三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人設計.txt

1、目 錄目錄 …………………………………………………………………………………………… 1 中文摘要 ……………………………………………………………………………………… 2 Abstract ……………………………………………………………………………………… 2第 1 章 緒論 ……‥………………………………………………………………………… 3第 2 章 工業(yè)機器人的總體設計 ………………………………

2、…………………………… 32.1 工業(yè)機器人的組成及各部分關系概述 …………………………………………… 3 2.2 工業(yè)機器人的設計分析 ……………………………………………………………… 42.2.1 設計要求 ………………………………………………………………………… 52.2.2 總體方案擬定 …………………………………………………………………… 52.2.3 工業(yè)機器人的主要技術參數(shù) ………………………………………

3、………… 5第 3 章 工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)設計 ……………………………………………………… 63.1 工業(yè)機器人的運動系統(tǒng)分析 ……………………………………………………… 63.1.1 機器人的運動概述 ……………………………………………………………… 63.1.2 機器人的運動過程分析 ……………………………………………………… 73.2 工業(yè)機器人的執(zhí)行機構(gòu)設計 ………………………………………………………

4、 83.2.1 末端執(zhí)行機構(gòu)設計 ……………………………………………………………… 83.2.2 手臂機構(gòu)設計 ………………………………………………………………… 113.2.3 腰部和基座設計 ………………………………………………………………… 123.3 工業(yè)機器人的機械傳動裝置設計 ‥……………………………………………… 183.3.1 滾珠絲杠的選擇 ………………………………………………………………… 183.

5、3.2 諧波齒輪的選擇 ………………………………………………………………… 193.3.3 聯(lián)軸器的選擇 ………………………………………………………………… 20第 4 章 工業(yè)機器人的計算機控制系統(tǒng)概述 ……………………………………………… 204.1 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點及對控制功能的基本要求 ‥……………………… 214.2 計算機控制系統(tǒng)的設計方案 ……………………………………………………… 224.

6、3 硬件電路的組成………………………………………………………………… 22第 5 章 工業(yè)機器人運行時應采取的安全措施 …………………………………………… 225.1 安全要求 ………………………………………………………………………… 225.2 實施方法 …………………………………………………………………………… 23鳴謝……………………………………………………………………………………… 23參考文獻……………

7、…………………………………………………………………… 24中文摘要在工業(yè)上，自動控制系統(tǒng)有著廣泛的應用，如工業(yè)自動化機床控制，計算機系統(tǒng)，機器人等。而工業(yè)機器人是相對較新的電子設備，它正開始改變現(xiàn)代化工業(yè)面貌。本設計為三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人，其工作方向為兩個直線方向和一個旋轉(zhuǎn)方向。在控制器的作用下，它執(zhí)行將工件從一條流水線拿到另一條流水線這一簡單的動作,本文是對整個設計工作較全面的介紹和總結(jié)。關鍵詞：三自由度，圓柱坐標，工業(yè)機器

8、人 AbstractIndustrially, automatic control systems are found in numerous applications, such as automation machine tool control, computer systems and robotics. Industrial robots are relatively new electromechanical device

9、s that are beginning to change the appearance of modern industry. This scheme introduced a cylindrical robot for three degree of freedom. It is composed of two linear axes and one rotary axis current

10、control only allows these devices move from one assembly line to other assembly line in space, perform relatively simple taskes. This paper is more comprehensive introduction and summing-up

11、 for the for the whole design work.Key words ：three degrees of freedom, cylindrical, Industrial robot機械傳動、液壓傳動、氣壓傳動和電傳動。C、 控制系統(tǒng)：通過對驅(qū)動系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按照規(guī)定的要求進行工作，當發(fā)生錯誤或故障時發(fā)出報警信號。D、 檢測系統(tǒng)：作用是通過各種檢測裝置、傳感裝置檢測執(zhí)行機構(gòu)的運動情況，根據(jù)需要反饋

12、給控制系統(tǒng)，與設定進行比較，以保證運動符合要求。圖 2-2 各部分關系圖2.2 工業(yè)機器人的設計分析2.2.1 設計要求綜合運用所學知識,搜集有關資料獨立完成三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人操作機和驅(qū)動單元的設計工作。原始數(shù)據(jù)：自動線上有Ａ，Ｂ兩條輸送帶之間距離為 1.5m，需設計工業(yè)機器人將一零件從 A 帶送到 B 帶。零件尺寸：內(nèi)孔 ￠100，壁厚 10，高 100。零件材料：45 鋼。2.2.2 總體方案擬定在工業(yè)機器人的

13、諸多功能中，抓取和移動是最主要的功能。這兩項功能實現(xiàn)的技術基礎是精巧的機械結(jié)構(gòu)設計和良好的伺服控制驅(qū)動。本次設計就是在這一思維下展開的。根據(jù)設計內(nèi)容和需求確定圓柱坐標型工業(yè)機器人，利用步進電機驅(qū)動和諧波齒輪傳動來實現(xiàn)機器人的旋轉(zhuǎn)運動；利用另一臺步進電機驅(qū)動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，從而使與滾珠絲杠螺母副固連在一起的手臂實現(xiàn)上下運動；考慮到本設計中的機器人工作范圍不大，故利用液壓缸驅(qū)動實現(xiàn)手臂的伸縮運動；末端夾持器則采用內(nèi)撐連桿杠桿式夾持器，用小型液

14、壓缸驅(qū)動夾緊。圖 2-3 機器人外形圖2.2.3 工業(yè)機器人主要技術性能參數(shù)工業(yè)機器人的技術參數(shù)是說明其規(guī)格和性能的具體指標。主要技術參數(shù)有如下：A、 抓取重量：抓取重量是用來表明機器人負荷能力的技術參數(shù)，這是一項主要參數(shù)。這項參數(shù)與機器人的運動速度有關，一般是指在正常速度下所抓取的重量。B、 抓取工件的極限尺寸：抓取工件的極限尺寸是用來表明機器人抓取功能的技術參數(shù)，它是設計手部的基礎。C、 坐標形式和自由度：說明機器人機身、手部、腕

15、部等共有的自由度數(shù)及它們組成的坐標系特征。D、 運動行程范圍：指執(zhí)行機構(gòu)直線移動距離或回轉(zhuǎn)角度的范圍，即各運動自由度的運動量。根據(jù)運動行程范圍和坐標形式就可確定機器人的工作范圍。E、 運動速度：是反映機器人性能的重要參數(shù)。通常所指的運動速度是機器人的最大運動速度。它與抓取重量、定位精度等參數(shù)密切有關，互相影響。目前，國內(nèi)外機器人的最大直線移動速度為 1000mm/s 左右，一般為 200～400mm/s；回轉(zhuǎn)速度最大為 180o/s，一

16、般為 50o/s。F、 定位精度和重復定位精度：定位精度和重復定位精度是衡量機器人工作質(zhì)量的一項重要指標。G、 編程方式和存儲容量。本設計中的三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人的有關技術參數(shù)見表 1-1。表 1-1機械手類型 三自由度圓柱坐標型抓取重量 2.69Kg自由度 3 個（1 個回轉(zhuǎn) 2 個移動）機座 長 120mm，回轉(zhuǎn)運動，回轉(zhuǎn)角 180°，步進電機驅(qū)動 單片機控制腰部機構(gòu) 長 680mm，伸縮運動，升降范圍 450mm