point. The mechanical arm is one of the important components, and mechanical robot telescopic boom is most widely used in the field of r

4、obot. In this paper will introduce the mechanical robot telescopic boom system doubled the composition of the structure, working principle of design,through the design of the robot so that we have a telescopic boom preliminary understanding.This article also system elaboration industry manipulators

5、design theory and method. Key Words: manipulator, mechanical arm, liquid pressure drive 目录1引言. 1 1.1工业机器人的产生. 1 1.2 机械手臂的组成. 1 1.3 工业机器人手臂分类. 3 1.4 机器人手臂的应用领域. 5 2总体设计. 6 2.1 设计目的. 6 2.2 机器人手臂设计流程. 6 2.3 总体方案的拟定. 6 2.4 驱动机构的选择. 9 2.5 控制系统的选择. 9 2.6 机械手臂的技术参数列表. 93工业机器人手臂的整体设计. 11 3.1 机械臂的设计. 11 3.1.

6、1 机械臂的设计要求. 11 3.1.2 机械臂的整体设计. 11 3.2 机械臂的相关计算. 14 3.2.1机械臂（可动齿条）的设计. 14 3.2.2机械臂的摩擦力计算. 16 3.3 机械手的设计. 19 3.3.1机械手设计应考虑的问题. 19 3.3.2选择机械手的类型及加紧装置. 19 3.3.3机械手的结构设计. 20 3.4 机械手的相关计算. 21 3.4.1 机械手的力学分析. 21 3.4.2 机械手夹持范围的计算. 23 4总结. 24 参考文献. 25 致谢. 26III 1.引言 1.1 机器人的产生 1921年，捷克剧作家Karel Capek 在剧本Rossu

7、ms Universal Robots中，描述了一个具有人的外表、特征和功能的机器，并命名为“Robots”。英语“Robots”就是由此演变来的。Capek想像机器人外形形像人、并具有人一样的智能和感性认识。此后，机器人成为很多科幻电影和科幻小说的主人翁。20世纪五十年代后期，美国橡树岭和阿尔贡国家实验室开始研制遥控式机器手，用于搬运放射性物体。在此后的五十年里，机器人技术去的突飞猛进的进步，发展过程有三个阶段： (1)示教再现性机器人 第一代机器人，机器人没有装任何的感应器，对环境没有任何的感知能力。机器人的作业路径、运动参数需要操作人员手把手示教或通过编程设置，机器人重复再现示教的内容。

8、目前商品化、实用化机器人大多为此类机器人。 (2) 感应机器人 此种机器人配备了简单的内外传感器，能感知自身的速度、姿态、位置等物理量，并以这些信息的反馈构成闭环控制，如力觉传感器、配备简易视觉等外部传感器，能具有部分适应外部外部环境。 (3)智能型机器人 具有多种内外传感器组成的感觉系统，不仅可以感知内部关节运行速度、力的大小等参数，还可以通过外部传感器，对外部环境信息进行感知、提取、处理并做出适应的决策，在结构或半结构环境下自主完成某一项任务。目前，智能机器人尚在研究和发展阶段。1.2 机械手臂的组成机器手臂是具有模仿人类手臂结构并完成各种作业的自动控制设备，这种机器人系统有多关节连接并允许在平面或三维空间进行运动。构造上由机械主体、控制器、伺服机构和感应器组成，并由程式根据作业需求设定一定的指定动作。机器人的运作由驱动系统移动一只手臂，张开或关闭一个夹子的过程，并精确.回馈到可编程的控制器。这种自动装置可以由