用于焊接的关节型机器人腰部结构设计

合集下载

关节型机器人腰部结构设计要领

ｄ．关节型
六轴联动关节机器人按照关节机器人的构造分类：１、五轴和六轴关节机器人拥有五个或六个旋转轴，类似于人类的手臂。应用领域有装货、卸货、喷漆、表面处理、测试、测量、弧焊、点焊、包装、装配、切屑机床、固定、特种装配操作、锻造、铸造等。
间工匠根据这些文学描绘，也制造出一些仿人或仿生的机器人。一：主要分类
单，但机体所占空间体积大、灵活性较差。
ｃ．球坐标型又称极坐标型，
它由两个转动和一个直线移动所组成，即一个回？转，一个俯仰和一个伸缩
运动组成，其工作空间图形为一个球形，它可以作上下？俯仰运动并能够抓取地面上或较低位置的工件，具有结构紧凑、工作空间范围大？的特点，但结构复杂。
引言：自古以来，人们所设想的机器人一般是一种在外形和功能上均能模拟人类只能的机器。特别是在２Ｏ世纪２晦代前后，捷克和美国的一些科幻作家创作了一批关于未来机器人与人类共处中可能发生的故事之类的文学作品，更使机器人在人们的思想中成为一种无所不能的“ 超人 ” 。在现实生活中，一些民
作。结合？本课题综合考虑决定采用方案四：关节型机器人。此方案所占空间少，
工作空间范围大，动作灵活，工艺操作精度高
焊接机器人具有自由度： ①腰关节回旋； ②臂关节俯仰； ③肘关节俯仰；

关节型机器人腰部结构设计

1前言1.1 题目来源与分析题目《关节型机器人腰部结构设计》来源于生产实践中。

要求设计的机器人具有6个自由度：①腰关节回转；②臂关节俯仰；③肘关节俯仰；④腕关节仰腕；⑤摆腕；⑥旋腕。

其中要详细地设计机器人基座和腰部的结构。

整体机器人要实现腕部最大负荷6kg，最大速度2m/s，最大工作空间半径1500mm 。

机器人是近30年发展起来的一种典型的、机电一体化的、独立的自动化生产工具。

在制造工业中，应用工业机器人技术是提高生产过程自动化，改善劳动条件，提高产品质量和生产效率的有效手段之一，也是新技术革命的一个重要内容。

自古以来,人们所设想的机器人一般是一种在外形和功能上均能模拟人类智能的机器。

特别是在20世纪20年代前后,捷克和美国的一些科幻作家创作了一批关于未来机器人与人类共处中可能发生的故事之类的文学作品,更使机器人在人们的思想中成为一种无所不能的“超人”。

在现实生活中,一些民间工匠根据这些文学描绘,也制造出一些仿人或仿生的机器人。

然而在当时的科技条件下,要使机器人具有某种特殊的“智能”而成为“超人”,显然是不可能的。

美国的戴沃尔设想了一种可控制的机械手,他首先突破了对机器人的传统观点,提出机器人并不一定必须像人,但是必须能做一些人的工作。

1954年,他依据这一想法设计制作了世界上第一台机器人实验装置,发表了《适用于重复作业的通用性工业机器人》一文,并获得了美国专利。

戴沃尔将遥控操纵器的关节型连杆机构与数控机床的伺服轴联结在一起,预定的机械手动作一经编程输入后,机械等就可以离开人的辅助而独立运行。

这种机器人也可以接受示教而完成各种简单任务。

示教过程中操作者用手带动机械手依次通过工作任务的各个位置，这些位置序列记录在数字存储器中，任务的执行过程中，机器人的各个关节在伺服驱动下再现出那些位置序列。

因此，这种机器人的主要技术就是“可编程”以及“示教再现”。

1.2 研究目的焊接机器人是最大的工业机器人应用领域,它占工业机器人总数的25%左右。

关节型工业机械手的结构设计毕业设计说明书[管理资料]

毕业论文题目关节型工业机械手的结构设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机自0917班学生学号20090421170指导教师二〇一三年六月三日摘要关于该关节型工业机械手的具体研究方法。

本次设计工作首先对实体安川机器人进行了细致的研究，了解了其内部的具体结构，安川机器人的结构可分为六个轴系，然后根据六个轴系对其内部结构进行分解，以便了解各个零件之间的配合，这样就对安川机器人有了大体的了解。

下面就进行尺寸的测量，尺寸的测量只需要测量一下大体的外观尺寸，而内部尺寸可根据零件的配合进行合理的设计。

然后，进行计算（包括电机功率的计算，轴的设计，齿轮的参数计算），接着可依据相关资料，选取恰当的电机。

最后，可根据实体与之前所掌握的知识对机械手的结构进行设计分析。

关键词:伺服电机、机械手抓、移动旋转。

ABSTRACTHere is about the research method of the industrial manipulator joints. The design work on the real first AnChuan robot has carried on the detailed research, understand the internal structure of concrete, AnChuan robot structure can be divided into six axis, and then according to the six axis of its internal structure decomposition, in order to understand the cooperation between the various parts of the, thus for AnChuan robot have roughly understanding. Below is the size of the measurement, the size of the measurement only need to measure the general appearance of the size, and the internal dimension can be reasonable according to the parts of the design. Then, computing (including motor power calculation, the design of the shaft, the gear parameter calculation), then can according to relevant data, select the appropriate machine. Finally, according to the entity and prior knowledge on the structure of the manipulator design analysis.Keywords:servo motor rotate, manipulator grabbing and moving.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)机械手国内外发展现状 (1)多关节型工业机械手概述 (2)机械手组成与分类 (3) (3) (3)2机械手的设计方案 (4) (5)机械手设计方案 (5)方案特点 (6)电机的选型 (7)初步估算机械手的质量 (7) (8)计算电机功率 (10)锥齿轮设计 (10)齿轮精度、材料 (10)按齿面接触疲劳强度设计 (10)按齿根弯曲强度设计 (12)锥齿轮参数计算 (12)同步带轮的设计 (13)同步齿形带传动计算 (13)带轮几何尺寸的计算 (14)减速器的设计 (16)减速器减速比的计算 (16)减速器输出轴径的计算 (16)4 机械手各结构设计 (17)手爪结构的设计 (17)手爪的设计要求 (17)手爪的分类 (18)手部结构形式的确定 (18)手腕结构的设计 (18)手腕的设计要求 (18)手腕结构形式的确定 (19)手臂结构的设计 (19)手臂的设计要求 (19)手臂结构 (19)小臂结构形式的确定 (20)小臂后箱体的结构设计 (20)连接杆件的设计 (21)5 关键轴的校核 (21)腕部输入轴的结构 (21)轴的校核 (22)6 结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1前言机械手国内外发展现状1962年，美国机械铸造公司试制成一台数控试教机械手。

[信息与通信]焊接机器人腰部结构设计

[信息与通信]焊接机器人腰部结构设计焊接机器人腰部结构设计摘要工业机器人最大的应用领域是焊接机器人,它占工业机器人总数的25%左右。

由于对许多构件的焊接精度和速度等提出越来越高的要求,一般工人已难以胜任这一工作;此外6自由度焊接机器人还可以减少焊接时的火花及烟雾等对人体造成危害,因而,本课题的提出就有十分重要的意义。

为了提高生产效率和产品的焊接质量,满足实际工作需要,本课题设计了用于焊接的关节型机器人。

根据机器人的工作要求和结构特点，进行了机器人的总体设计，确定了机器人的外形尺寸和工作空间，拟定了机器人各关节的总体传动方案，对机器人腰关节结构进行了详细设计，合理布置了电机和齿轮，确定了各级传动参数，进行了齿轮、轴和轴承的设计计算和校核。

利用齐次变换矩阵法建立了六自由度关节机器人的正运动学模型，求出机器人末端相对于各自参考坐标系的齐次坐标值，建立了在直角坐标空间内机器人末端执行器的位置和姿态与关节变量值的对应关系。

基于几何投影原理推导出相应的逆运动学模型，求出了各个关节的角度值，建立了机器人关节空间与世界空间的映射关系。

该机器人具有刚性好，位置精度高、运行平稳的特点。

关键词：关节型机器人；总体设计；腰部结构设计；6自由度。

The waist structural design of articulated robotABSTRACTThe largest industrial robot application is welding robot, which accounted for the total number of industrial robots about 25 percent. Because of the many components of welding precision and speed to the growing demands, the general competence of workers has been difficult this work; Moreover, the welding robot can also reduce the welding sparks and smoke caused harm to the human body and so, therefore, the subject The proposal has very great significance.In order to improve the efficiency of production and welding quality of products and meet real work's needs, this subject has designed the articulated robot used for welding . According to the job requirements for the robot and structure characteristic , I have carried on the overall design of the robot, confirmed the external dimension and workspace of the robot, drafted the overall transmission scheme of every joint of the robot. I have designed the waist structure of the robot in detail, assigned the electrical machinery and gear wheel rationally, confirmed at all level transmission parameters , carried on the design and calculating of gear wheels , shafts and bearings and checking them.The kinematic model of robot system has been built up by means of the homogenous transformation of matrix in this thesis and deduces the robot's homogenous coordinate which is relative to its reference coordinate. We also make up the position relationship between the robot's end effector and the variable friable of every joint. The inverse kinematic model is deduced which based on the projection principle of geometry and the value of angle is worked out. What’s more, the relationship is built up between the joint space of robot and the world space. This robot has the characteristics of fine rigidity , position precision high , that operate steadily.Key words:Articulated robot; Design overallly;Waist articulated structural design of the robot；6目录第一章绪论 01.1 题目来源与分析 01.2 研究目的 (1)第二章6自由度焊接机器人结构设计 (3)2.1 确定基本技术参数 (3)2.1.1 机械结构类型的选择 (3)2.1.2 额定负载 (3)2.1.3 工作范围 (4)2.1.4 操作机的驱动系统设计 (4)2.1.5 控制系统选择 (5)2.1.6 确定关节型机器人手臂的配置形式 (5)2.2 关节型机器人本体结构设计 (6)第三章 6自由度焊接机器人腰部结构设计 (9)3.1电动机的选择 (10)3.2计算传动装置的总传动比和分配各级传动比 (10)3.3 轴的确定 (11)3.4 齿轮的参数 (11)3.5自由度焊接机器人立柱设计 (13)3.6 自由度焊接机器人基座设计 (14)第四章焊接机器人腕部结构设计 (16)4.1 回转部分 (17)4.1.1选择电动机 (17)4.1.1选择电动机的类型 (17)4.1.2 传动装置的总传动比及各级传动比分配 (17)4.1.3 传动装置的总传动比 (17)4.1.4 分配各级传动比 (18)4.1.5 计算传动装置的运动参数和动力参数 (18)4.1.6 轴的计算 (18)4.1.7确定齿轮传动的精度 (25)4.1.8 确定齿轮的参数 (25)4.1.9 选择材料 (25)4.1.10压力角的选择 (25)4.1.11齿数和模数的选择 (25)4.4.12确定齿宽系数 (25)4.3 摆腕部分 (30)4.3.1 传动装置的总传动比及各级传动比分配 (30)4.3.1确定三根轴的具体尺寸 (30)4.3.2 确定齿轮的参数 (31)4.3.3 确定齿轮传动的精度 (33)4.4 转腕 (34)4.4.1 传动装置的总传动比及各级传动比分配 (34)4.4.2 齿轮参数 (36)第五章结论 (40)参考文献 (41)致谢 (43)附录A INTRODUCTION TO ROBOTICS MECHANICS AND CONTROL (44)附录B 机器人学导论 (48)第一章绪论1.1 题目来源与分析题目《6自由度焊接机器人》来源于生产实践中。

五自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计

开题报告（20**届）5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计学生姓名学号院系专业指导教师填写日期毕业设计说明书20**届5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计学生姓名学号院系专业指导教师5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计摘要据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域，焊接机器人应用中最普遍的主要有两种方式，即点焊和电弧焊。

我们所说的焊接机器人其实就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。

这些焊接机器人中有的是为某种焊接方式专门设计的，而大多数的焊接机器人其实就是通用的工业机器人装上某种焊接工具而构成的。

在多任务环境中，一台机器人甚至可以完成包括焊接在内的抓物、搬运、安装、焊接、卸料等多种任务，因此，从某种意义上来说，工业机器人的发展历史就是焊接机器人的发展历史。

众所周知，焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平；另一方面，焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作。

工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，减轻焊工的劳动强度，同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。

本次我所设计的机器人为五自由度弧焊机器人。

本说明书对本次设计的主要考虑内容进行了叙述和讲解，包括机器人的总体设计以及传动系统的构成与设计，电动机的选择，圆锥齿轮的设计与校核，谐波减速器的原理以及选择，腕部转动轴的校核，齿形带规格的选择以及滚动轴承的选择与校核等。

由于设计经验不足以及理论知识的匮乏，本次设计肯定存在许多不足之处，望答辩老师谅解并不吝赐教。

关键词焊接机器人；齿形带传动；谐波减速器；五自由度design 5 degree-of-freedom welding robot overall and big arm and waistABSTRCTAccording to incomplete statistics, nearly half of the world's industrial robots in service are used for welding. The most common application of welding robot are in two main ways, spot welding and arc welding. The welding robot we are talking about is actually industrial robots which are doing the work in the welding tasks instead of welding production welder. Some of this welding robot is specially designed for welding while most of them are actually a common industrial robot fitted with a welding tool. In multi-task environment, a robot can even complete many kinds of work including the grasp of welding, handling, installation, welding, unloading and other tasks,. Therefore, in a sense, the history of the development of industrial robots is the history of the development of welding robot.It is well known that the welding processing on one hand requires on skilled operational skills, rich practical experience and stable level of welding; on the other hand, welding is a work with poor working conditions, dust, and heat radiation and high-risk. The emergence of industrial robots first makes people naturally think of using it to replace the manual welding to reduce labor intensity. But also it ensures the welding quality and enhances the efficiency of welding.The robot I designed is a DOF arc welding robot. The design statement mainly include design of robot's drive system and the its composition, the choice of motor, design of bevel gear and verification, the principle of harmonic reducer and its choice, wrist Check the Department of rotational axis, the choice of rolling bearings and its checking and so on.KEY WORDS welding robot; profile belt transmission; harmonic reducer; 5-DOF目录中文摘要 (Ⅱ)英文摘要 (Ⅲ)目录 (Ⅳ)前言 (1)1 绪论 (3)2 毕业设计基本思路 (4)2.1总体所涉及思路及内容 (5)2.2设计传动方案 (5)3 焊接机器人腰部与大部设计 (7)3.1 腰部结构设计 (7)3.1.1 电动机的选择 (7)3.1.2 谐波减速器介绍及选择 (8)3.1.3 轴的设计与校核 (10)3.1.4 轴承的设计计算与核 (11)3.1.5 齿轮设计计算与校核 (12)3.2 大臂结构设计 (15)3.2.1 电动机的选择 (15)3.2.2 谐波减速器的选择 (15)3.2.3 轴的设计与校核 (16)4总结 (18)参考文献 (19)致谢 (20)前言焊接机器人之所以能够占据整个工业机器人总量的40%以上，与焊接这个特殊的行业有关，焊接作为工业“裁缝”，是工业生产中非常重要的加工手段，同时由于焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在，焊接的工作环境又非常恶劣，焊接质量的好坏对产品质量起决定性的影响。

毕业论文：专用焊接机器人的结构设计

1绪论1.1焊接机器人的发展自从世界上第一台工业机器人UMMATE于1959年在美国诞生以来，机器人的应用和技术发展经历了三个阶段：第一代是示教再现型机器人。

这类机器人操作简单，不具备外界信息的反馈能力，难以适应工作环境的变化，在现代化工业生产中的应用受到很大的限制。

第二代是具有感知能力的机器人。

这类机器人对外界环境有一定的感知能力，具备如听觉、视觉、触觉等功能，工作时借助传感器获得的信息，灵活调整工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作。

第三代是智能机器人。

这类机器人不但具有感觉能力，而且具有独立判断、行动、记忆、推断和决策的能力，能适应外部对象、环境协调工作，能完成更加复杂的动作，还具备故障自我诊断及修复能力。

焊接机器人就是焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。

焊接机器人的出现，帮助人们解决了很多问题。

焊接机器人具有如下特点：（1）稳定和提高焊接质量，保证其一致性。

采用机器人焊接时，对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人的因素影响较小，因此焊接质量是稳定的。

而人工焊接时，焊接速度、干伸长等会受人为因素的影响而发生变化，因此很难做到质量的一致性；（2）提高劳动生产率。

机器人可24小时连续生产，另外随着高速高效焊接技术的应用，人工焊接已经无法适应，必须使用机器人焊接；（3）改善了工人的劳动条件。

采用机器人焊接工人只是参与管理和控制焊接过程，远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等；（4）产品周期明确，容易控制产品质量。

机器人的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确；（5）焊接机器人的制造技术不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），单机价格不断下降。

随着工业跌的发展和各种技术的不断革新以及对生产结构和产品质量的要求不断提高，焊接机器人在各种行业中发挥越来越重要的作用。

目前，世界各国都在加大科研力度，对焊接机器人进行研究，从发展趋势上看，焊接机器人和其他工业机器人一样，不断向智能化和多样化方向发展。

关节型机器人的结构设计及其运动学分析共3篇

关节型机器人的结构设计及其运动学分析共3篇关节型机器人的结构设计及其运动学分析1关节型机器人是一种机器人，它通过关节连接来实现运动。

这种机器人的动作比较灵活，因为它们可以在任何方向上旋转和进行其他运动。

在这篇文章中，我们将详细介绍关节型机器人的结构设计以及关节型机器人的运动学分析。

1.结构设计关节型机器人的结构设计通常由关节、链节和执行器组成。

执行器通常用于控制关节的旋转，链节是连接关节的部分，而关节则是连接链节和执行器的部分。

关节可以是旋转关节，旋转关节可以使机器人以一个轴旋转；也可以是平移关节，平移关节可以使机器人上下或前后移动。

此外，还有万向节，可以使机器人在任何方向上旋转。

链节可以是线性链节或旋转链节。

线性链节将机器人的每个部分连接在一起，而旋转链节则可以使机器人上下或前后移动。

执行器可以是电动或气动，用于控制机器人的运动。

执行器可以使用电机或其他控制系统，以改变关节的位置或旋转。

2.运动学分析关节型机器人的运动学分析涉及到机器人的运动学参数的推导。

这些参数包括关节角度、链节的长度等等。

运动学分析是设计和控制关节型机器人的重要步骤。

关节角度是指每个关节相对于中心轴线的角度。

这些角度可以用来计算机器人的位置和方向。

链节的长度是连接各个关节的链节的长度。

这些长度可以通过测量所需的距离来确定。

在运动学分析过程中，需要确定机器人的末端位置和方向。

这可以通过测量机器人的位置和角度来完成。

此外，还需要计算各个部分的速度和加速度，以便更好地控制机器人。

在运动学分析的过程中，需要考虑各种因素，如摩擦、重力等。

这些因素会影响机器人的运动，需要用仔细的计算方法进行处理。

总体而言，关节型机器人的结构设计和运动学分析需要仔细考虑，设计师需要仔细测量各个部件的尺寸和相对位置，以确保机器人的正常运作。

在设计和控制机器人时，需要仔细考虑各种因素，例如摩擦、重力和惯性等，以确保机器人可以准确地执行其任务。

关节型机器人的结构设计及其运动学分析2关节型机器人是一种基于多自由度（DOF）的机器人，关节型机器人的运动自由度非常大，可以完成多种复杂的动作。

关节型机器人结构设计及仿真分析

机电学院毕业设计指导书课题名称关节型机器人结构设计及仿真分析教学系、部、室机械设计系专业机械设计制造及其自动化指导教师一、毕业设计题目题目名称：关节型机器人结构设计及仿真分析机器人技术是近40多年来迅速发展起来的一门综合性学科，它综合了机械学、电子学、计算机科学、自动控制工程、人工智能、仿生学等多个学科的最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就，是当今世界科学技术发展最活跃的领域之一。

机器人的研究、制造和应用，正受到许多国家的广泛重视，是一个国家科技水平和经济实力的象征。

它能够替代人类不知疲倦地完成枯燥繁重的劳动，降低工人的劳动强度，提高劳动生产率。

它的环境适应能力强，能够在水下、太空、真空、辐射以及剧毒等任何危险环境中工作，使人类的生命安全和健康得到保障。

随着研究的深入，人们不断发现机器人技术的潜力，对它的应用已经逐步渗透到了人们生产和生活的各个领域中。

目前工业生产中应用最广泛的机器人是工业机器人，亦称作工业机械手。

各种不同功能的机械手操作系统其机械、电气和控制结构一般也各不相同，但大多数完整的机械手系统都有4个主要部分：1.机械本体机构2.传感系统3.控制系统4.驱动源。

机械本体机构通常是由手臂、手腕和末端执行器组成。

它们主要是由一系列旋转关节或移动关节相连接的多个机械连杆的集合体，从而形成开式运动链的结构。

一端装在固定的基座上，另一端在手腕上安装手爪、各种夹持机构或专用工具来完成各种工作。

机械手在执行一项任务时，由它的机械结构实现其运动机能，完成规定作业，因此机械结构的布局、类型、传动方法和驱动方式将直接影响机械手的总体性能。

传感系统是将有关机械部件的各种工作状态信息传递给机器人的控制系统，控制系统通过这些信息确定机械部件各部分的正确运行轨迹、速度、位置和外部环境，使机械部件的各部分按预定程序在规定的时间开始和结束动作。

驱动源是使各种机械部件产生运动的装置，主要包括气动、液压和电动三种形式。

典型机器人结构示例ppt课件

的运动，并分析其结构。
67
46
1．大臂的结构图（1）：
主要问题： 1、机器人的主要构成。 2、分析存在的主要运动。机器人的类型。 3、各机器人主体部分的传动路线及传动特点。 4、当机器人手腕处于什么位置时，三个运动退化为两个运动。
47
1．大臂的结构图（2）：
48
2．小臂的结构图（1）：
49
2．小臂的结构图（2）：
62
PT-600弧焊机器人大臂装配图：
63
PT-600弧焊机器人小臂结构图：
64
PT-600弧焊机器人碗部结构图：
65
PT-600机器人小臂和腕部的连接：
66
思考题：
分析腰部的结构特点、工作原理及采用的轴承特点；
分析大臂的结构特点；分析小臂的结构特点；画出手腕的机械传动链，分析手腕存在
24
结构2特．点：肩关节运动（2）：
在俯视图和A—A示图中，后壳盖9与立柱空心轴31螺纹联接，空心轴10与后壳盖9螺纹联接，空心轴10固定不动。
齿轮17与后壳盖9螺纹联接，齿轮17固定不动，当小齿轮16与之啮合时，只能是自转又公转，由于轴14支承在大臂上，带动大臂绕水平轴10旋转，实现肩关节的旋转运动。
典型机器人结构示例
1
引言：
本讲主要介绍美国Unimation公司的产品：PUMA—262型关节式通用机器人。
2
一、PUMA—262型机器人简介
3
1．结构特点：
PUMA—262型机器人是一个关节型机器人：主体结构三个自由度（腰转关
节、肩关节、肘关节）以及手腕的三个自由度（俯仰、偏转、回转）都是回转运动。传动精度高，结构小巧紧凑，重量轻，工作范围大，适应性广。

机械手毕业设计-关节型机器人腰部结构设计(6自由度)

、本题目拟解决的问题
焊接机器人具有6个自由度：① 腰关节回转；② 臂关节俯仰；③ 肘关节俯仰；④ 腕关节仰腕；⑤ 摆腕；⑥旋腕。其中要详细地设计机器人基座和腰部的结构。整体机器人要实现腕部最大负荷6kg，最大速度2m/s，最大工作空间半径1500mm 。
在设计过程中要考虑到很多问题：① 机器人的六个关节采用何种驱动器；② 传动比的选择要合理；③ 同一轴上的轴承要保证很好的同轴度；④基座采用何种材料如何制造；⑤ 立柱与大臂如何联接；⑥ 要有足够大的安装基面，以保证机器人工作时的稳定性；⑦ 腰座承受机器人全部重量和工作载荷，应保证足够的强度、刚度和承载能力；⑧ 腰座轴系及传动链的精度对末端执行器的运行精度影响最大。因此腰座与手臂的联接要有可靠的定位基准面。
2.1.5 控制系统的选择6
2.1.6 确定关节型机器人手臂的配置形式6
2.2 关节型机器人本体结构设计7
3 关节型机器人腰部结构设计 10
3.1 电动机的选择10
3.2 计算传动装置的总传动比及分配各级传动比12
3.3 轴的设计计算12
3.3.1 计算各轴转速、转矩和输入功率12
3.3.2 确定三根轴的具体尺寸13
4.2 关节型机器人的广义连杆变换矩阵23
4.3 关节型机器人运动方程26
4.3.1 关节型机器人运动分析26
4.3.2 关节型机器人运动反解29
5 结论34
参考文献35
附录36
关键词：关节型机器人；位姿分析；总体设计；腰部结构设计
目录
1 前言1
1.1 题目来源及分析1
1.2 研究目的2
1.3国内外发展及研究现状2
2 关节型机器人总体设计4

垂直多关节机器人位置控制结构设计(腰部关节)

垂直多关节机器人位置控制结构设计（腰部关节）南京理工大学泰州科技学院毕业设计说明书(论文)作者: 3号楷体学号: 3号楷体学院(系): 3号楷体专业: 3号楷体垂直多关节机器人位置控制结构设计题目: ,腰部关节,3号楷体 3号楷体指导者:(姓名) (专业技术职务)3号楷体 3号楷体评阅者:(姓名) (专业技术职务)2014 年 6 月1毕业设计说明书(论文)中文摘要机器人是一种典型的机电一体化产品，垂直多关节机器人是机器人研究领域的热点。

研究垂直多关节机器人需要结合机械、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。

本文对一种使用在垂直多关节机器人的腰部关节进行设计，并完成总装配图和零件图的绘制。

要求对机器人模型进行力学分析，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，关节型机器人，结构分析全套设计加 401339828I毕业设计说明书(论文)外文摘要Title :Spray Painting Robot Bigger Arm System DesignAbstractRobot is a typical mechatronic product, and the vertical multi joint robot is a hot spot in the field of robot research. Research on vertical multi joint robot needs to be combined with mechanical, electronic, information theory, artificial intelligence, biology and computerscience and many other disciplines, and its own development has also contributed to the development of these disciplines.In this paper, a design of the waist joint used in the verticalmulti joint robot is designed, and the general assembly drawing and the drawing of the part drawing are completed. Mechanical analysis of the robot model is required to estimate the torque and power of each joint, and the selection of the motor and reducer is completed. Second, fromthe motor and reducer connection and fixed starting, the design of joint structure, and the important parts of the body to check the strength.Keywords :Structure design, Robot arm, Structure analysisII目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 机器人的发展及技术 (2)1.2.1 机器人的发展 (2)1.2.2 机器人技术 (2)1.3 垂直多关节机器人研究概况 (3)1.3.1 国外研究现状 (3)1.3.2 国内研究现状 (4)1.4 喷涂机器人的总体结构 (5)1.5 主要内容 .............................................5 2 总体方案设计 . (6)2.1 机器人工程概述 (6)2.2 工业机器人总体设计方案论述 (7)2.3 机器人机械传动原理 (8)2.4 机器人总体方案设计 (8)2.5 垂直多关节机器人工作空间的计算 (10)2.6 本章小结 ............................................11 3 机器人大臂部结构 . (11)3.1 大臂部结构设计的基本要求 (11)3.2 大臂部结构设计 (12)3.3 大臂电机及减速器选型 (13)3.4 减速器参数的计算 (14)3.5承载能力的计算 (18)3.5.1 柔轮齿面的接触强度的计算 (18)3.5.2 柔轮疲劳强度的计算 .............................18 总结与展望 .................................................23 致谢 ....................................................24 参考文献 (25)III1 绪论1.1 引言机器人是一种典型的机电一体化产品，垂直多关节机器人是机器人研究领域的热点。

焊接机械手的结构设计(另有全套CAD图纸)

焊接机械手的结构设计（另有全套CAD图纸）本科毕业设计(论文) 题目：焊接机械手的结构设计系别：机电信息系专业：机械设计制造及其自动化班级：学生：学号：指导教师：2013年5月焊接机械手的结构设计摘要本设计为焊接机械手的结构设计，主要研究内容：腰部回转机构的设计；大、小臂和腕部回转的结构设计。

本设计由整体布局入手，参考现有关节型机械臂的相关设计，初步确定腰部的转动惯量，从而确定电机的选型，安装等相关设计。

在机械臂的灵活和精度的前提下完成总体结构的设计，然后根据总体结构，从而确定本设计的机械臂各个主要零部件的设计。

在主要零部件的设计中，主要包括腰部壳体的设计、轴的结构设计、轴承的选择、电机的设计计算、大小臂的结构和固定等。

本设计整体在现有关节型机械臂的结构上做了修改，使得它能够更好的满足本设计的设计要求。

本设计结构简单、重量轻、外形尺寸小、设备费用低、运转安全、操作方便、便于维修和管理。

关键词：机械手；谐波减速器；结构设计Structure design of robot armAbstractThe design for the design of welding structure of the manipulator, the main research contents: the design of the waist turning mechanism；structure design of large, small arm and wrist rotation.This design by the overall layout with reference to the relevant design, the existing joint type manipulator, preliminary determine the moment of inertia of the waist, so as to determine the motor selection, installation and other related design. Complete the design of the overall structure of the flexible manipulator based on precision and the next, and then based on the overall structure, design of mechanical arm to determine the design of all the major components of the.The design of the main components, including the housing design, structural design of shaft, bearing selection, design and calculation of the size of motor, arm structure and fixed.The design of the whole made changes in the existing joint type manipulator structure, so that it can better meet the design requirement of this design. The design has simple structure, light weight, small size, low cost of equipment, operation safety, convenient operation, easy to repair and management.KeyWords：robot arm；harmonic drive；structure design目录1 绪论 (1)1.1 机器人简介 (1)1.1.1 机器人的发展及应用 (2)1.1.2 点焊机器人介绍及其研究意义 (4)1.1.3 机器人的组成 (6)1.2 机械手的组成 (8)1.3 本文主要研究工作 (11)2 机械手的总体结构 (12)2.1 机械手总体结构的类型 (12)2.2 设计具体采用方案 (13)3 机械手腰部机座 (15)3.1 机械手腰部机座结构的设计 (15)3.2 机械手腰部机座设计的具体采用方案 (15)3.3 电动机的选择 (16)3.4 减速器的选择 (17)3.5 键的选择 (18)4 机械手手臂的结构设计 (20)4.1 设计具体采用方案 (21)4.2 大臂电动机的选择 (21)4.3 大臂减速器的相关计算 (22)4.4 小臂电动机的选择 (23)4.5 小臂减速器的相关计算 (24)5 机械手腕部的结构方案设计 (27)5.1 腕部电动机的选择 (27)5.2 腕部减速器的选择 (27)6 轴承的选用与校核 (29)7 结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)毕业设计（论文）知识产权声明 (42)毕业设计（论文）独创性声明 (43)1 绪论1 绪论1.1 机器人简介工业机器人（英语：industrial robot。