(完整版)圆柱坐标系工业搬运机器人结构毕业设计

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摘要

文章综述了机器人近几十年来的发展状况及有关的问题，并对圆柱坐标系机器人进行了结构方面的设计。对在圆柱坐标系机器人设计的过程中所遇到的问题进行了初步的研究和分析：对其结构选型、设计计算作了定量的研究；对其定位、精度确定等问题进行了初步研究；对其发展历史、现状及其未来的发展趋势做了一定程度的分析和探讨。本测量机结构为通过两根丝杠轴在电机的带动下转动，实现Y，Z轴的移动，通过电机带动谐波齿轮，实现Z轴的转动，进而使机械手有三个自由度。圆柱坐标系机器人已广泛应用于工业生产的各个领域，

关键词：圆柱形机器人，误差，精度，伺服电机

ABSTRACT

This paper reviewed the development of robots in recent decades the situation and related issues, and cylindrical coordinate system for the structure of the robot design. Cylindrical coordinate system in the process of robot design issues encountered in the preliminary research and analysis: Selection of its structure, design and calculation of quantitative research; its position on issues such as accuracy to determine a preliminary study ; their development and future development trend of doing a certain degree of analysis and discussion. Structure of the measuring machine screw through the two-axis motor driven in rotation, the realization of Y, Z axis movement, through the of Z-axis of rotation, so that there are three degrees of freedom manipulator. Cylindrical coordinate system the robot widely used in various fields of industrial production,

Key words: cylindrical robot, error, precision, servo motor

目录

第1章绪论 (1)

1.1机器人工业发展史 (1)

1.2工业机器人的定义 (1)

1.3机器人的结构 (1)

1.4机器人的几何模型 (2)

1.5机器人的主要技术参数 (3)

1.6工业机器人的分类 (3)

第2章工业机器人结构总体设计 (5)

2.1确定机器人类型 (5)

2.2 机器人基座 (5)

2.3 谐波齿轮传动 (5)

2.3.1谐波齿轮构成 (6)

2.3.2谐波齿轮特点 (6)

2.3.3谐波齿轮传动的工作原理 (6)

2.4 丝杠 (7)

2.5 伺服电机 (7)

2.3.3伺服电机类型选择 (7)

2.3.3交流伺服电机工作原理 (8)

2.3.3交流伺服电机控制方法 (8)

第3章结构强度分析与计算 (10)

3. 1Y轴设计 (10)

3.1.1滚珠丝杠副的选择和计算 (10)

3.1.2丝杆校验 (12)

3.1.3伺服电机的选择 (14)

3.1.4轴承的选择 (17)

3. 2Z轴设计 (18)

3.2.1滚珠丝杠副的选择和计算 (18)

3.2.2丝杆校验 (21)

3.2.3伺服电机的选择 (24)

3.2.4轴承的选择 (27)

3.3谐波齿轮的选择和计算 (28)

3.4主轴上伺服电机的选择和计算 (30)

3.5螺栓的计算 (31)

3.5.1连接Z轴与Y轴的螺栓的计算 (31)

第4章结构强度分析与计算 (34)

致谢 (35)

参考文献 (36)

第1章绪论

1.1机器人工业发展史

1958年，美国推出了世界上第一台工业机器人实验样机。

1967年，日本引进了美国的工业机器人技术，经过消化、仿制、改进、创新，到1980年，机器人技术在日本取得了极大的成功与普及。

80年代以来，国际机器人的发展速度平均保持在25％~30％年增长率，所生产的机器人主要用于改善恶劣的工作条件。

我国机器人技术起步较晚，1987年，北京首届国际机器人展览会上，我国展出了10余台自行研制或仿制的工业机器人。经过“七五”、“八五”攻关，我国研制和生产的工业机器人已达到了工业应用水平。

1.2工业机器人的定义

国际上关于机器人的几种定义

a.美国机器协会（RIA）：

机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过程序动作来执行各种任务，并具有编程能力的多功能操作机。

b.日本工业机器人协会：工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行装置的、能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。

国际标准化组织（ISO）：机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机，这种操作机具有几个轴，能够借助可编程操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行各种任务。