開題報告-關(guān)節(jié)型機(jī)器人腰部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、開題論證報告題目名稱：關(guān)節(jié)型機(jī)器人腰部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)題目名稱：關(guān)節(jié)型機(jī)器人腰部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、一、題目來源、題目研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述題目來源、題目研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述（一）題目來源：本題目來源于生產(chǎn)實(shí)際，手工電弧焊接效率低，操作環(huán)境差，而且對操作員技術(shù)熟練程度要求較高，因此采用機(jī)器人技術(shù)，實(shí)現(xiàn)焊接生產(chǎn)操作的柔性自動化，以提高生產(chǎn)效率。而且現(xiàn)在對許多構(gòu)件的焊接精度和速度等提出越來越高的要求一般工人已難以勝任這一工作；此外焊接時的

2、火花及煙霧等對人體造成危害因此焊接過程的完全自動化已成為重要的研究課題。其中十分重要的就是要應(yīng)用焊接機(jī)器人。（二）題目研究的主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個用于焊接的關(guān)節(jié)型機(jī)器人，進(jìn)行機(jī)器人的總體方案設(shè)計(jì)、腰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其零件設(shè)計(jì)。關(guān)節(jié)型機(jī)器人的機(jī)械本體部分一般為由各種關(guān)節(jié)串接起若干連桿組成的開鏈?zhǔn)綑C(jī)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)上的原因，其關(guān)節(jié)通常只有轉(zhuǎn)動型和移動型。關(guān)節(jié)型機(jī)器人主要特點(diǎn)是模仿人類腰部到手臂的基本結(jié)構(gòu)，因此本體結(jié)構(gòu)通常包括關(guān)節(jié)型機(jī)器人的機(jī)座結(jié)構(gòu)及腰部關(guān)

3、節(jié)轉(zhuǎn)動裝置、手腕結(jié)構(gòu)及手腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動裝置和末端執(zhí)行器。我所做的課題偏重與機(jī)座和腰部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。弧焊機(jī)器人多采用占地面積小，動作范圍較大的關(guān)節(jié)型操作機(jī)，其靈活性大，能以最佳狀態(tài)決定焊槍的位置。（三）（三）國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述：目前，對機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展有最重要影響的國家是日本和美國。美國在機(jī)器人技術(shù)的綜合性水平上仍處于領(lǐng)先地位，日本生產(chǎn)的機(jī)器人數(shù)量和種類則居世界首位。我國發(fā)展機(jī)器人技術(shù)起步于20世紀(jì)70年代末。1995年9月，6000m水下機(jī)器人試

4、驗(yàn)成功.近年來在步行機(jī)器人、精密裝配機(jī)器人及多自由度關(guān)節(jié)型機(jī)器人研制等前沿領(lǐng)域內(nèi)逐步縮短與世界水平的差3關(guān)節(jié)型機(jī)器人本體驅(qū)動系統(tǒng)包括驅(qū)動器和傳動機(jī)構(gòu)，它們常和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)成一體，驅(qū)動臂桿和載荷完成指定的運(yùn)動。常用的驅(qū)動器有電機(jī)和液壓、氣動驅(qū)動裝置等。其中采用電機(jī)驅(qū)動是最常用的驅(qū)動方式。電極驅(qū)動具有精度高，可靠性好，能以較大的變速范圍滿足機(jī)器人應(yīng)用要求等特點(diǎn)。所以在這次設(shè)計(jì)中我選擇了直流電機(jī)作為驅(qū)動器。2.速度和位置檢測；3.伺服控制系統(tǒng)選

5、擇；4.工作空間的確定；5.機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；①內(nèi)部鋁鑄件形狀復(fù)雜，既用作內(nèi)部齒輪安裝殼體與軸的支承座，又兼作承力骨架，傳遞集中載荷。這樣不僅節(jié)省材料，減少加工量，又使整體質(zhì)量減輕。手臂外壁與鑄件骨架采用膠接，使連接件減少，工藝簡單，減輕了質(zhì)量。②軸承外形環(huán)定位簡單。一般在無軸向載荷處，載荷外環(huán)采用端面打沖定位的方法。③采用薄壁軸承與滑動銅襯套，以減少結(jié)構(gòu)尺寸，減輕質(zhì)量。④有些小尺寸齒輪與軸加工成一體，減少連接件，增加了傳遞剛度。⑤大

6、、小臂，手腕部結(jié)構(gòu)密度大，很少有多余空隙。如電機(jī)與臂的外壁僅有0.5mm間隙，手腕內(nèi)部齒輪傳動安排亦是緊密無間。這樣使總的尺寸減少，質(zhì)量減少。⑥工作范圍大，適應(yīng)性廣。PUMA除了自身立柱所占空間以外，它的工作空間幾乎是他的長臂所能達(dá)到的全球空間。再加之其手腕軸的活動角度大，因此使它工作時位姿的適應(yīng)性強(qiáng)。譬如用手腕擰螺釘，手腕關(guān)節(jié)4，6配合，一次就能轉(zhuǎn)1112。⑦由于結(jié)構(gòu)上采用了剛性齒輪傳動，調(diào)整齒輪間隙機(jī)構(gòu)，彈性萬向聯(lián)軸器，工藝上加工精