六自由度搬运机器人设计毕业设计(论文)
毕业设计
题目六自由度搬运机器人设计
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六自由度搬运机器人设计
摘要
搬运工业机器人是一多自由度组成的高精度空间运动机械，所以必须具有运动的灵活性和准确性，以及动态性能的平稳性。因此，操作机与普通机械设备相比，除满足高强度、刚度、可靠性之外，还必须具有灵巧的构形和良好的动态性能。本文的研究内容为确定搬运工业机器人的动力源、驱动器容量;设计传动方式、关节及杆件的结构，利用pro/Engineer软件进行三维建模；绘制装配图及部分关键零件图，对关键零部件进行受力分析及强度校核。
关键词：工业机器人，结构设计，传动方案设计,三维建模
Handling robot structural design of three
degrees of freedom
Abstract
The handling of industrial robots is more than one degree of freedom of the high-precision machinery space motion, and so must have the flexibility and accuracy of movement, smooth and dynamic performance. Therefore, the operating machine compared with the general machinery and equipment, in addition to meet the high strength, stiffness, reliability, but also must have a smart configuration and good dynamic performance. The contents of this paper is to determine the source of power handling in industrial robots, drive capacity; design transmission mode, the joints and the structure of the rod, to pro/Engineer Software for three-dimensional modeling; assembly drawing and some of the key parts diagram, the key components stress analysis and strength check.
KeyWords：Industrial robots; Structural design; Transmission design; Three-dimensional modeling.
目录
摘要................................................................................................................................................ i i Abstract ............................................................................................................................................... i ii 第一章引言. (1)
1.1 工业机器人的定义 (1)
1.2工业机器人的技术参数 (1)
1.2.1负载能力（机器人臂力） (2)
1.2.2定位精度 (2)
1.2.3运动速度 (2)
1.2.4自由度 (2)
1.2.5工作范围 (2)
1.3工业机器人的应用范围与研究现状 (3)
1.3.1工业机器人的应用范围 (3)
1.3.2国内工业机器人研究现状 (3)
1.3.3工业机器人的优点 (5)
第二章工业机器人设计任务 (6)
2.1 六自由度搬运工业机器人的设计要求 (6)
2.2主要技术指标 (6)
2.3 功能分析 (6)
第三章机械传动方案设计及驱动原件选型 (7)
3.1 传动方案设计 (7)
3.2 电动机及减速器的选型计算 (8)
3.2.1腰部电机及减速器的选型计算 (8)
3.2.3大臂摆动电动机及减速器的选型计算 (9)
第四章搬运机器人机械结构设计 (9)
4.1 腰关节结构设计 (9)
4.2肩关节结构设计 (11)
4.3 肘关节结构设计 (13)
4.4 大臂的设计 (14)
第五章关键零部件的校核 (15)
5.1 螺钉连接的强度校核 (15)
5.1.1确定螺柱组连接所受的工作载荷 (16)
5.1.2计算倾覆力矩的工作拉力 (16)
5.1.3求每个螺钉所需的预紧力 (16)
5.1.4 计算螺柱直径 (17)
5.2 校验螺柱组连接接合面的工作能力 (17)
第六章搬运机器人的装配过程 (18)
6.1 电机与谐波减速器的装配 (18)
6.2 回转腰身与四点接触式轴承的装配 (19)
6.3 腰关节总装配图 (20)
6.4 肩关节的装配 (20)
6.5 大臂及平行四边形结构的装配 (21)
6.6 总装配 (21)
第七章总结和展望 (22)
7.1 总结 (22)
7.2 展望 (23)
参考文献 (23)
致谢 (24)
第一章引言
1.1 工业机器人的定义
世界机器人之父恩格尔伯格先生认为，机器人目前尚没有准确的定义，但有一点可以确定，机器人不一定像人，但能替代人工作。美国不仅将工业机器人和服务机器人看成是机器人，还将无人机、水下潜器、月球车甚至巡航导弹等都看成是机器人。机器人技术是综合了计算器、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。它一般由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种综合了人和机器特长、能在三维空间完成各种作业的机电一体化装置。它既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，特别适合于多品种、小批量的柔性生产。
机器人从应用环境出发可分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人，就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人，通常是指一种能模拟人的手、臂的部分动作，按照预订的程序、轨迹及其他要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在国家标准中，工业机器人被定义为：“一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的，多自由度的操作机。它能搬运材料、零件或操持工具，用已完成各种作业。”机器人赖以完成各种作业的机械实体被定义为：“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或进行其他操作的机械装置。”可见，工业机器人是一机电系统，操作机是它的执行机构，该机构与电子器件密切相关，它的灵活程度和动态性能，直接影响着机器人的工作质量。
1.2工业机器人的技术参数
工业机器人的技术参数是说明机器人规格与性能的具体指标，包括以下几个方面。
1.2.1负载能力（机器人臂力）
这项参数一般指机器人在正常运行速度下所能握取的工件重量，它与机器人才的运行速度
高低有关。当机器人运行速度可调时，低速运行时所能握取工件最大重量比高速时大，为安全起见，也有将高速时所能提取的工件重量作为指标的，此时则常指明运行速度。
1.2.2定位精度
定位精度的高低取决于位置控制方式以及工业机器人的运动部件本身的精度和刚度，与提取重量。运行速度等也有密切关系。一般的专业机械手采用固定挡块控制，可达到较高的定位精度（±0.02mm）；采用行程开关、点位计等电控元件进行控制，位置精度相应较低（±1mm）；工业机器人的伺服系统是一种位置跟踪系统，即使在高速重载情况下，也可防止机器人发生剧烈的冲击和振动，因此可以获得较高的位置精度，目前最高可达到0.01mm.
1.2.3运动速度
机器人运动部件的每个自由度，起运行全过程一般包括启动速度、等速运行和减速制动等阶段。一般所说的运动速度，是指机器人在运动过程中最大的运动速度。目前，工业机器人的最大直线速度大部分在1500mm/s以下，最大回转运行速度一般不超过120度每秒。国内一般应用的直线速度在300~800mm/s，回转速度为50度每秒左右。
1.2.4自由度
自由度是指确定机器人手部中心位置和手部方位的独立变化参数。工业机器人的每一个自由度，都要相应地配对一个原动件（如伺服电机、油缸、气缸、步进电机等驱动装置），当原动件按一定的规律运动时，机器人各运动部件就随之作确定的运动，自由度数与原动件数必须相等，只有这样才能使工业机器人具有确定运动。工业机器人自由度越多，其动作越灵活，适应性越强，但结构相应越复杂。一般来说，工业机器人具有3~5个自由度即满足使用要求（其中臂部2~3个自由度，腕部1~2个自由度）。
1.2.5工作范围
工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫做
工作区域。因为末端操作器的形状和尺寸是多种多样的，为了真实反映机器人的特征参数，所以是指不安装末端操作器时的工作区域。工作范围的形状和大小是十分重要的，机器人在执行某作业时可能会因为存在手部不能到达的作业死区而不能完成任务。
1.3工业机器人的应用范围与研究现状
1.3.1工业机器人的应用范围
最早将工业机器人技术用于物体的搬运和码垛的国家是日本和瑞典。20世纪70年代末日本第一次将工业机器人用于码垛作业。1974年，瑞典ABB公司研发了全球第一台全电控式工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料的搬运。随着计算机技术、伺服技术以及多轴运动控制技术的发展和日趋成熟，日本、美国、意大利、瑞典、德国、韩国等国家工业机器人的研发取得了很好的成绩，相应的推出了自己的搬运机器人，如日本的FANU和OKURA以及FUJI系列，德国的KUKA系列，瑞典的ABB系列等。德国、瑞典以及日本等国家的搬运机器人一般为四轴空间关节式机器人，主要有机器人本体、控制柜和末端执行器组成，机器人本体由基座、臂部以及腕部组成。搬运机器人的主体多采用优质轻巧的铸铝或铸铁材料制造，连杆式关节型的机构形式，均利用CAD和FEM 有限元技术进行结构优化设计，具有较高的机械性能和抗震能力；驱动系统采用模块数字化AC伺服电动机和RV减速器，取消了腕部关节电动机和平衡块，大大优化了整体结构；这些先进的搬运机器人最显著的技术点就是采用了基于PC 的开放式控制系统，令机器人能够高速、精准、稳定可靠的运行。
1.3.2国内工业机器人研究现状
目前，我国自主研发的搬运机器人的结构形式主要有直角坐标型、关节型。直角坐标机器人具有定位精度高、空间轨迹易于求解、计算机控制简单等优点，但所占空间范围大、相工作范围小、操作灵活性差、运动速率较低。与直角坐标机器人相比，关节型机器人机身小而且工作空间大，动作灵活，可满足更多的生产要求，应用范围更广。为了提高国产关节型机器人的市场竞争力，促进产业
化发展，在近十年里，我国涌现出了一批具有较强实力的专家企业、产业基地和科研院校。哈尔滨工业大学于2004年推出1600型基于FFS的高速高精度称重包装码垛生产线，采用全新结构形式与原理的新型全自动称重、包装、机器人码垛生产线，生产可达1600包/小时以上。清华大学精仪系自动化实验室陈恳、向东和北京邮电大学自动化学院李金泉以及北京理工大学机械与车辆工程学院付铁共同开发了TH50型码垛机器人，负载50kg，旋转70、度的情况下可搬运1000袋/小时。上海交通大学机器人研究所携手沃迪包装科技有限公司开发出了新一代TPR系列码垛机器人，具有独特的线性四连杆机构，采用高强度铝合金制造的节能环保手臂，生产能力可达160/包。
工业机器人是部分或完全代替人工操作的自动化装置，目前随着机器人研究的不断深入和发展，机器人的使用范围越来越广泛。比如农业、医疗等方向。目前，工业机器人的应用领域主要在以下3个方面：恶劣工作环境；危险工作场合、特殊作业场合；自动化生产领域。在这些领域中应用的机器人主要包括以下几种。
（1）焊接机器人。焊接机器人需要6个自由度，3个自由度用来控制焊具跟随焊缝的空间轨迹，另3个自由度保持焊具与工件表面有正确的姿态关系，这样才能保证良好的焊缝质量。
（2）材料搬运机器人。材料搬运机器人可用来上下料、码垛、卸货以及抓取零件重新定位。
（3）检测机器人。零件制造过程中的检测以及成品检测都是保证产品质量的关键问题。它主要有两个工作内容：确认零件尺寸是否在允许的公差内；零件质量控制上的分类。
（4）装配机器人。装配机器人是一个比较复杂的作业过程，不仅要检测装配作业过程中的误差，而且要试图纠正这种误差。因此，装配机器人应用了许多传感器，其中听觉传感器用来判断压入件或滑入件是否到位。
（5）喷漆和喷涂。一般在三维表面作业至少要5个自由度。由于可燃环境的存在，驱动装置必须防燃防爆。在大件上作业时，往往把机器人装在一个导轨上，以便行走。
（6）其他诸如密封和黏贴、清砂和抛光、熔模铸造和压铸、锻造等等也有广泛的应用。
1.3.3工业机器人的优点
综上所述，工业机器人的应用给人类带来了许多好处，如：
（1）、减少劳动力费用；
（2）、提高生产率；
（3）、改进产品质量；
（4）、增加制造过程的柔性；
（5）、减少材料浪费；
（6）、控制和加快库存的周转；
（7）、降低生产成本；
（8）、消除了危险和恶劣的劳动岗位。
我国工业机器人的应用前景是十分宽广的。但是，由于我国工业基础比较薄弱，劳动力比较丰富、低廉，给工业机器人的发展和应用带来一定的困难。只有符合我国的国情，才能推动和加快我国工业机器人的发展和应用。因此，要注意以下3个问题。
（1）、发展经济型机器人，企业可望尽早取得投资效益。
（2）、发展特种机器人，在一些人力无法工作的领域里用机器人去干，市场潜力大。
（3）、走企业技术改造道路，用机器人技术和其他高新技术去改造旧企业，促进了机器
人技术自身的发展和应用。
随着科技的进步，市场的发展，工业机器人的广泛应用已渐趋可能，在未来的制造业中，越来越多的工业机器人将被应用，越来越好的机械手将被创造，毫不夸张地说，工业机器人是人类是走向先进制造的一个标志，是人类走向现代化、高科技进步的一个象征。因此如何设计出一个功能强大，结构稳定的工业机器人变成了迫在眉睫的问题。
第二章工业机器人设计任务
2.1 六自由度搬运工业机器人的设计要求
1.熟练使用三维软件对工业机器人的前三个关节机械结构进行三维建模；
2.根据技术指标确立前三关节传动方案，动力源件；
3.熟练使用AutoCAD生成工程图纸，主要为总装配图和部件图及关键零件图；
4.对机器人的关键零部件进行受力分析及强度校核。
2.2主要技术指标
1. 工业机器人第一关节转角范围:±160°,第二关节转角范围：
120°,-30°，第三关节转角范围：+60°,-120°；
2. 工业机器人可达工作空间：第一关节：1.5m;第二关节：1.4m;第三关节0.6m ；
3. 工业机器人各关节转动最大速度，第一关节：150°/s；第二关节：
200°/s；第三关节：195°/s ；
4. 工业机器人可承载载荷范围:0—15Kg。
2.3 功能分析
系统共有6个自由度，分别是夹紧、旋转、俯仰、小臂摆动、大臂的摆动及腰部的回转。搬运机器人用途很广，一般只需点位控制，即被搬运零件无严格的运动轨迹要求，只需要起始点和终了点位姿准确，如机床用的上下料机器人，工件码垛机器人等。它的前三关节是转动关节。它利用顺序的三次圆弧运动来改变“手”的空间位置，其特点是结构紧凑，所占空间体积小，相对的工作空间大，还能绕过基座周围一些障碍物。
第三章机械传动方案设计及驱动原件选型
3.1 传动方案设计
图3-1 搬运机器人机构示意图
图1-1为搬运机器人机构示意图，1为腰部电机，2为谐波减速器，3为肩部电机，4为RV减速器，5平行四边形杆件。采用电气控制，机械传动，其优点：1）精度高，伺服电机作为动力源，腰部采用谐波减速器传动，传动平稳承载能力高。肩部采用RV减速器传动，不仅传动比高、噪声小而且刚性好。2）控制精度高，根据设定的参数实现精确控制，在高精度传感器、计量装置、计算机技术的支持下，能够大大超过其他控制方式达到的控制精度。3）改善环保水平，由于使用能源品种的减少及其优化的性能，污染减少了，噪音降低了，能够
提供良好的工作环境。4）与齿轮传动相比，传动更加精确，消除了齿轮间隙。
3.2 电动机及减速器的选型计算
工业机器人除去加持装置总共有六个自由度，总共需用六个伺服电机，由于本文只研究前三个关节，在此只做前三个关节的电机选型计算。
3.2.1腰部电机及减速器的选型计算
主电机传动比选择：腰部电机的驱动力矩等于其负载的转动惯量与角加速度的乘积，令腰部为J1轴，因此J1轴电动机的负载的转动惯量就是整个机器人旋转时的转动惯量根据减速器和伺服电机的选用方法，我们只需求出J1轴电机的最大负载转动惯量即可，由于转动惯量是由机器人的pr/e三维模型测量的得到的，因此我们只需将机器人各部件装配为J1轴转动惯量最大的姿态，然后测量这个最大惯量，将测量圆整为I
=1588kg?m2，J1轴的启动转矩为T1=
J1MAX
?2π=9977.7N?m。
I
J1maxε1=1588
电动机与减速器初步选型:
电动机选用CFM112S型，带制动器，堵转转矩31N?m，最大动态转矩为108.5N?m，额定转矩为4500r/min,重量为36kg，转动惯量88?10-4kg?m2。减速器采用谐波减速器，减速比154:1，减速器额定转矩为6000N?m，允许的加减速转矩为10000N?m，回程误差为3arcmin，最大轴向力49033N，输出轴倾覆力矩：8800N?m,输入端转动惯量26.2?10-4kg?m2，额定使用寿命不小于20000h。负载惯量折算到电动机输出端的惯量为I=0.6696 kg?m2，负载惯量和电动机自身输出惯量比为7.9。
3.2.2小臂摆动电动机及减速器的选型计算
令曲柄为J2轴，由受力分析可知J2受轴向拉压力F，且F是以电动机的行程为自变量的函数，根据pro/e计算出其转动惯量，假设角加速度为4πrad/s2，得T=19.39N?m。
电动机选用sew的CFM71M，带制动器，其堵转扭矩为5.5N?m，最大动态转矩为21.5N?m额定转速为4500r/m，质量13kg，转动惯量8.03?10-4 kg?m2，额定功率按照4500r/min计算为3.06kw，按照4000r/min计算为2.7kw。减速器选用RV减速器，额定转矩110N?m，最大减速转矩为169N?m，减速器速比为7:1，额
定输入转速为1500r/min,最大输入转速为6000r/min,输入转动惯量
2.7?10-4kg?m2，额定寿命15000h。
3.2.3大臂摆动电动机及减速器的选型计算
由pro/e三维模型测量得到负载的转动惯量为I=204kg?m2，由T=Iε，得T=28.08N?m，伺服电动机初步选择sew的CFM71S，带制动器，堵转转矩为5N?m，最大动态转矩为16.5N?m,额定转速为4500r/min,质量为11.8kg，转动惯量6.65X10-4 kg?m2,其额定功率按照4500r/min
计算为3kW,按照4000r/min计算为2.09kW。
减速器选用RV减速器，额定转矩110N?m，最大减速转矩为169N?m，减速器速比为7:1，额定输入转速为1500r/min,最大输入转速为6000r/min,输入转动惯量2.7?10-4kg m2，额定寿命15000h。
第四章搬运机器人机械结构设计
4.1 腰关节结构设计
图4-1 腰关节三维结构图
如图4-1为用pro/Engineer设计的腰关节三维结构。腰关节采用电机在下，使用杯式谐波传动和四点接触式薄壁轴的关节机构。由于使用特制轴承的缘故，使其结构紧凑，腰关节高度尺寸小。电机与谐波减速器的箱体连接之后又将电动机
跳舞机器人设计毕业设计论文
课程设计任务书 （ 2015 级） 目录 摘要------------------------------------------------------4 引言------------------------------------------------------5 任务书-----------------------------------------------------6 第一章 我国机器人技术的发展概况------------------------------------7 第二章机器人的总体设计解剖 1.1资料的收集与阐述-----------------------------------------7 1.2机器人工作原理简介 1.总体设计剖------------------------------------------------8 2.伺服电机的剖析--------------------------------------------9 第三章机器人总体设计综述 ---------------------------------12 1、1设计课题的阐述-----------------------------------------12 1、2单片机的选择-------------------------------------------12 1、3主控板部分简介-----------------------------------------12 第四章机器人的总体设计方案与部分简介 1、1设计方案-----------------------------------------------13 1、2各部分功能及原理简介-----------------------------------13 第五章机器人的原理图设计、仿真及电路板制作 1、1机器人的原理图设计-------------------------------------15 1、2电源部分-----------------------------------------------16 1、3稳压电源部分-------------------------------------------16 1、5接口电路部分-------------------------------------------17 1、6单片机最小系统和ISP在线编程---------------------------18 1、9电路板制作---------------------------------------------18 第六章机器人电路板的调试与结论
六足步行机器人毕业设计开题报告
燕山大学 本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称：六足步行机器人 学院（系）：里仁学院 年级专业：机械电子 学生姓名： 指导教师： 完成日期：
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 步行机器人，简称步行机 ,是一种智能型机器人 , 它是涉及到生物科学 , 仿生学 , 机构学 , 传感技术及信息处理技术等的一门综合性高科技 . 在崎岖路面上 ,步行车辆优于轮式或履带式车辆 .腿式系统有很大的优越以及较好的机动性 , 崎岖路面上乘坐的舒适性 ,对地形的适应能力强 .所以 ,这类机器人在军事运输 , 海底探测 , 矿山开采 , 星球探测 , 残疾人的轮椅 , 教育及娱乐等众多行业 ,有非常广阔的应用前景 , 多足步行机器人技术一直是国内外机器人领域的研究热点之一。 目前《机械电子》等期刊发布国内研究成果如下： 闰尚彬,韩宝玲,罗庆生在文献[1]针对仿生六足步行机器人关节较多,其步态轨迹规划和关节控制量计算都较为复杂的现状,采用Solidworks软件与MSC.ADAMS软件相结合的方式对六足仿生步行机器人的样机模型进行了运动学仿真与分析.通过仿真,验证了所设计的三角步态的适用性和所选择的三次样条曲线作为机器人足端点轨迹曲线方案的可行性. 韩宝玲王秋丽罗庆生在文献[2]基于六足仿生步行机器人机构学特性的研究,采用数值分析法求解了机器人步行足的足端工作空间,利用虚拟样机技术计算了机器人的灵活度,从两方面综合衡量六足仿生步行机器人的工作能力,并以六足步行机器人各腿节比例关系的确定为例,介绍了六足步行机器人结构优化的具体方案. 苏军陈学东田文罡在文献[3]研究六足步行机器人全方位行走步态，分析其静态稳定性；规划了典型直线行走步态和定点转弯步态，确定了直线行走步态最大跨步和定点转弯步态最大转角；进行了步态控制算法模拟仿真及实地步行实验。 王绍治郭伟于海涛李满天在文献[4]根据CPG双层网络的特点,采用分层分布式系统架构研究制了一种机器人运动控制系统.其基于FPGA的星型总线,在保证通信速率的同时提高了系统抗干扰能力.在单足控制器中嵌入双NIOS完成CPG网络解算和电机运动控制. 郭少晶韩宝玲罗庆生在文献[5]针对采用电池供电的六足仿生步行机器人其工作时间受限的情况,提出了将动态电源管理、实时任务调度和运动策略规划等方法,综合运用于其控制系统,且更为全面地考虑了机器人系统的能耗等级.这种方法对于降低机器人的系统能耗起到了实质性的作用,其整体思路与技术途径可为降低其它类似的多足步行机器人的系统能耗, 陈甫臧希喆赵杰闫继宏在文献[6]从机械结构、运动模式和步态控制3个方面, 对六足步行机器人的仿生机制进行了分析. 提出一种灵活度评价函数, 基于该函数对六足机器人的结构参数进行了优化; 推导了步态模式与步行速度关系的数学表达; 构建了分布式局部规则网络, 可自适应地调整错乱的腿间相序,生成静态稳定的自由步态.仿真实验验证了上述仿生机制的有效性。
毕业设计论文-四自由度的工业机器人机械手设计说明书
摘要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词：机器人，示教编程，伺服，制动
ABSTRACT In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way. In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point. KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake
搬运机器人结构设计与分析_毕业设计
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 搬运机器人结构设计与分析 摘要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。 本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论，对原有的机械结构提出了新的改进方法，并把现在的新技术应用到本课题中，从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状，提出了具体的搬运机器人设计要求，并根据搬运机器人各部分的设计原则，进行了系统总体方案设计以及包括：机器人的手部、腕部、臂部、腰部在内的机械结构设计。此搬运机器人的驱动源来自液压系统，执行元件包括：柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动，进而实现搬运机器人的实际作业。 关键词：搬运机器人；液压系统；机械结构设计；操作
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ Abstract In the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work. The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts,for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot. Keywords：Transfer robot；Hydraulic System；Mechanical Design；Operating
六自由度工业机器人设计
六自由度工业机器人 对于工业机器人的设计与大多数机械设计过程相同;首先要知道为什么要设计机器人机器人能实现哪些功能活动空间（有效工作范围）有多大了解基本的要求后，接下来的工作就好作了。 首先是根据基本要求确定机器人的种类，是行走的提升（举升）机械臂、还是三轴的坐标机器人、还是六轴的机器人等。选定了机器人的种类也就确定了控制方式，也就有了在有限的空间内进行设计的指导方向。 接下来的要做的就是设计任务的确定。这是一个相对复杂的过程，在实现这一复杂过程的第一步是将设计要求明确的规定下来;第二步是按照设计要求制作机械传动简图，分析简图，制定动作流程表（图），初步确定传动功率、控制流程和方式;第三步是明确设计内容，设计步骤、攻克点、设计计算书、草图绘制，材料、加工工艺、控制程序、电路图绘制;第四步是综合审核各方面的内容，确认生产。 下面我将以六轴工业机器人作为设计对象来阐明这一设计过程： 在介绍机器人设计之前我先说一下机器人的应用领域。机器人的应用领域可以说是非常广泛的，在自动化生产线上的就有很多例子，如垛码机器人、包装机器人、转线机器人;在焊接方面也有很例子，如汽车生产线上的焊接机器人等等;现在机器人的发展是非常的迅速，机器人的应用也在民用企业的各个行业得以延伸。机器人的设计人才需求也越来越大。 六轴机器人的应用范筹不同，设计形式也各不相同。现在世界上生产机器人的公司也很多，结构各有特色。在中国应用最多的如：ABB、Panasonic、FANUK、莫托曼等国外进口的机器人。 既然机器人的应用那么广泛，在我国却没有知名的生产公司。对于作为中国机械工程技术人员来说是一个值得思考的问题！有关机器人技术方面探讨太少了从业人员还不能成群体虽然在很多地方可以看到机器的论术，可是却没有真正形成普及的东西。 即然是要说设计，那我就从头一点一点的说起。力求讲的通俗简明一些，讲得不对的地方还请各位指正！ 六轴机器人是多关节、多自由度的机器人，动作多，变化灵活;是一种柔性技术较高的工业机器人，应用面也最广泛。那么怎样去从头开始的设计它呢工作范围又怎样去确定动作怎样去编排呢位姿怎样去控制呢各部位的关节又是有怎么样的要求呢等等。。。。。。让我们带着众多的疑问慢慢的往下走吧！ 首先我们设定：机器人是六轴多自由度的机器人，手爪夹持二氧气体保护焊标准焊枪;完成点焊、连续焊等不同要求的焊接部件，工艺要求、工艺路线变化快的自动生线上。最大伸长量：1700mm;转动270度;底座与地平线水平固定;全电机驱动。 好了，有了这样的基本要求我们就可以做初步的方案的思考了。 首先是全电机驱动的，那么我们在考虑方案的时候就不要去考虑液压和气压的各种结构了，也就是传动机构只能用齿轮齿条、连杆机构等机械机构了。 机器人是用于焊接方面的，那么我们就去考察有人工行为下的各种焊接手法和方法。这里就有一个很复杂的东西在里面，那就是焊接工艺;即然焊艺定不下来，我们就给它区分一下，在常用焊接里有单点点焊、连续断点点焊、连续平缝焊接、填角焊接、立缝焊接、仰焊、环缝焊等等。。。。。。 搞清了各种焊方法，也就明白了要实现这些复杂的动作就要有一套可行的控制方式才行;在机械没有完全设计出来之前可以不做太多的控制方案思考，有一个大概的轮廓概念就行了，待机械结构做完，各方面的驱动功率确定下来之后再做详细的程序。 焊枪是用常用的标准的焊枪，也就是说焊枪是随时可以更换下来的，也就要求我们要做到对焊枪的夹持部分进行快速锁定与松开。
管道检测机器人_毕设论文
1 引言 管道运输是当今五大运输方式之一，已成为油气能源运输工具。目前，世界上石油天然气管道总长约200万km，我国长距离输送管道总长度约2万km。国家重点工程“西气东输”工程，主干线管道(管径1118mm)全长4167km，其主管道投资384亿元，主管线和城市管网投资将突破1000亿元。 世界上约有50%的长距离运输管道要使用几十年、甚至上百年时间，这些管道大都埋在地下、海底。由于内外介质的腐蚀、重压、地形沉降、塌陷等原因，管道不可避免地会出现损伤。在世界管道运输史上，由于管道泄漏而发生的恶性事故触目惊心。据不完全统计，截至1990年，国内输油管道共发生大小事故628次。1986到2b00年期间美国天然气管道发生事故1184起，造成55人死亡、210人受伤，损失约2. 5亿美元。因此，研究管道无损检测自动化技术，提高检测的可靠性和自动化程度，加强在建和在役运输管道的检测和监测，对提高管线运输的安全性具有重要意义。 1.1管道涂层检测装置的发展、现状和前景 1.1.1管道涂层检测装置的发展 管内作业机器人是一种可沿管道自动行走,携有一种或多种传感器件和作业机构,在遥控操纵或计算机控制下能在极其恶劣的环境中进行一系列管道作业的机电仪一体化系统.对较长距离管道的直接检测、清理技术的研究始于本世纪50年代美、英、法、德、日等国,受当时的技术水平的限制,主要成果是无动力的管内检测清理设备——PIG,此类设备依靠首尾两端管内流体的压力差产生驱动力,随着管内流体的流动向前移动,并可携带多种传感器.由于PIG本身没有行走能力,其移动速度、检测区域均不易控制,所以不能算作管内机器人.图1所示为一种典型的管内检测PIG[5]. 这种PIG的两端各安装一个聚氨脂密封碗,后部密封碗内侧环向排列的伞状探头与管壁相接触,测量半径方面的变形,并与行走距离仪的旋转联动,以便使装在PIG内部的记录仪记录数据.它具有沿管线全程测量内径,识别弯头部位,测量凹陷等变形部位及管圆度的功能,并可以把测量结果和检测位置一起记录下来. 70年代以来,石油、化工、天然气及核工业的发展为管道机器人的应用提供了广阔而诱人的前景,而机器人学、计算机、传感器等理论和技术的发展,也为管内和管外自主移动机器人的研究和应用提供了技术保证.日、美、英、法、德等国在此方面做了大量研究工作,其中日本从事管道机器人研究的人员最多,成果
仿生六足机器人中期报告
编号: 哈尔滨工业大学 大一年度项目中期检查报告 项目名称：仿生六足机器人 项目负责人：学号 联系电话：电子邮箱： 院系及专业：机电工程学院 指导教师：职称： 联系电话：电子邮箱： 院系及专业：机电工程学院 哈尔滨工业大学基础学部制表 填表日期：2014 年 6 月28 日
一、项目团队成员（包括项目负责人、按顺序） 二、指导教师意见 三、项目专家组意见
四、研究背景 1.研究现状 4.1国内研究现状 随着电子技术发展，计算机性能的提高，使多足步行机器人技术进入了基于计算机控制的发展阶段。其中有代表性的研究为1993年,美国卡内基-梅隆大学开发出有缆的八足步行机器人DANTE，图1所示,用于对南极的埃里伯斯火山进行了考察，其结构由2个独立的框架构成。这一阶段研究的重点在于机器人的运动机构的设计、机器人的步态生成与规划及传统的控制方法在机器人行走运动控制过程的应用。Boston Dynamics公司的Big Dog四足机器人用于为军队运输装备，其高3英尺，重165磅，可以以3.3英里的速度行进，其采用汽油动力。 图1 Adaptive Suspension Vehicle 图2 Odex1步行机器人 图3 MIT腿部实验室的四足和双足机器人图4 DANTE步行机器人 由于新的材料的发现、智能控制技术的发展、对步行机器人运动学、动力学高效建模方法的提出以及生物学知识的增长促使了步行机器人向模仿生物的方向发展。 4.2国外研究现状 我国步行机器人的研究开始较晚，真正开始是在上世纪80年代初。1980年，中国科学院长春光学精密机械研究所采用平行四边形和凸轮机构研制出一台八足螃蟹式步行机,主要用于海底探测
六自由度机械手重载搬运机器人本体结构设计(全套CAD图纸)
全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305 XX学院 毕业设计说明书(论文) 作者: 学号： 学院(系): 专业: 题目: 重载搬运机器人本体结构设计【六自由 度机械手】 2015 年5月
全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305 毕业设计说明书（论文）中文摘要 机械手是一种典型的机电一体化产品，搬运机械手是机械手研究领域的热点。研究搬运机械手需要结合机械、电子、信息论、人工智能、生物学以及计算机等诸多学科知识，同时其自身的发展也促进了这些学科的发展。 本文对一种使用在搬运机械手的结构进行设计，并完成总装配图和零件图的绘制。要求对机械手模型进行力学分析，估算各关节所需转矩和功率，完成电机和减速器的选型。其次从电机和减速器的连接和固定出发，设计关节结构，并对机构中的重要连接件进行强度校核。 关键词：结构设计，机器臂，关节型机械手，结构分析
毕业设计说明书（论文）外文摘要
目录 1 绪论 (1) 1.1 引言 (2) 1.2 搬运机械手研究概况 (3) 1.2.1 国外研究现状 (3) 1.2.2 国内研究现状 (4) 1.4 搬运机械手的总体结构 (5) 1.5 主要内容 (5) 2 总体方案设计 (6) 2.1 机械手工程概述 (6) 2.2 工业机械手总体设计方案论述 (7) 2.3 机械手机械传动原理 (8) 2.4 机械手总体方案设计 (8) 2.5 本章小结 (10) 3 机械手大臂结构设计 (1) 3.1 大臂部结构设计的基本要求 (1) 3.2 大臂部结构设计 (2) 3.3 大臂电机及减速器选型 (2) 3.4 减速器参数的计算 (3) 3.5承载能力的计算 (7) 3.5.1 柔轮齿面的接触强度的计算 (7) 3.5.2 柔轮疲劳强度的计算 (7) 3.6 轴的计算校核 (8) 3.7 大臂的平衡设计 (11) 3.7.1 弹簧的受力分析 (11) 3.7.2 弹簧的设计计算 (14) 4机械手小臂结构设计 (18) 4.1 腕部设计 (18) 4.2 小臂部结构设计 (31)
机器人手臂机构毕业设计(论文)
浙江工贸职业技术学院 毕业设计（论文）课题名称：机器人手臂机构
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
工业机器人课程设计
河南机电高等专科学校《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称：多功能机械手 专业：机电一体化技术 班级：机电124班 扣号： 姓名：流星 2014 年 10 月 1 日
目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15) 一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一
步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制，利用限位开关来保护电机和控制机械手位置的准停。 这个课题可以充分的体现机电一体化的由程序自动控制机械结构的运动，对自己以前的所学的课程也是一种巩固。另一方面这个机械手可以实现一定的搬运功能具有很强的实用性能。 2、发展现状和趋势
四自由度搬运物料工业机器人的设计毕业设计论文
毕业设计论文 四自由度搬运物料工业机器人的设计 摘要:在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词：机器人示教编程伺服制动
The Design of an Industrial Robot with Four DOFs for Carrying Material for a Punch Abstract:In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jobs of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way. In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servocontrol, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point. Key words:Robot；Playback；Servocontrol；Brake
六自由度机器人说明书
六自由度机器人说明书 专业：机械制造与自动化 班级： 成员：
目录 一、打开气源 二、机器人的快速操作入门 1、坐标系的选择 2、手动速度调整 3、伺服电源接通 4、接通主电源 5、接通伺服电源 三、伺服电源切断 1、切断伺服电源 2、切断主电源 四、轴操作
一、打开气源 请确认系统进气气源已进行供气，未供气或气压不足将会导致系统无法正常工作，系统运行中如断开气源，可能导致设备损坏，甚至造成人员伤害。 打开下图气泵，将开关拨到“I”，再打开气阀
拨到“开”，即 “Ⅰ” 往上拨，打开气阀
二、机器人的快速操作入门 1、坐标系的选择 在示教模式下，选择机器人运动坐标系：按手持操作示教器上的【坐标系】键，每按一次此键，坐标系按以下顺序变化，通过状态区的显示来确认。 2、手动速度调整 示教模式下，选择机器人运动速度：按手持操作示教器上【高速】键或【低速】键，每按一次，手动速度按以下顺序变化，通过状态区的速度显示来确认。 ?按手动速度【高速】键，每按一次，手动速度按以下顺序变化：微动1%→微动2%→低5%→低10%→中25%→中50%→高75%→高100%。 ?按手动速度【低速】键，每按一次，手动速度按以下顺序变化：高100%→高75%→中50%→中25%→低10%→低5%→微动2%→微动1%。 3、伺服电源接通 打开上电控柜上的主电源开关时，应确认在机器人动作 范围内无任何人员。
忽视此提示可能会发生与机器人的意外接触而造成人身伤害。如有任何问题发生，应立即按动急停键，急停键位于 电控柜前门的右上方。 4、接通主电源 ●把电控柜侧板上的主电源开关扳转到接通(ON) 的位置，此 时主电源接通。 ●按下电控柜面板上的绿色伺服启动按钮。
智能机器人设计毕业论文
目录 第1章、绪论 (2) 1、1智能机器人技术发展的重要意义 (2) 1、2国内外机器人的发展史 (2) 1、2、1 国外机器人的发展历史 (2) 1、2、2 国内机器人的发展历史 (3) 1、3服务机器人的特点关键技术 (3) 1、4本论文的主要研究内容 (4) 1、5本章小结 (4) 第2章、物体检测与报警机器人的总体设计 (5) 2、1概述 (5) 2、2主要组成 (5) 2、2、1 头部旋转机构 (5) 2、2、2 主体部 (6) 2、2、3 电机 (6) 2、3主要技术参数 (7) 2、4、电机的选型 (7) 2、4、1 驱动机构的组成、 (7) 2、4、2 步进电机的选型比较 (8) 2、4、3 步进电机的选型计算 (9) 2、5蜗轮蜗杆传动的选型设计 (11) 2、6电机的效核.................................... 错误!未定义书签。 2、7轴的较核及联件的选型.......................... 错误!未定义书签。 2、7、1、蜗杆轴的较核、......................... 错误!未定义书签。 2、7、2、蜗杆轴上轴承的选型..................... 错误!未定义书签。 2、7、 3、蜗轮轴的较核、......................... 错误!未定义书签。 2、7、4、蜗轮轴上轴承的选型..................... 错误!未定义书签。 2、7、5、键的较核............................... 错误!未定义书签。 2、7、6、联轴器的选型........................... 错误!未定义书签。 2、8本章小结...................................... 错误!未定义书签。第3章、驱动机构及其控制方式........................ 错误!未定义书签。 3、1、概述........................................ 错误!未定义书签。 3、2步进电机及其控制系统.......................... 错误!未定义书签。 3、2、1 步进电机的工作特性、..................... 错误!未定义书签。 3、2、2 步进电机的开环控制系统................... 错误!未定义书签。 3、3本章小结...................................... 错误!未定义书签。结束语............................................... 错误!未定义书签。
毕业设计(论文)机器人行走机构 文献综述
重庆理工大学 毕业设计（论文）文献综述题目机器人行走机构设计 二级学院重庆汽车学院 专业机械设计制造及其自动化班级 姓名学号 指导教师系主任 时间
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机器人行走机构 吴俊 摘要：行走机器人是机器人学中的一个重要分支。行走机构可以是轮式的、履带式的 和腿式的等，能适应地上、地下、水中、空中、宇宙等作业环境的各种移动机构。本 文从国内外的研究状况着手，介绍了行走机器人的发展历史，研究现状和发展趋势。本文还介绍了国内最新的研究成果。 关键字：机器人行走机构发展现状应用 Keyword:robot travelling mechanism developing current situation application 一，前言 行走机器人是机器人学中的一个重要分支。关于行走机器人的研究涉及许多方面，首先，要考虑移动方式，可以是轮式的、履带式的和腿式的等；其次，必须考虑 驱动器的控制，以使机器人达到期望的行为；第三，必须考虑导航或路径规划。因此，行走机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体 的综合系统。机器人的机械结构形式的选型和设计，应该根据实际需要进行。在机器 人机构方面，应当结合机器人在各个领域及各种场合的应用，开展丰富而富有创造性 的工作。对于行走机器人，研究能适应地上、地下、水中、空中、宇宙等作业环境的 各种移动机构。当前，对足式步行机器人、履带式和特种机器人研究较多，但大多数 仍处于实验阶段，而轮式移动机器人由于其控制简单，运动稳定和能源利用率高等特点，正在向实用化迅速发展，从阿波罗登月计划中的月球车到美国最近推出的NASA 行星漫游计划中的六轮采样车，从西方各国正在加紧研制的战场巡逻机器人、侦察车 到新近研制的管道清洗检测机器人，都有力地显示出行走机器人正在以其使用价值和 广阔的应用前景而成为智能机器人发展的方向之一。 二、课题国内外现状 多足步行机器人是一种具有冗余驱动、多支链、时变拓扑运动机构, 是模仿多足 动物运动形式的特种机器人, 是一种足式移动机构。所谓多足一般指四足及四足其以上, 常见的多足步行机器人包括四足步行机器人、六足步行机器人、八足步行机器人等。 步行机器人历经百年的发展, 取得了长足的进步, 归纳起来主要经历以下几个 阶段: 第一阶段, 以机械和液压控制实现运动的机器人。 第二阶段, 以电子计算机技术控制的机器人。 第三阶段, 多功能性和自主性的要求使得机器人技术进入新的发展阶段。 三、研究主要成果 国内多足步行机器人的研究成果[1]： 1991年,上海交通大学马培荪等研制出JTUWM[1]系列四足步行机器人。JTUWM-III是模仿马等四足哺乳动物的腿外形制成,每条腿有3个自由度,由直流伺服
工业机器人毕业设计
工业机器人 摘要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上重要的成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动程度极大的工作，工作方式一般采取示教在线的方式。 本文将设计一台圆柱坐标型的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的大臂、小臂、底座和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台：在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、以及控制元件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。
目录 摘要 1绪论 (1) 1.1 工业机器人研究的目的和意义 (1) 1.2 工业机器人在国内外的发展现状与趋势…………………….. 1.3 工业机器人的分类 1.4 本课题研究的主要内容 2 总体方案的确定 2.1 结构设计概述 2.2 基本设计参数 2.3 工作空间的分析 2.4 驱动方式 2.5 传动方式确定 3 搬运机器人的结构设计 3.1 驱动和传动系统的总体结构设计 3.2 手爪驱动气缸设计计算 3.3 进给丝杠的设计计算 3.4 驱动电机的选型计算
3.5 手臂强度校核 4 搬运机器人的控制系统 4.1 机器人控制系统分类 4.2 控制系统方案分析 4.3 机器人的控制系统方案确定 4.4 PLC及运动控制单元选型 5 结论与展望 致谢