论文机器人结构设计
轮式移动机器人结构设计论文
轮式移动机器人的结构设计摘要:随着机器人技术在外星探索、野外考察、军事、安全等全新的领域得到日益广泛的采用,机器人技术由室内走向室外,由固定、人工的环境走向移动、非人工的环境。
本课题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。
本文介绍了已有的机器人移动平台的发展现状和趋势,分析操作手臂常用的结构和工作原理,根据选定的方案对带有机械臂的全方位移动机器人进行本体设计,包括全方位车轮旋转机构的设计、车轮转向机构的设计和机器人操作臂的设计。
要求全方位移动机构转向、移动灵活,可以快速、有效的到达指定地点;机械臂操作范围广、运动灵活、结构简单紧凑且尺寸小,可以快速、准确的完成指定工作。
设计完成后要分析全方位移动机构的性能,为后续的研究提供可靠的参考和依据。
关键字:机器人移动平台操作臂简单快速准确Structure design of wheeled mobile robots Abstract:with the robot technology in an alien exploration, field survey, military and security new areas to be increasingly widely adopted, robot technology by indoor, outdoor by fixed, to move towards artificial environment, the artificial environment. This topic is the basic link, robot design for the follow-up about robots can provide valuable reference and useful ideas platform.This article summarizes the existing robot mobile platform development status and trends of operating the arm structure and principle of common, According to the selected scheme of mechanical arm with ontology omni-directional mobile robots designed, including the design of all-round wheel rotating mechanism, wheel steering mechanism of design and the design of robot manipulator. Request to change direction, move the omni-directional mobile institution, can quickly and effectively flexible the reaches the specified location; Mechanical arm operation scope, sports flexible, simple and compact structure and size is small, can quickly and accurately completed tasks. The design is completed to analyze the performance of the omni-directional mobile institutions for subsequent research, provide reliable reference and basis.Keywords: Robot mobile platform manipulator simple accurate and quick目录1.绪论1.1引言(1)1.2国内外相关领域的研究现状(1)1.3主要研究内容(5)2.全向移动机器人移动结构设计2.1引言(5)2.2机械设计的基本要求(6)2.3全方位轮式移动机构的设计(6)2.3.1移动机器人车轮旋转机构设计(7)2.3.2移动机器人转向机构设计(10)2.3.3电机的选型与计算(12)2.4移动机器人车体机构设计(15)2.5本章小结(16)3.机械手臂的设计3.1末端执行器的设计(16)3.1.1末端执行器的设计要求(17)3.1.2末端执行器的设计(17)3.1.3电机的选型与计算(20)3.2机械手臂杆件的设计(21)3.2.1腕部结构设计(21)3.2.2臂部结构设计(21)3.2.3机械臂电机的选型与计算(23)3.3本章小结(23)4.机械材料的选择和零件的校核4.1机械材料的选用原则(24)4.2零件材料选择和强度校核(25)4.3本章小结(29)参考文献(30)致谢(31)附录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。
学校清洁机器人结构设计毕业论文
学校清洁机器人结构设计毕业论文简介本文旨在设计一种学校清洁机器人的结构,并对其进行论文研究。
该机器人旨在提高学校清洁效率和环境卫生水平。
通过结合机器人技术和清洁需求,我们设计出了一种可行且高效的结构方案。
结构设计1. 功能模块划分:我们将清洁机器人的功能划分为清扫、擦拭和垃圾收集三个主要模块。
2. 机身结构设计:我们选择轻量化材料制作机身,以确保机器人的移动和机动性。
机身结构设计应考虑易于维修和更换零件。
3. 清扫模块设计:清扫模块包括刷子、吸尘设备和吸尘储存。
我们将使用高效的清扫器具和自动调节功能,以适应不同地面和清洁需求。
4. 擦拭模块设计:擦拭模块采用擦拭布或清洁液来清洁表面。
我们将设计一个自动擦拭装置,确保擦拭效果的均匀和高效。
5. 垃圾收集模块设计:垃圾收集模块包括垃圾收集器和垃圾储存。
我们将使用智能感知和分拣技术,以确保垃圾的有效收集和分类。
实施计划1. 原型制作:根据设计方案,我们将制作一个实物模型,进行功能测试和性能验证。
2. 优化和改进:基于原型测试结果,我们将进行结构优化和功能改进,以提升机器人的效率和可靠性。
3. 实验验证:通过实验验证,我们将评估机器人在不同清洁任务下的性能和适用性。
4. 数据分析和论文撰写:基于实验结果和数据分析,我们将撰写毕业论文,并对机器人结构设计进行总结和讨论。
结论学校清洁机器人的结构设计至关重要,它直接关系到机器人的清洁效能和使用效果。
通过本文的研究和设计,我们期望能够提供一种可行的机器人结构方案,为学校清洁工作带来便利和效率提升。
三自由度机器人设计毕业设计
三自由度机器人设计毕业设计一、引言近年来,机器人技术的发展为各行各业带来了巨大的变革和进步。
而在机器人设计的领域中,三自由度机器人一直以其简单、灵活和易于控制等特点备受关注。
本设计将围绕三自由度机器人的设计,研究其结构、控制系统以及应用。
二、三自由度机器人的相关概念三自由度机器人是指具有三个独立运动自由度的机器人。
在其结构设计中,一般包括三个旋转关节或者直线关节,使得机器人能够在三个不同的方向上运动。
这种结构使得三自由度机器人具有较强的灵活性和适应性,适用于各种各样的工业应用场景。
三、三自由度机器人的设计原理1. 结构设计:三自由度机器人的结构设计涉及到关节的选型、传动系统的设计以及工作空间的规划等方面。
应考虑机器人的稳定性、精度和载荷能力,以及工作环境的特点,如狭窄空间、高温或高湿度等因素。
2. 控制系统设计:三自由度机器人的控制系统设计应考虑到运动轨迹规划、动力学建模、传感器系统和实时控制等方面。
尤其是对于工业应用来说,控制系统的稳定性和精度是至关重要的。
3. 应用设计:三自由度机器人的设计还需要考虑具体的应用场景,例如装配、搬运、焊接、切割等。
在设计过程中,需要充分了解工艺流程和需求,以确保机器人的设计符合实际应用的需要。
四、毕业设计的主要内容1. 三自由度机器人结构设计:在毕业设计中,将对三自由度机器人的结构进行设计和优化,包括关节选型、传动系统设计以及工作空间规划等。
2. 控制系统设计:设计三自由度机器人的控制系统,包括运动规划、动力学建模、传感器系统设计以及实时控制算法的研究。
3. 应用案例研究:以实际应用场景为背景,设计并实现三自由度机器人的具体应用,如装配、搬运或焊接等。
4. 实验验证与性能评估:通过实验验证,对设计的三自由度机器人进行性能评估,包括精度、稳定性、响应速度等方面的指标。
五、预期成果1. 完整的三自由度机器人设计方案,包括结构设计、控制系统设计和应用案例研究。
2. 实验验证数据和性能评估报告,验证毕业设计的可行性和有效性。
毕业设计四自由度机器人
毕业设计四自由度机器人毕业设计题目:四自由度机器人的设计与控制一、引言四自由度机器人是一种常见的工业机器人,其基础结构包括底座、臂部、腕部和末端执行器。
在工业生产线上,四自由度机器人广泛应用于装配、焊接、喷涂等需要精确操作的工艺环节。
本篇毕业设计论文将对四自由度机器人的设计与控制进行研究和分析。
二、机器人的设计1.结构设计:为了实现机器人的灵活和精确操作,我们将设计一个四自由度机器人。
该机器人的结构由底座、臂部、腕部和末端执行器组成。
底座提供了机器人的稳定性和机动性,臂部负责机器人进行大范围的空间运动,腕部通过关节连接臂部和末端执行器,末端执行器完成具体的操作任务。
2.运动学设计:机器人的运动学设计是机器人设计中的重要一环。
我们将采用世界坐标系和本体坐标系的方法,建立逆运动学模型和正运动学模型,以实现机器人的运动控制。
具体设计中,我们将采用符号法推导机器人的运动学方程,通过求解并进行数值模拟验证,实现机器人的精确运动。
三、机器人的控制1.控制系统设计:机器人的控制系统是实现机器人精确操作的核心。
我们将采用开环控制和闭环控制相结合的方法,设计机器人的控制系统。
开环控制系统通过预设关节角度实现机器人的运动,闭环控制系统通过传感器反馈实时监控机器人的运动,并进行误差修正,实现机器人的精确操作。
2.控制算法设计:我们将采用PID控制算法对机器人进行控制。
PID控制算法具有稳定性好、计算简单等优点,适用于工业机器人的控制。
我们将根据机器人的运动学特性,根据机器人的误差信号设计合适的PID参数,以优化机器人的运动轨迹和操作精度。
3.编程与仿真设计:为了验证机器人的设计和控制系统的有效性,我们将使用MATLAB和Simulink进行编程和仿真设计。
通过编写机器人运动学模型和控制算法的代码,并在Simulink中搭建机器人的控制系统,实现机器人精确操作的仿真。
四、总结本篇毕业设计论文对四自由度机器人的设计与控制进行了研究和分析。
攀爬机器人结构设计论文
攀爬机器人结构设计论文攀爬机器人是一种特殊的机器人,其主要用途是在复杂环境中进行探索和检测。
其设计需要考虑其结构特点和机器人本身的技术特点,以确保其能够稳定地攀爬并完成任务。
本文将讨论攀爬机器人结构设计的一般原则和具体要求,以帮助我们更好地理解和认识这种机器人的设计。
一、攀爬机器人的结构特点攀爬机器人主要包含两个部分:底盘和攀爬机构。
底盘用于提供机器人的稳定性和移动能力,而攀爬机构则用于机器人在攀爬时的定位和支撑。
由于攀爬机器人的应用环境通常都很恶劣,例如高空、崎岖不平的地形、狭小的空间等,因此在设计中需要考虑以下几个方面的问题:1. 机器人的受力问题攀爬机器人在攀爬时,往往需要承受较大的重量和惯性力。
因此,在结构设计中需要采用高强度、轻量化的材料和结构形式,同时考虑机器人内部的支撑和固定。
2. 机器人的稳定性问题攀爬机器人在攀爬过程中,因为受到的外力和持续控制的偏差等因素的影响,很容易出现晃动和失稳问题。
因此,设计中需要考虑机器人的自我稳定性和机械性能。
3. 机器人的定位问题攀爬机器人在攀爬过程中,需要对其位置和姿态进行精准的定位和控制,以确保其能够准确地完成任务。
因此,在设计中需要考虑使用可靠且高精度的定位和控制系统。
二、攀爬机器人结构设计的一般原则攀爬机器人的结构设计需要考虑诸多因素,因此需要遵循以下一般原则:1. 结构应具有良好的设计安全性能,确保机器人可以在复杂的环境中安全地运行和攀爬。
2. 结构应具有良好的适应性和可变性,以应对不同环境和任务的需求。
3. 结构应具有良好的稳定性,以确保机器人在攀爬过程中可以保持稳定和平衡。
4. 结构应具有良好的可维护性和易修复性,以便在需要时更换或修理部件。
5. 结构应具有良好的工艺性能和经济性能,以确保整个结构可以在一定的成本范围内生产和维护。
三、攀爬机器人结构设计的具体要求攀爬机器人的结构设计具体要求如下:1. 底盘的设计底盘的设计是攀爬机器人结构设计的核心。
毕业论文设计-可变形仿生翻滚四足机器人结构设计(全套图纸)
可变形仿生翻滚四足机器人结构设计摘要:移动机器人是科学技术进步的产物,更是人类无限幻想和智慧的结晶。
移动机器人在军事、生产、生活以及科学研究中还有着许多潜在的应用前景。
移动机构决定了移动机器人的综合移动性能,是移动机器人能够在工作环境中实现快捷、平稳、精确、高效移动的关键。
为了提高机器人的移动效率,同时也为了降低机器人结构的复杂性,本课题从现代仿生学原理出发,将自然界中的翻滚运动引入到四足机器人结构当中,并借鉴可重构机器人理论,首次提出一种具有翻滚模式和步行模式的可变形仿生翻滚四足机器人,达到用一种机构实现两种运动的目的。
本文对可变形仿生翻滚四足机器人进行了总体方案设计,选定了结构参数,和驱动方式。
详细地对机器人的本体结构进行了设计,并对机器人关键部位进行了校核。
本课题提高了四足机器人的环境适应能力,拓展四足机器人的应用领域,而且丰富了移动机器人学科的理论和实践,对移动技术的发展和高机动性移动平台的开发具有一定的借鉴作用,具有重要的理论意义与实际应用价值。
关键词:四足机器人;仿生翻滚;可重构机器人;设计校核全套图纸加153893706Structural Design for a Reconfigurable Bionic RollingQuadruped RobotAbstract : Mobile robot is the product by scientific and technological progress, and also the crystallization of human infinite fantasy and wisdom. Mobile robot have many potential application prospect in the military, production, living and scientific research. The move mechanism of the robot determines the comprehensive move performance, also it’s the key for robot to work smooth, accurate and quick, efficient in the surroundings.In order to improve the robot move efficiency, and also to reduce the complexity of the structure, this paper is based upon the modern bionics principle. The rolling style in nature is put into robot structure. Referencing reconfigurable robot theory, a reconfigurable bionic rolling quadruped robot is put forward, which has two move modes---- walk model and rolling model. In this way, it can achieve the purpose of using a mechanism to get two movement models.General scheme design of the robot is made in this paper, structure parameters and drive mode are selected. Robot body structure is designed detailed, and the key parts of the robot are checked in this paper.This topic raised the ability for robot to adapt environment, expand the application field of robot, and also enriched the discipline theory andpractice for robotics. It has a certain reference of the development of mobile technology and high mobility mobile platform. So this paper has an important theoretical significance and practical application value.Key words:quadruped robot; bionic rolling; reconfigurable robot; design and check目录第一章绪论 (6)1.1课题研究的目的与意义 (6)1.2移动机器人的应用领域 (7)1.2.1工业领域 (7)1.2.2农业生产 (7)1.2.3科技探索 (7)1.2.4医疗服务机器人 (8)1.3国内外在该领域的研究现状 (8)1.3.1轮-足复合式移动机构 (8)1.3.2仿生翻滚与翻转移动平台 (9)1.4主要研究内容 (11)第二章移动机器人系统 (12)2.1移动机器人系统组成 (12)2.2 传统移动机器人简介 (12)2.3 腿式移动机器人 (13)2.3.1双腿 (13)2.3.2四腿 (14)2.3.3六腿 (15)2.4腿式机器人存在的问题及展望 (16)2.5轮式移动机器人 (17)2.5.1单轮滚动机器人 (17)2.5.2 两轮移动机器人 (18)2.5.3 三轮及四轮移动机器人 (19)2.5.4 复合式移动机器人 (21)2.6轮式移动机器人性能比较 (21)2.7履带式机器人 (22)2.7.1单节双履带式机器人 (23)2.7.2双节双履带式移动机器人 (23)2.7.3多节多履带式移动机器人 (23)2.7.4多节轮履复合式移动机器人 (24)2.7.5自重构式移动机器人 (24)2.7.6履带式移动机器人存在的问题及发展趋势 (25)第三章总体方案设计 (26)3.1 结构外形设计 (26)3.2 仿生翻滚运动方案设计 (27)3.3结构基本参数 (28)3.4驱动方案选择 (29)第四章机器人设计 (30)4.1 电机选择 (30)4.1.1 电机扭矩 (30)4.1.2确定电机型号 (31)4.1.3选择联轴器 (32)4.2 机械结构设计 (33)4.2.1 材料选择 (33)4.2.2 机体设计 (33)4.2.3 大腿机构设计 (35)4.2.4 小腿机构设计 (36)4.2.5 足部设计 (36)第五章设计总结 (37)5.1主要内容小结 (37)5.2设计心得体会 (38)参考文献 (38)致谢 (41)第一章绪论1.1课题研究的目的与意义移动机器人是科学技术进步的产物,更是人类无限幻想和智慧的结晶。
毕业设计(论文)-履带式消防机器人设计
毕业设计(论文)-履带式消防机器人设计摘要本篇论文旨在设计一种履带式消防机器人,以提高消防工作的效率和安全性。
通过对消防机器人的需求分析和功能设计,结合现有的技术和方法,提出了一种具有远程控制、自动灭火和烟雾检测功能的履带式消防机器人。
通过实验验证,证明了该机器人在火灾现场的可行性和实用性。
第一章引言1.1 研究背景随着人口的增加和城市的扩张,火灾事故频繁发生,给人民的生命财产造成了巨大的损失。
目前消防工作主要依赖于人工进行,但存在一定的风险和局限性。
因此,设计一种能够自主执行消防任务的机器人对于提高消防工作的效率和安全性具有重要意义。
1.2 研究目的本毕业设计的目标是设计一种履带式消防机器人,具备远程控制、自动灭火和烟雾检测等功能。
通过对现有机器人技术和消防需求的分析,实现机器人在火灾现场的实用化。
第二章文献综述2.1 消防机器人的研究现状消防机器人技术的研究已有多年历史,目前已经取得了一定的成果。
国内外研究者主要从机器人的结构设计、控制系统和传感器技术等方面进行了研究。
2.2 已有的履带式消防机器人设计已有的履带式消防机器人设计多采用了液压驱动和电动驱动等方式,通过远程控制实现机器人在火灾现场的操作。
这些机器人具备一定的灭火能力,但大多数缺乏烟雾检测功能。
第三章系统设计3.1 需求分析根据消防工作的实际需求,本设计确定了履带式消防机器人的主要功能模块,包括远程控制模块、灭火模块和烟雾检测模块等。
3.2 系统结构设计本设计提出了一种基于嵌入式系统的履带式消防机器人结构设计。
该机器人由控制模块、运动模块、传感器模块和执行模块等组成。
3.3 系统流程设计本设计基于事件驱动的系统流程设计,通过编程实现机器人在不同情况下的自主决策和操作。
第四章硬件设计4.1 控制模块设计控制模块采用了单板计算机作为主控制器,通过串口和无线通信模块与操作员进行远程控制。
4.2 运动模块设计运动模块采用履带式结构,通过电机和减速器驱动履带的运动。
SCARA机器人装配及结构设计
SCARA机器人装配及结构设计摘要Scara 机器人是一种由三个自由度组成的平面关节型机器人,它的主要作用是可以完成精密仪器和物体的搬运和移动。
由于体积小,传动原理简单,被广泛运用于电子电气业,家用电器业,精密机械业等领域。
整个系统由机器手,机器臂,关节,步进电机驱动系统等组成。
通过各自由度步进电机的驱动,完成机器手,机器臂的位置变化。
具体设计内容为:同步齿形带传动设计,丝杠螺母设计,各输出轴和壳体的设计,步进电机的选择等。
在校核满足其结构强度的基础上,我们对scara 机器人的结构进行优化设计。
本论文着重研究scara 机器人的结构设计和运动学分析。
在论文开始首先介绍了机器人的发展及其分类情况。
在论文第二,三章具体叙述了scara 机器人的结构设计和运动学分析的详细过程。
在论文末尾还对scara 机器人进一步改进措施和应用展望进行了阐述。
关键词:scara 机器人,步进电机,结构设计,机器臂Structure Design of SCARA Assembly ManipulatorAbstractA SCARA robot is a robot of plane and joint composed of three degrees of freedo m. Its mostly function is used to complete transition and motion of exact apparatus es and objects. Because of its small volume and simple drive principle, it is widely used in the field of electronic and electric industry, home-used electric-ware indust ry and exact mechanism. The whole system is composed of manipulator hand, ma nipulator arm, joints and stepper motor driving system. By stepper motor’s driving o f each degree of freedom, it completes location change of manipulator hand and m anipulator arm. The idiographic designing content is designing of in-phase tooth-sha pe strap, designing of silk-bar nut, designing of shell and axis and the choice of st epper motors. On the base of checking its structure intensity, while it satisfied, we optimize designing of the structure of SCARA robots.This paper put its emphases on research of its structure designing and kinematics analysis. At the beginning of this paper, it introduces the development and sort of r obots. In the second and third chapter, it introduces detailed detail among the proc essing of the structure designing of a SCARA robot and its kinematics analysis. At the last, this paper gives some measures about improving of SCARA robots, and gives a expectation about its future.Key Words: SCARA robots, stepper motor, structure design, manipulator arm目录Abstract ii第一章绪论 11.1 机器人的特点 11.2 机器人的构成及分类 11.2.1 机器人的构成 11.2.2 机器人的分类 31.3 机器人的应用与发展 41.3.1 机器人的应用 41.4SCARA机器人的研究意义 61.4.1SCARA机器人的研究意义 61.4.2SCARA机器人的特点71.5本文的研究内容8第二章SCARA机器人结构设计92.1 SCARA机器人传动方案的比较及确定9 2.2 各自由度步进电机的选择112.2.1 第一自由度步进电机的选择122.2.2 第二自由度步进电机的选择: 122.2.3 第三自由度步进电机的选择132.3 同步齿形带传动设计142.4 丝杠螺母设计182.4.1 丝杠耐磨性计算182.4.2 丝杠稳定性计算192.4.3 丝杠刚度计算192.4.4 丝杠和螺母螺纹牙强度计算202.4.5 螺纹副自锁条件校核212.5各输出轴的设计212.5.1 机身输出轴设计212.5.2 大臂输出轴设计222.5.3 带轮轴设计: 222.5.4 升降轴设计222.6壳体设计23第三章SCARA机器人运动学分析253.1 引言253.2SCARA机器人正运动学分析253.2.1SCARA机器人连杆坐标系的建立25 3.2.2SCARA机器人正运动学问题273.3 SCARA机器人逆运动学分析293.4 本章小结31第四章总结与展望32参考文献33致谢341.1 机器人的特点机器人最显著的特点有以下几个:1.可编程。
《具有串并混联结构腿的四足机器人设计》范文
《具有串并混联结构腿的四足机器人设计》篇一一、引言四足机器人是现代机器人技术中的重要组成部分,其在多种领域,如科研、军事、工业等领域均有广泛的应用。
其关键部分为具有灵活和适应性强的腿机构,使得四足机器人可以稳定、有效地移动于不同的复杂环境中。
为了解决这个问题,本篇论文提出了具有串并混联结构腿的四足机器人设计,这一设计方案能够在不同地面上灵活地实现行进、爬行和跨越障碍等动作。
二、四足机器人设计概述本设计的四足机器人采用串并混联结构腿的设计理念,即腿部结构既包含串联机构也包含并联机构。
这种设计方式可以有效地提高机器人的运动灵活性和稳定性。
1. 串联机构:串联机构在机器人腿部设计中主要起到支撑和驱动的作用。
通过串联的多个关节,可以实现腿部的弯曲和伸展,从而使得机器人能够进行各种复杂的动作。
2. 并联机构:并联机构则主要起到增强稳定性和负载能力的作用。
通过多个并联的连杆和驱动器,可以增加机器人在复杂环境中的运动能力和负载能力。
三、四足机器人设计详细方案1. 腿部结构设计:在腿部设计中,我们采用一种串并混联的组合方式。
这种设计方式使得腿部在拥有足够强度的同时,又保持了足够的灵活性。
我们采用高强度的材料制作连杆和关节,以增强机器人的负载能力和耐用性。
2. 关节设计:在关节设计中,我们采用电机驱动的方式。
电机通过传动装置(如齿轮或皮带)驱动关节的转动,从而实现腿部的运动。
此外,我们还设计了阻尼装置,以减少运动过程中的冲击和振动。
3. 控制策略:我们采用基于反馈的控制策略,通过传感器实时获取机器人的运动状态和环境信息,然后根据这些信息调整机器人的运动策略。
此外,我们还采用了优化算法,以提高机器人在复杂环境中的运动效率和稳定性。
四、实验与结果分析我们通过实验验证了设计的有效性。
实验结果表明,具有串并混联结构腿的四足机器人在各种复杂环境中均能实现稳定、有效的移动。
在行进、爬行和跨越障碍等动作中,该机器人均表现出较高的灵活性和适应性。
仿青蛙跳跃机器人的结构设计
仿青蛙跳跃机器人的结构设计1. 仿青蛙跳跃机器人概述随着科技的发展,机器人技术在各个领域的应用越来越广泛。
仿生机器人作为一种模仿生物形态和行为的新型机器人,受到了广泛关注。
本篇文档将详细介绍一种仿青蛙跳跃机器人的结构设计。
仿青蛙跳跃机器人是一种以青蛙为原型,模拟其跳跃行为的机器人。
其主要特点在于模仿青蛙的肌肉结构、关节运动和平衡机制,使其具有优异的跳跃能力和灵活性。
这种机器人不仅可以应用于军事侦察、救援行动等危险环境,还可以在体育、娱乐等领域发挥重要作用。
躯干结构:躯干是机器人的主体部分,负责支撑四肢和各种传感器。
采用轻质材料制作,以减轻整体重量,提高跳跃能力。
四肢结构:四肢包括前肢和后肢,分别模拟青蛙的前臂和后腿。
每个肢体的关节由伺服电机驱动,实现弯曲、伸展和扭转等功能。
腿部结构:腿部结构负责提供跳跃的动力和稳定性。
采用弹性材料制作,以吸收冲击力,保护内部结构。
滑行装置:滑行装置位于机器人底部,用于在地面滑动。
可以采用滑轮、轮胎等不同类型的滑行装置,根据实际需求进行选择。
传感器模块:传感器模块用于感知周围环境,如地形、障碍物等。
包括深度传感器、触觉传感器、声音传感器等,为机器人提供丰富的信息来源。
控制系统:控制系统负责指挥和协调各部件的工作。
采用嵌入式控制系统,具有较高的处理能力和稳定性。
仿青蛙跳跃机器人通过模仿青蛙的跳跃行为,实现了高效、灵活的跳跃能力。
在未来的发展中,这种机器人将在更多领域发挥重要作用,为人类的生产和生活带来更多便利。
1.1 研究背景随着科技的不断发展,仿生学在各个领域取得了显著的成果。
仿生机器人作为一种新兴的研究领域,旨在通过模仿生物体的结构、功能和行为来设计和制造具有特定功能的机器人。
青蛙作为自然界中一种具有高度智能和灵活性的动物,其跳跃能力在动物界中独树一帜。
研究如何将青蛙跳跃机制应用于机器人的设计中,具有重要的科学价值和实际应用前景。
仿青蛙跳跃机器人的研究逐渐受到国内外学者的关注,这类机器人在军事、医疗、救援等领域具有广泛的应用潜力。
机器人设计论文范文
机器人设计论文范文
摘要
这篇文章介绍了机器人设计的基础知识,重点介绍了机器人设计的关
键技术组成,包括机械设计、电气设计、控制设计、算法设计和软件设计。
本文还介绍了当前机器人设计的研究热点,如实时控制、机器人建模以及
自适应控制。
最后,本文探讨了未来机器人设计的发展趋势,包括对计算
机视觉、机器人视觉、深度学习等技术的重视及认知机器人的发展前景等。
关键词:机器人设计;机械设计;电气设计;控制设计;算法设计;
软件设计;实时控制;机器人建模;自适应控制;计算机视觉;认知机器
人
1 Introduction
机器人设计是将机械、电气、控制、算法和软件完美结合的一门艺术。
机器人设计可以应用于不同领域,如工业自动化、安全检测、医疗保健等。
在机器人设计领域,有着较多的技术构成,其中最重要的是机械设计、电
气设计、控制设计、算法设计和软件设计。
2 Robotic Design
2.1 Mechanical Design
机械设计是机器人设计的基础,其目的是确定机器人的结构尺寸和关
节数量,以满足需求和任务要求。
常见的机械设计包括、铰链机构、斜角
机构、联轴器、减速器和传动链等。
毕业设计(论文)爬杆机器人的机械结构设计
毕业设计(论文)--爬杆机器人的机械结构设计爬杆机器人的机械结构设计摘要论文在比较几类爬行机构的优劣的基础上,确定了机器人本体的大致结构。
在此基础上详细阐述了仿生爬行的原理和机器人模块化设计的理念。
根据路灯杆的尺寸数据,设计机器人的三维模型。
机器人建模的过程功能的实现与机械结构的尺寸优化包括以下几个关键点:爬杆机器人设计中的功能机构的协调配合、攀爬手臂夹持重合度的选择、攀爬力的变化与结构参数之间的关系、攀爬力零点的渡过等难点的设计方法和设计准则,为此类爬行机器人的设计提供参考。
关键词:爬杆机器人变直径杆仿生学Mechanical Structure design of Pole-Climbing-RobotAbstractIn the paper,the wormlike imitated pole-climbing robot what the author designed and manufactured is non-intelligence mechanical crawler. Based on compared the merits and demerits of several kind of crawling mechanism,confirmed the general structure of robot body. Based on above-mentioned,expatiated the principle of bionic crawling and the theory of modular designing on robot in detail. Based on the dimension data of poles,we have designed and manufactured the model of robot. The design methods and design guidelines during the course of robot modelingachieve the movement and optimum structural design following several key points: Functional coordination between agencies,choice of climbing arm gripping coincidence,changes of climbing force the relationship between the structural parameters,choice of zero point of climbing force and its transition in pole-climbing robot designing. Provides references forth kind of crawling robot’s designing.Key Words : pole-climbing robot,variable-diameter pole,bionics 目录1 绪论 11.1 论文研究的目的和意义 11.2 国内外研究现状及存在的主要问题 2机器人的分类 3研究现状 4目前存在的主要问题81.3 研究主要内容和研究对象91.4 本章小结92 爬杆机器人仿生的设计理论研究102.1 仿生机器人概述102.2 总体方案分析112.3 蠕动式仿生爬行方案研究142.4 本章小结153 机器人爬行部分的结构方案163.1 爬行机器人本体结构设计准则16 模块化设计基础理论163.2 机器人结构原理方案分析18夹紧机构方案研究18传动机构方案分析20动力系统方案研究23机器人结构原理及爬行动作原理 243.3 变直径杆爬行问题的解决263.4 安全稳定的工作保障 27夹紧力的保证―弹簧的设计方法研究27 3.4 机器人的结构设计27电机的选型及参数选择 28机器人本体的空间结构设计30抓紧机构尺寸参数的确定33传动机构尺寸参数的确定37上、下凸轮的配合研究413.5 弹簧的设计与校核423.6 本章小结45结语46致谢47参考文献481 绪论1.1 论文研究的目的和意义目前全国日益加快的现代化建设步伐,除了2008年8月在北京举办的奥运会、还有2010年在上海举办的世博会,随着我国国民经济的飞速增长、人民生活水平日益提高,城镇中随之矗立起无数的高层城市建筑,各类集实用性与美观性一体的市政、商业工程诸如电线杆、路灯杆、大桥斜拉钢索、广告牌立柱等如图1.1 ,它们通常5-30m,有的甚至高达百米,壁面多采用油漆、电镀、玻璃钢结构等,由于常年裸露在大气之中,风沙长年累月的积累会形成灰尘层,该污染影响城市的美观,同时空气中混合的酸性物质也会对这些城市建筑特别是金属杆件造成损坏,加快它们的生锈,并缩短它们的使用寿命,需要定期进行壁面维护工作。
毕业设计论文六足机器人
毕业设计论文六足机器人六足机器人毕业设计论文摘要:本文设计了一款六足机器人,以实现在复杂环境中搬运物品、搜救等任务。
以Arduino控制器为核心,通过编程实现六足机器人的行动规划及运动控制,并选用3D打印技术制作机器人外壳。
最终实现了基于Arduino控制下,六足机器人前进、转向、侧移等基本动作,并能够识别避障,完成指定路径寻路、越障等各种功能。
关键词:六足机器人、Arduino、3D打印、指定路径寻路、避障一、引言随着技术的不断发展,机器人应用越来越广泛。
在自动化领域,机器人不仅可以为生产自动化作出贡献,还可以在人类难以进入的危险、恶劣环境中,承担人类难以完成的任务。
六足机器人是机器人中的一种,在运动灵活性、环境适应能力、负载能力等方面有较强的优势。
本文设计了一种基于Arduino控制器的六足机器人,并采用3D打印技术制作外壳,以实现障碍物识别、路径规划以及运动控制等。
二、系统构成1、机械结构六足机器人采用模块化设计,主体结构分为机器人本体、机器人支架和电源模块。
机器人本体由六足支撑架和移动端构成,其中六足支撑架由PCB板和马达组成,移动端由六个齿轮、六个电机和三个支撑架组成。
机器人支架由两个方向支架和六个足底轮组成,支架旋转以达到转向的功能。
电源模块负责六个电机的电源供应。
2、控制器选用Arduino Mega 2560控制器作为机器人的核心,通过编程控制机器人的运动。
选用控制器的理由是其设计简单、易于编程且具有较强的计算能力。
3、传感器六足机器人内置超声波、红外、差分测量传感器等,以实现机器人对环境的感知。
三、设计与实现1、机械结构设计根据机器人的功能需求,将机器人分为三部分设计:机器人本体、机器人支架和电源模块。
机器人本体由六足支架和移动端构成,其中六足支撑架由PCB板和马达组成,移动端由六个齿轮、六个电机和三个支架组成。
机器人支架由两个方向支架和六个足底轮组成,支架旋转以达到转向的功能。
搬运机器人——毕业设计论文
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AbstractIn 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 implementthe joint transport robot motion, And realize the operational handling robot.Keywords:Transfer robot;Hydraulic System;Mechanical Design;Operating第一章绪论1. 1概论在工业领域广泛应用着工业机器人。
(完整word版)工业机器人机械结构设计.
河南理工大学本科毕业设计(论文开题报告题目名称工业机器人机械结构设计一、选题的目的和意义:工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业,或是危险、恶劣环境下的作业,例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上,以及在原子能工业等部门中,完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。
广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且可以保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本。
因此,研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用是有现实意义的。
由于工业机器人具有一定的通用性和适应性,能适应多品种中、小批量的生产, 70年代起,常与数字控制机床结合在一起,成为柔性制造单元或柔性制造系统的组部分。
二、国内外研究综述:20世纪50年代末,美国在机械手和操作机的基础上,采用伺服机构和自动控制等技术,研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置,并将其称为工业机器人; 60年代初,美国研制成功两种工业机器人,并很快地在工业生产中得到应用; 1969年,美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。
此后,各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。
我国工业机器人起步于70年代初期,经过20多年的发展,大致经历了3个阶段: 70年代的萌芽期, 80年代的开发期和90年代的适用化期。
我国工业机器人经过20多年的发展已经初具规模。
目前我国已生产出部分机器人关键元器件,开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。
一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上;一批机器人技术的研究人才也涌现出来。
一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术;工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术;机器人软件的设计和编程技术;运动学和轨迹规划技术;弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术“乘机安全小贴士”安全出行要重视等。
机器人设计论文范文
机器人设计论文范文
一种机器人设计的关键是其功能和任务。
根据任务的不同,可以有不同类型的机器人设计,包括工业机器人、医疗机器人、教育机器人等等。
工业机器人主要应用于生产线上,用于完成重复性的工作,如装配、焊接等。
医疗机器人则主要用于手术、诊断等医疗过程中,可以提高手术精度和减少手术风险。
教育机器人则主要应用于教育领域,可以帮助学生学习和开发他们的创造力。
另一个重要的方面是机器人的控制系统。
控制系统可以分为硬件和软件两个部分。
硬件包括传感器和执行器,传感器用于感知机器人周围的环境和状态,执行器用于执行机器人的动作。
软件则用于控制机器人的行为和决策。
控制系统的设计需要根据具体的任务和环境来确定,要确保机器人可以准确地感知和决策,并且能够灵活地适应不同的情况。
机器人设计还需要考虑到机器人的安全性和可维护性。
安全性是指机器人在工作过程中不会对人类和环境造成威胁,需要采取相应的安全措施和监测系统。
可维护性则需要考虑到机器人的维修和保养,以保证机器人的正常运行和寿命。
综上所述,机器人设计是一个综合性的工程,需要考虑到机器人的功能和任务、外观和机械结构、控制系统、动力系统、安全性和可维护性等方面。
机器人设计的目标是提高人类的生产效率和生活质量,为人类带来更多的便利和福利。
随着科技的不断发展,机器人设计也将继续创新和改进,为人类创造更多的价值。
龙人宝贝机器人的结构设计与控制毕业论文
龙人宝贝机器人的结构设计与控制毕业论文目录2、智能机器人研究的概况 (2)2.1智能机器人研究的目的和意义 (2)2. 2智能机器人的研究现状与发展趋势 (3)2.3本课题的主要内容 (5)3、机器人的结构和外观设计 (5)2.1“龙人宝贝”机器人的介绍 (5)2.2“龙人宝贝”结构及参数 (5)2.3机器人结构与外观设计 (6)3.4三维建模 (6)3.5龙人机器人二维图 (10)4、机器人的控制与实现 (11)4.1硬件模块 (11)4.2软件模块 (15)4.3控制程序 (15)5、总结 (23)致谢 (24)参考文i献 (25)附录 (26)“龙人宝贝”机器人的结构设计与控制孙浩1、前言机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。
它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。
它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。
现在,国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。
一般来说,人们都可以接受这种说法,即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的、用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。
”机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。
随着微电子技术的不断发展,微处理器芯片的集成程度越来越高,单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、并行和串行接口A/D转换器等多种电路,这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展。
本文研究的机器人,它根据学校实验室中的“龙人宝贝”机器人为基础而设计与调试以及程序代码的编写,掌握机器人设计的基本方法。
为此,该机器人硬件的核心采用C51单片机作为机器人的大脑,把它设计成控制板,通过控制板实现机器人的运动,以此机器人作为典型工程对象,可以完成机器人所需具备的探测周边环境、做出决策、控制机器人运动的基本能力,使机器人具有基本的智能。
毕业设计_工业机器人结构设计论文
河南工程学院《机器人技术基础》考查课专业论文工业机器人结构设计学生姓名:肖慧慧学院:机械工程学院专业班级:机制1321专业课程:机器人技术基础任课教师:***2014年12月25 日工业机器人结构设计摘要机器人是一种由三个自由度组成的平面关节型机器人,它的主要作用是可以完成精密仪器和物体的搬运和移动。
由于体积小,传动原理简单,被广泛运用于电子电气业,家用电器业,精密机械业等领域。
整个系统由机器手,机器臂,关节,步进电机驱动系统等组成。
通过各自由度步进电机的驱动,完成机器手,机器臂的位置变化。
具体设计内容为:同步齿形带传动设计,丝杠螺母设计,各输出轴和壳体的设计,步进电机的选择等。
在校核满足其结构强度的基础上,我们对机器人的结构进行优化设计。
关键词:机器人,结构设计,机器臂Industrial Robot Structure DesignABSTRACTRobot is a robot of plane and joint composed of three degrees of freedom. Its mostly function is used to complete transition and motion of exact apparatuses and objects. Because of its small volume and simple drive principle, it is widely used in the field of electronic and electric industry, home-used electric-ware industry and exact mechanism. The whole system is composed of manipulator hand, manipulator arm, joints and stepper motor driving system. By stepper motor’s driving of each degree of freedom, it completes location change of manipulator hand and manipulator arm. The idiographic designing content is designing of in-phase tooth-shape strap, designing of silk-bar nut, designing of shell and axis and the choice of stepper motors. On the base of checking its structure intensity, while it satisfied, we optimize designing of the structure of Robots.Key Words: Robots, Structure Design, Manipulator Arm.一、绪论1.1 前言工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分,这种新技术发展很快,逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。
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机械工程学院毕业设计(论文)题目:机器人结构设计目录引言 (3)1概况及现状分析 (3)2机械手的总体设计方案 (6)2.1机械手基本形式的选择 (6)2.2机械手的主要部件及运动 (6)2.3驱动机构的选择 (7)2.4机械手的技术参数列表 (7)2.5本章小结 (7)3机械手的手部计算 (7)3.1手部设计基本要求 (7)3.2典型的手部结构 (8)3.3机械手手抓的设计计算 (8)3.3.1选择手抓的类型及夹紧装置 (8)3.3.2手抓的力学分析 (8)3.3.3夹紧力及驱动力的计算 (10)3.3.4手抓夹持X围计算 (11)3.4机械手手抓夹持精度的分析计算 (12)3.5弹簧的设计计算 (13)3.6本章小结 (15)4腕部的设计计算 (15)4.1腕部设计的基本要求 (15)4.2腕部的结构以及选择 (16)4.2.1典型的腕部结构 (16)4.2.2腕部结构和驱动机构的选择 (16)4.3腕部的设计计算 (16)4.3.1腕部设计考虑的参数 (16)4.3.2腕部的驱动力矩计算 (16)4.3.3腕部驱动力的计算 (17)4.3.4液压缸盖螺钉的计算 (19)4.3.5动片和输出轴间的连接螺钉 (20)4.4本章小结 (21)5臂部的设计计算 (21)5.1臂部设计的基本要求 (21)5.2手臂的典型机构以及结构的选择 (22)5.2.1手臂的典型运动机构 (22)5.2.2手臂运动机构的选择 (22)5.3手臂直线运动的驱动力计算 (22)5.3.1手臂摩擦力的分析与计算 (22)5.3.2手臂惯性力的计算 (24)5.3.3密封装置的摩擦阻力 (24)5.4液压缸工作压力和结构的确定 (24)5.5本章小结 (26)6总结 (26)7致谢 (26)8参考文献 (26)附件:1、总体装配图2、重要零件图机器人结构设计摘要:本次设计的液压传动机械手根据规定的动作顺序,综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识,通过对机器人各个部位参数的计算与校核,完成对机械手的设计,主要结构为:手部结构、腕部结构、臂部结构。
关键词:机械手,臂部结构,腕部结构,手部结构引言用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。
机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要XX现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分,这种新技术发展很快,逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。
机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力,在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识:其一、它能部分的代替人工操作;其二、它能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸;其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配,从而大大的改善了工人的劳动条件,显著的提高了劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而,受到很多国家的重视,投入大量的人力物力来研究和应用。
尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合,应用的更为广泛。
在我国近几年也有较快的发展,并且取得一定的效果,受到机械工业的重视。
机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器,他有多个自由度,可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。
机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强。
随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用X围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
1概况及现状分析现代工业机械手起源于20世纪50年代初,是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更,具有多自由度动作功能的柔性自动化。
机械手首先是从美国开始研制的。
1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
他的结构是:机体上安装回转长臂,端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的。
1962年,美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。
商名为Uni-mate(即万能自动)。
运动系统仿造坦克炮塔,臂回转、俯仰,用液压驱动;控制系统用磁鼓最存储装置。
不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。
同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司(Unimaton),专门生产工业机械手。
1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手,原意是灵活搬运。
该机械手的中央立柱可以回转,臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动,控制系统也是示教再现型。
虽然这两种机械手出现在六十年代初,但都是国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Uni-mate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Uni-mate型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业,定位误差可小于±1毫米。
美国还十分注意提高机械手的可靠性,改进结构,降低成本。
如Uni-mate公司建立了8年机械手试验台,进行各种性能的试验。
准备把故障前平均时间(注:故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。
它给出在第一次故障前的平均运行时间),由400小时提高到1500小时,精度可提高到±0.1毫米。
德国机器制造业是从1970年开始应用机械手,主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。
德国Kn-Ka公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制。
瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手,采用示教方法编制程序。
瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。
日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。
自1969年从美国引进二种典型机械手后,大力研究机械手的研究。
据报道,1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。
1976年大学和国家研究部门用在机械手的研究费用42%。
1979年日本机械手的产值达443亿日元,产量为14535台。
其中固定程序和可变程序约占一半,达222亿日元,是1978年的二倍。
具有记忆功能的机械手产值约为67亿日元,比1978年增长50%。
智能机械手约为17亿日元,为1978年的6倍。
截止1979年,机械手累计产量达56900台。
在数量上已占世界首位,约占70%,并以每年50%~60%的速度增长。
使用机械手最多的是汽车工业,其次是电机、电器。
预计到1990年将有55万机器人在工作。
第二代机械手正在加紧研制。
它设有微型电子计算机控制系统,具有视觉、触觉能力,甚至听、想的能力。
研究安装各种传感器,把感觉到的信息反馈,使机械手具有感觉机能。
目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。
第三代机械手(机械人)则能独立地完成工作过程中的任务。
它与电子计算机和电视设备保持联系。
并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。
经过近十年的努力,我国在工业机器人应用工程的开发方面已具有相当的实力,已有一支了解企业的需求,能开发出符合实际使用条件应用工程,成本低,服务及时,具备与国外公司的竞争能力,因此加强工业机器人应用工程的开发,并围绕应用工程的需要进行工业机器人新产品的开发,使之具有一定的规模化生产能力,这样可以促进我国企业的技术进步和提高竞争力,同时工业机器人的应用也可形成具有一定规模的产业。
如果说20 世纪90 年代机床创新的最大成就是发明并联机床的话,那么当今工业机器人在机床上的应用已成为发展的一大趋向。
机器人与机床相结合,以往主要是解决工件自动上下料搬运问题,致使机床得以无人化24 小时连续运转。
如擅长专机制作的意大利AU 公司,他们比较成熟地将缸体及缸盖生产线中的零件搬运,设计成由机器人完成。
当然,对工件的抛光打磨、清洗及其它脏、累活也是机器人表现的舞台。
去年9 月在汉诺威EMO2005 展览会上,工业机器人的应用非常抢眼,而且它应用的领域也在扩大。
然而在这次CCMT2006 展览会上,值得一机器人应用是当今机床发展的一大趋向提的是1 号馆W 1 - 9 1 6 意大利意沃乐EVOLUT 公司,这个欧洲最大的机器人应用与集成公司,他们的一台DC-5 机器人修边、倒角装置特别引人注目。
该机器人可以装夹工具对主轴上零件修边去毛刺,甚至机器人可以加装动力源用刀具对零件进行加工,因此它已将机械人传统的搬运、喷漆、焊接工作X围扩展到了金属切削及抛光领域。
工作单元还可以配备各种上料方式:如带视频装置可抓取随机摆放的工件,或以旋转台摆放,或以传送带摆放等等。
DC-5 工作单元可以处理的最大负荷为120/150kg。
适宜加工的金属材料为铝镁合金、铜、铅、铸铁等。
可以代替至少四个工人的工作量。
3 D 编程软件将以往8 小时编程时间缩减为15 分钟,为小批量多品种的工件提供最好的解决方案。
意沃乐公司除此以外最常涉足的领域还有用于压铸单元、车、铣中心单元、复合机床单元、零件抛光单元上的各种机械人应用等等。
随着社会的不断发展和进步,势必劳动力的成本将越来越高,对环保及安全的要求将越来越严,所以工业机器人的应用必将与时俱进。
而且,由机器人干出的工件,譬如说打磨,其零件的一致性肯定比人工来得好,因此欧洲有些名牌汽车制造商甚至对某些零件的某些工步,规定必须由机器人来操作。
由此看来,工业机器人在机床上的应用会将越来越广。
2机械手的总体设计方案本课题是轻型平动搬运机械手的设计。
本设计主要任务是完成机械手的结构方面设计,在本章中对机械手的座标形式、自由度、驱动机构等进行了确定。
因此,在机械手的执行机构、驱动机构是本次设计的主要任务。
5常见的工业机械手根据手臂的动作形态,按坐标形式大致可以分为以下4种: (1)直角坐标型机械手;(2)圆柱坐标型机械手; ( 3)球坐标(极坐标)型机械手; (4)多关节型机机械手。
其中圆柱坐标型机械手结构简单紧凑,定位精度较高,占地面积小,因此本设计采用圆柱坐标。
图1.1 是机械手搬运物品示意图。
图中机械手的任务是将传送带A上的物品搬运到传送带B。
图1.1 机械手基本形式示意2.2机械手的主要部件及运动在圆柱坐在圆柱坐标式机械手的基本方案选定后,根据设计任务,为了满足设计要求,本设计关于机械手具有5个自由度既:手抓X合;手部回转;手臂伸缩;手臂回转;手臂升降5个主要运动。