工业机器人的设计过程
超清楚的工业机器人D-H建模过程
一个长度不为零的连杆的两端连接了两个关节，连杆的运动学功能在于保持两端关节轴线之间固定的几何关系。
1）连杆i-1的长度a(i-1) :关节轴线i-1和关节轴线i的公法线长度；2）连杆i-1的扭角α(i-1)：关节轴线i-1和关节轴线i的夹角；指向为从轴线i-1到轴线i 。
◆两关节i和i-1的轴线相交时a(i-1)=0，指向可任意规定。
◆两关节i和i-1的轴线平行时α(i-1) =0（3）连杆i 相对于连杆i-1的偏置di：关节i上的两条公法线ai与ai-1之间的距离，沿关节轴线i测量，如关节是移动关节，则它是关节变量。
（4）关节角θi：连杆i 相对于连杆i-1绕轴线i的旋转角度，绕关节轴线i测量，如关节i是转动关节，则它是关节变量。
α(i-1)每一关节轴线有两条公法线与之垂直为了确定各连杆之间的相对运动和位姿关系，在每个连杆上固接一个坐标系。
基坐标系{0}、坐标系{n}、坐标系{i}。
1、坐标系{0}和{n}的规定Z0轴沿关节轴1的方向，关节变量1为零时，坐标系{0}与{1}重合。
关节1是旋转关节时，d0=0,。
关节1是移动关节时，θ0=0Zn轴沿关节轴n-1的方向，关节变量n-1为零时，坐标系{n-1}与{n}重合。
关节n-1是旋转关节时，dn=0。
关节n-1是移动关节时，θn=0D-H建模步骤原则：先建立中间坐标系{i}，后两端坐标系{0}{n}1）确定Z轴：找出关节轴线及关节转向采用右手定则确定Z；2）确定原点：如果两相邻轴线Zi与Zi+1不相交，则公垂线与轴线i的交点为原点，注意平行时原点的选择应使偏置为零；如果相交则交点为原点，注意:如果重合则原点应使偏置为零；3）确定X轴：两轴线不相交时，X与公垂线重合，指向从i到i+1；若两轴线相交，则X是两轴线所成平面的法线；注意:如果两轴线重合，则X轴与轴线垂直且使其他连杆参数为零；4）按右手定则确定Y ；5）当第一个关节变量为零时，规定{0}与{1}重合，对于末端坐标系{n}，原点与X任选，希望坐标系{n}使杆参数尽量为零。
工业机器人的三维造型与设计一体化教程
设计案例二：驱动系统优化
总结词
驱动系统是工业机器人的重要组成部分，其 优化可以显著提高机器人的性能。
详细描述
驱动系统优化的目标是提高机器人的运动速 度、精度和稳定性。这需要对驱动系统的各 个组成部分进行详细的分析和优化，包括电 机、减速器、传动装置等。此外，还需要考 虑驱动系统的能源效率和散热性能。
长寿命
工业机器人通常需要连续工作很长时间，因此要求零件具有 较长的使用寿命。
零件分类与特点
可靠性
工业机器人需要在各种复杂的环境下 稳定工作，因此要求零件具有高的可 靠性。
可维护性
为了降低使用成本，工业机器人的零 件应具有良好的可维护性，便于维修 和更换。
02
工业机器人主要零件设计
连接件设计
总结词
需求。
零件分类与特点
驱动部件
如伺服电机、减速器等，用于驱动机器人关节运动。
传动部件
如齿轮、链条、传动轴等，用于传递运动和动力。
零件分类与特点
感知部件
如传感器、摄像头等，用于获取机器人工作环境和自身状态的信息。
执行部件
如夹具、工具等，用于执行具体的作业任务。
零件分类与特点
高精度
工业机器人需要高精度的零件来保证其运动精度和作业精度 。
保证机器人在各种工作条件下稳 定运行。
设计原则与目标
安全性
确保机器人的使用不会对人员和环境 造成伤害。
经济性
在满足性能要求的前提下，降低制造 成本。
设计原则与目标
01
设计目标
02
03
04
提高机器人的作业效率。
Hale Waihona Puke 优化机器人的结构，使其更易 于制造、维护和使用。
工业机器人毕业设计
工业机器人毕业设计工业机器人是一种能自动执行各种工业操作的机器人，被广泛应用于生产线上的物料搬运、装配、焊接等工作。
本文对一种基于视觉导航的工业机器人进行毕业设计。
设计思路：本设计旨在实现工业机器人的视觉导航功能，使其能够根据预先设置好的路径自动导航到指定位置，并执行任务。
设计内容包括：硬件设计、软件设计和系统测试。
硬件设计：硬件设计主要包括工业机器人的机械结构、电子系统和传感器系统的设计。
机械结构部分需要满足载重要求，同时保证机器人能够自由运动。
电子系统包括主控制器、执行器和电源等组成，需要根据机械结构的要求进行选择和设计。
传感器系统主要用于机器人的感知能力，包括视觉传感器、距离传感器等，用于实现视觉导航。
软件设计：软件设计主要包括机器人的导航算法和控制系统的设计。
导航算法包括路径规划和障碍物避障两个模块。
路径规划模块根据输入的目标位置，通过算法计算出机器人需要经过的路径；障碍物避障模块通过传感器获取周围环境信息，根据算法决定机器人如何绕过障碍物。
控制系统设计主要包括机器人的姿态控制、速度控制和力控制等，确保机器人能够按照设定的路径准确导航。
系统测试：系统测试主要包括对机器人的导航能力、准确性和稳定性进行测试。
导航能力的测试主要是测试机器人能否按照预设的路径准确导航到指定位置；准确性测试主要是测试机器人到达目标位置的偏差；稳定性测试主要是测试机器人在导航过程中的平稳性和抗干扰能力。
预期结果：预期结果是实现一个能够实现视觉导航功能的工业机器人。
工业机器人能够根据设定的路径自动导航到指定位置，并执行任务。
导航能力准确、稳定，能够避免障碍物，执行任务的效率高。
结论：本设计实现了一个能够实现视觉导航功能的工业机器人。
通过硬件设计、软件设计和系统测试，确保机器人的导航能力、准确性和稳定性。
简述工业机器人系统集成设计步骤
简述工业机器人系统集成设计步骤
工业机器人系统集成设计的步骤如下:
1. 系统需求分析：明确工业机器人系统的需求，包括功能需求、性能需求和物理需求等，同时考虑系统的可靠性、安全性和成本等因素。
2. 确定工业机器人系统硬件：根据系统需求分析的结果，设计工业机器人系统的硬件，包括机器人本体、控制器、传感器、执行器等。
3. 确定工业机器人系统软件：设计工业机器人系统软件，包括控制系统、运动规划系统、路径导航系统、传感器数据处理系统等。
4. 集成传感器和执行器：将传感器和执行器集成到工业机器人系统中，确保其能够正常工作。
5. 集成软件和硬件：将工业机器人系统软件和硬件进行集成，进行系统测试和调试，确保系统能够正常运行。
6. 进行系统测试和调试：对工业机器人系统进行测试和调试，确保系统能够满足需求，并且能够正常工作。
7. 系统交付和使用：将工业机器人系统集成到实际生产环境中，并进行培训和支持，确保用户能够正确使用工业机器人系统。
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。
工业机器人设计说明说
1 绪论1.1 引言移动机器人已经成为机器人研究领域的一个重要分支。
在军事、危险操作和服务业等许多场合得到应用，需要机器人以无线方式实时接受控制命令，以期望的速度、方向和轨迹灵活自如地移动[1]。
移动机器人按照移动方式可分为轮式、履带式、腿足式等，其中轮式机器人由于具有机构简单、活动灵活等特点尤为受到青睐。
按照移动特性又可将移动机器人分为非全方位和全方位两种。
而轮式移动机构的类型也很多，对于一般的轮式移动机构，都不能进行任意的定位和定向，而全方位移动机构则可以利用车轮所具有的定位和定向功能，实现可在二维平面上从当前位置向任意方向运动而不需要车体改变姿态，在某些场合有明显的优越性；如在较狭窄或拥挤的场所工作时，全方位移动机构因其回转半径为零而可以灵活自由地穿行。
另外，在许多需要精确定位和高精度轨迹跟踪的时候，全方位移动机构可以对自己的位置进行细微的调整[2]。
由于全方位轮移动机构具有一般轮式移动机构无法取代的独特特性，对于研究移动机器人的自由行走具有重要意义，成为机器人移动机构的发展趋势。
基于以上所述，本文从普遍应用出发，设计一种带有机械手臂的全方位运动机器人平台，该平台能够沿任何方向运动，运动灵活，机械手臂使之能够执行预定的操作。
本文是机器人设计的基本环节，能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。
1.2 国内外相关领域的研究现状1.2.1 国外全方位移动机器人的研究现状国外很多研究机构开展了全方位移动机器人的研制工作，在车轮设计制造，机器人上轮子的配置方案，以及机器人的运动学分析等方面，进行了广泛的研究，形成了许多具有不同特色的移动机器人产品。
这方面日本、美国和德国处于领先地位。
八十年代初期，美国在DARPA的支持下，卡内基·梅隆大学（Carnegie Mellon university,CUM）、斯坦福（Stanford）和麻省理工（Massachusetts Institute of Technology,MIT）等院校开展了自主移动车辆的研究，NASA下属的Jet Propulsion Laboratery(JPL)也开展了这方面的研究。
六轴工业机器人控制系统的设计与实现
六轴工业机器人控制系统的设计与实现六轴工业机器人是一种能够在多个方向进行灵活运动的工业机器人，通常被应用于生产线上的装配、搬运和焊接等工作。
为了实现对六轴工业机器人的精准控制，需要设计和实现一套完善的控制系统。
本文将从硬件设计和软件实现两个方面来探讨六轴工业机器人控制系统的设计与实现过程。
一、硬件设计1. 控制器选型和布局六轴工业机器人的控制器是其控制系统的核心部件，用于接收并执行指令，控制机器人的各个关节运动。
在选型过程中，需要考虑机器人的负载要求、精度要求以及实际应用场景等因素。
控制器的布局也需要考虑接口数量和位置，以便于与各个关节和外部设备进行连接。
2. 传感器系统传感器系统是保证六轴工业机器人能够实现精准控制的重要组成部分。
关节位置传感器用于实时监测机器人各个关节的实际位置，以保证运动的准确性；力传感器则用于监测机器人在工作过程中的受力情况，以保证安全性和稳定性。
3. 电机和减速器六轴工业机器人的运动由电机和减速器共同驱动，因此在硬件设计中需要考虑选择合适的电机和减速器。
通常情况下，需要考虑电机的功率和转速要求，以及减速器的传动比和精度要求等因素。
二、软件实现1. 控制算法设计六轴工业机器人的控制算法是控制系统的核心内容，它决定了机器人的运动轨迹和运动速度等参数。
控制算法的设计需要考虑到机器人的动力学模型、运动规划和轨迹跟踪等内容，以确保机器人能够实现精准和快速的运动。
2. 编程实现在软件实现过程中，需要编写控制器的程序，将控制算法转化为可执行的指令，从而实现对机器人的精准控制。
通常情况下，可以使用C/C++或者其他高级语言来实现控制程序，并通过相应的开发环境和编程工具进行调试和测试。
3. 用户界面设计为了方便用户对六轴工业机器人进行操作和监控，通常需要设计一个用户界面，用于实时显示机器人的状态和运动轨迹，以及提供相应的控制和监控功能。
用户界面的设计需要考虑到用户的使用习惯和操作便利性，以确保用户能够方便地进行机器人的控制和监控。
工业机器人专业的制作流程
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简要说明工业机器人的工装设计项目实施流程
简要说明工业机器人的工装设计项目实施流程
内容:
工业机器人的工装设计项目实施流程一般可以分为以下几个阶段: 1.需求分析阶段。
根据产品的工艺要求,分析机器人的作业内容,确定工装的主要功能和设计参数。
2.方案设计阶段。
根据分析结果,确定工装的结构形式、定位方式、夹持方式等,完成工装的整体设计方案。
3.详细设计阶段。
进行工装的零部件设计、力学分析、运动学分析等,完善工装的结构尺寸、选择标准件等细节。
4.制造和调试阶段。
制作工装的零部件,装配和调试工装,确保其运动精度满足要求。
5.现场安装和验证阶段。
将工装安装在机器人工作站,连接机器人和其它辅助设备,验证工装设计是否符合作业要求。
6.运行维护阶段。
工装投入生产运行后,需要定期维护保养,确保其使用寿命。
以上简要概述了工业机器人工装设计项目从需求分析到运行维护的典型实施流程和主要内容。
实际操作中可以根据具体情况进行适当调整或优化。
机械制造装备设计_工业机器人(PDF53页)
4.4.1 工业机器人的手臂和机座
（一）设计要求
(2)机座结构设计要求 要有足够大的安装基面，以保证机器人工作时 的稳定性； 机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； 机座轴系及传动链的精度和刚度对末端执行器 的运动精度影响最大。
4.4.1 工业机器人的手臂和机座
（二）典型结构 电动机驱动机械传动圆柱坐标型机器人手臂和 机座结构。
4.2.3 工业机器人的运动功能设计
（二）创成式设计方法步骤如下：
（1）根据作业动作功能要求，建立作业功能位 姿矩阵； （2）分析作业功能位姿矩阵的特征，设定相应 的运动功能矩阵； （3）解方程式，即可得到运动功能方案。
4.2.4 工业机器人的工作空间解析
机器人的运动功能及相关尺寸参数确定后，给 出各关节的运动范围可以通过解位姿运动方程 式，求出机器人的实际工作空间，同时检验其 姿态是否满足设计要求。
4.5.1 工业机器人控制系统的构成
位置控制是机器人最基本的控制任务。 工业机器人控制系统的构成形式取决于机器人所 要执行的任务及描述任务的层次。 第一控制层次为人工智能级； 第二控制层为控制模式级。 动力学方面的困难在于： ¾因为模型参数的误差，建立精确的动力学模型 实际上是不可能的； ¾即使能够考虑这些误差，模型将包含数以千计 的参数，实时计算不可能； ¾控制对模型变换的响应。
（三）吸附式末端执行器的结构与设计 吸附式末端执行器（又称吸盘），有气吸式和 磁吸式两种。它们分别是利用吸盘内负压产生 的吸力或磁力来吸住并移动工作的。
（1）气吸式吸盘 挤压排气式吸盘 电流负压式吸盘 真空泵排气式吸盘 （2）磁吸式吸盘 分为电磁吸盘和永磁 吸盘
4.5 工业机器人的控制
一、工业机器人控制系统的构成 二、工业机器人的位置伺服控制 三、工业机器人其它控制方式 四、机器人智能技术
机器人结构设计
3.模块化工业机器人所存在的问题
(1) 模块化工业机器人整个机械系统的刚度比较差。因为
模块之间的结合是可方便拆卸的，尽管在设计上已经注意到了
标准机械接口的高精度要求，但实际制造仍会存在误差，所以 与整体结构相比刚度相对地差些。 (2)因为有许多机械接口及其它连接附件，所以模块化工业 机器人的整体重量有可能增加。 (3)虽然功能模块的形式有多种多样，但是尚未真正做到根 据作业对象就可以合理进行模块化分析和设计。
3
2、技术设计
(1)机器人基本参数的确定。臂力、工作节拍、工作范围、 运动速度及定位精度等。
举例：定位精度的确定
机器人或机械手的定位精度是根据使用要求确定的，而机器人或机械 手本身所能达到的定位精度取决于定位方式、运动速度、控制方式、臂 部刚性、驱动方式、缓冲方式等。 工艺过程的不同，对机器人或机械手重复定位精度的要求也不同，不 同工艺过程所要求的定位精度如下：
传动方式选择
（1）选择驱动源和传动装臵与关节部件的连接、驱动方式 （2）工业机器人的传动形式
传动形式 直接连结传动 特征 优点 缺点 需考虑电机自重，转 动惯量大，能耗大
直接装在关节上 结构紧凑
远距离连结传动
经远距离传动装 不需考虑电机自重， 额外的间隙和柔性， 臵与关节相连 平衡性良好 结构庞大，能耗大
齿轮链机构
使用齿轮链机构应注意的问题
齿轮链的引入会改变系统的等效转动惯量 , 从而使驱动电机 的响应时间减小, 这样伺服系统就更加容易控制。 输出轴转动惯量转换到驱动电机上 , 等效转动惯量的下降与
减速比远 >1 的传 经济、对载荷变化不 传动精度低、结构不 动装臵与关节相 敏感、便于制动设计、 紧凑、引入误差，降 连 方便一些运动转换 低可靠性 不经中间关节或 传动精度高，振动小， 控制系统设计困难， 经速比 =1 的传动 传动损耗小，可靠性 对传感元件要求高， 装臵与关节相连 高，响应快 成本高
2.1 工业机器人的总体设计
1—码盘； 2 —测速机； 3 —电机； 4 —联轴器； 5 —传动装置； 6 —转动关节； 7 —杆
间接驱动方式图例
间接驱动方式图例
间接驱动方式图例
间接驱动方式图例
气动肌肉
3．材料的选择：
选择机器人本体的材料，应从机器人的性能要 求出发，满足机器人的设计和制造要求。如： 机器人的臂和机器人整体是运动的，则要求采 用轻质材料。 精密机器人，则要求材料具有较好的刚性。 还要考虑材料的可加工性等。 机器人常用的材料有：碳素结构钢、铝合金、 硼纤维增强合金、陶瓷等。
结构简单，刚度高。 关节之间运动相互 独立，没有耦合作 用。 占地面积大，导轨 面防护比较困难。
2 圆柱坐标型： 圆柱坐标式机器人 主体结构具有三个 自由度：腰转、升 降和伸缩。亦即具 有一个旋转运动和 两个直线运动。 特点：
通用性较强； 结构紧凑； 机器人腰转时将手 臂缩回，减少了转 动惯量。 受结构限制，手臂 不能抵达底部，减 少了工作范围。
4．平衡系统的设计
平衡系统 的设计是机器人设计中一个不可忽视
的问题。平衡系统具有以下作用： 安全：防止机器人在切断电源后因重力而失去 稳定。 借助平衡系统能降低机器人的构形变化。 借助平衡系统能降低因机器人运动，导致惯性 力矩引起关节驱动力矩峰值的变化。 借助平衡系统能减小机械臂结构柔性所引起的 不良影响。
工业机器人设计(含全套CAD图纸)
工业机器人设计（含全套CAD图纸）工业机器人设计摘要在生产过程工业机械手是模拟人手动作的机械设备，它可以替代人工搬运重物或单调，在高粉尘，高温，有毒，易燃，放射性和其他相对较差的工作环境。
机器人可用于在生产过程中的自动化抓住并移动工件自动化设备，它是在生产过程的机械化和自动化，开发出一种新的类型的设备。
近年来，随着电子技术，特别是计算机的广泛使用机器人的开发和生产的高科技领域已成为迅速发展起来的一项新兴技术，它更促进机器人的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手能够代替人类完成危险、减轻人类劳动强度、重复枯燥的工作，提高劳动生产力。
本设计是关于三自由度的圆柱形机械手。
利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。
其包括夹持器、小臂、大臂和底座。
明确合理的设计思路，确定了机械手工作原理并对然夹持器、气缸、步进电机、轴承进行了校核计算并附带了简图并对零件的质量、重心、惯性主轴和惯性力矩进行辅助设计计算，可以大大减轻在设计过程中繁琐计算及校核步骤。
关键字:机械手，气缸，校核。
IIIAbstractIndustrial manipulator is the mechanical equipment which is used in the production process and simulate to the behave of hands withelectrical integration. It can carry heavy objects and work in the harsh environment which is high temperature, poisonous ,full of dust,flammable and combustible monotonous and full of radioactive substance instead of people. Manipulator is a automatic device which is used in the automatic production process and it can carry and move things. It is a new device which is developed in the mechanization and automatic production process. In recent years , with the widely used of electronic technique especially the electronic computer. The research and production of robot has became a new technology which is developing rapidly in the high-tech industry . It promotes the development of manipulator. It makes the combination of the manipulator with mechanization and automation become easier . Manipulator can complete the dangerous and boring work instead of people. It can reduce labour intensity of people and raise the labour productivity .This design is a cylindrical manipulator which is related to delta degrees of freedom. It designs and draws the picture with Auto cad software ,it includes holder, a small arm, the big arm and the base. The clear and reasonable thinking determines the working principle of the manipulator . This also checks and calculates the holder, cylinder, stepper motor and bearing. Apart from this , it contains some pictures and design and measure the quality , barycentre principal axis ofinertia and force of parts. It can greatly reduce the complicated calculation and check in the design process.Keywords: robot, cylinder, checkingIV目录摘要 (III)ABSTRACT ............................................................... .... IV 目录 ..................................................................... ... V 1 绪论 ......................................................................1 1.1 本课题研究的内容和意义 ................................................. 1 1.2 国内外发展概况 ......................................................... 1 1.3 工业机械手设计内容 (2)1.4 机械手设计的作用 ....................................................... 2 1.5 工业机械手的分类和组成 ................................................. 2 2手部的设计 (5)2.1 机械手设计参数和运动方案 (5)2.1.1 运动方案 (5)2.1.2 驱动系统和位置检测装置的选择: ..................................... 5 2.2 手部设计的结构和计算 (6)2.2.1 机械手的基本要求 ................................................... 6 2.3 手部力的计算 .. (7)2.3.1 夹紧力的计算 (7)2.3.2 手爪驱动气缸的设计 (8)2.3.3 手部误差的分析 .................................................... 10 3 机械手臂的设计 ........................................................... 12 3.1 机械小臂设计 ..........................................................123.1.1 小臂驱动力的计算 (12)3.1.2 小臂驱动气缸的设计 (13),3.1.3 气缸筒壁厚的计算 (14)3.1.4 气缸的选用 (14)3.1.5 校核活塞的稳定性 (14)3.1.6 小臂刚度校核 (15)3.1.7 端盖的连接方式及强度计算 .......................................... 15 3.2 大臂的结构设计 (16)3.2.1 大臂的结构和要求 (16)3.2.2 驱动力的计算 (17)3.2.3 大臂驱动气缸的设计 (17)3.2.4 气缸的选择 (18)3.2.5 校核活塞的稳定性 (18)大臂刚度校核 .......................................................18 3.2.64 驱动系统设计 ............................................................. 20 4.1 轴承的设计 ............................................................204.1.1 轴承的选择 (20)轴承的计算: .......................................................20 4.1.24.1.3 轴承的寿命校核: (21)电机的基本情况和选择 .................................................. 22 4.24.2.1 电机的选则与计算 (22)4.2.2 注意事项 (23)4.2.3 工作原理 (23)4.2.4 步进电机的特点 ..................................................... 24 4.3 谐波减速器 (24)4.3.1 谐波减速器的简介 (24)4.3.2 谐波减速器的设计 ................................................... 25 4.4 腰座的结构 ............................................................ 26 5 总结 (27)致谢 ....................................................................28 参考文献 ...................................................................29 附录 .....................................................................30VI工业机器人设计1 绪论1.1 本课题研究的内容和意义机械工业是国民的基本部分。
工业机器人
工业机器人机械系统设计
2.2 驱动机构
常用的旋转驱动机构包括： 同步皮带
用于传递平行轴间的运动或 将回转运动转换成直线运动。同 步皮带的传动比计算公式为：
i n2 z1 n1 z2
工业机器人机械系统设计
输出： 1、内柱销（套） 2、输出轴
摆线针轮减速器
减速原理
- 当输入轴带着偏心套转动一周 时，由于摆线轮上齿廓曲线的特 点及其受针齿轮上针齿限制之故， 摆线轮的运动成为即有公转又有 自转的平面运动，在输入轴正转 一周时，偏心套亦转动一周，摆 线轮于相反方向上转过一个齿差 从而得到减速，将摆线轮的低速 自转运动通过销轴，传递给输出 轴，从而获得较低的输出转速。
手臂回转运动结构
图为利用齿轮齿条液压缸实现 手臂回转运动的机构。压力油分 别进入液压缸两腔，推动齿条活 塞做往复移动，与齿条啮合的齿 轮即做往复回转运动。齿轮与手 臂固连，从而实现手臂的回转运 动。
工业机器人机械系统设计
手臂回转运动结构 图为采用活塞杆和连杆机构的一种双臂机器人手臂的结构。当液压
缸1的两腔通压力油时，连杆2带动曲柄3绕轴心O作90°的上、下摆动。
- 滚珠在工作过程中顺螺旋槽(滚道)滚 动，故必须设置滚珠的返回通道，才能 循环使用。为了消除回差(空回)，螺母 分成两段，以垫片、双螺母或齿差调整 两段螺母的相对轴向位置，从而消除间 隙和施加预紧力，使回差为零。
工业机器人机械系统设计
滚珠丝杠工作特点
工业机器人机械系统设计
液压(气压)缸 将液压泵(或空气压缩
结构简单，体积、质量小； 传动比范围大； 运动精度高，承载能力大；
简述工业机器人的设计内容与步骤
简述工业机器人的设计内容与步骤工业机器人是一种用于自动化生产的机械设备，它能够完成各种复杂的操作任务，提高生产效率和质量。
设计工业机器人需要考虑多个方面，包括机器人的结构、控制系统、传感器和执行器等。
下面将详细介绍工业机器人的设计内容与步骤。
一、机器人的结构设计机器人的结构设计是工业机器人设计的重要部分，它决定了机器人的运动范围和负载能力。
在结构设计中，需要考虑机器人的关节数量、关节类型、关节传动方式等。
关节数量决定了机器人的自由度，关节类型可以根据应用需求选择，关节传动方式可以采用齿轮传动、带传动等。
二、机器人的控制系统设计机器人的控制系统设计是工业机器人设计的关键环节，它包括机器人的控制器和编程软件。
控制器是机器人的大脑，它接收传感器反馈的信号，并根据程序指令控制机器人的运动。
编程软件用于编写机器人的控制程序，实现各种操作任务。
在控制系统设计中，需要考虑机器人的运动规划、轨迹控制、碰撞检测等功能。
三、机器人的传感器设计机器人的传感器设计是工业机器人设计的重要组成部分，它能够感知周围环境的信息，为机器人的自主决策提供数据支持。
常见的传感器包括视觉传感器、力传感器、位置传感器等。
视觉传感器可以用于目标识别和定位，力传感器可以用于力控制和安全保护，位置传感器可以用于位置反馈和运动控制。
四、机器人的执行器设计机器人的执行器设计是工业机器人设计的重要组成部分，它负责机器人的运动执行。
常见的执行器包括电机、气缸、液压缸等。
电机可以用于驱动机器人的关节运动，气缸可以用于实现机器人的夹持和释放动作，液压缸可以用于实现机器人的重载操作。
工业机器人的设计步骤如下：1.需求分析：确定机器人的应用领域和工作任务，明确设计目标和要求。
2.结构设计：根据机器人的应用需求，设计机器人的结构，包括关节数量、关节类型、关节传动方式等。
3.控制系统设计：根据机器人的运动规划和控制要求，设计机器人的控制系统，包括控制器和编程软件。