【正文】 垂直多關(guān)節(jié)機器人臂部和手部設(shè)計 摘要 :由于 關(guān)節(jié)型機器人具有傳動原理簡單 、 結(jié)構(gòu)湊緊 、 所占空間體積小 、 相對的工作空間大，還能繞過基座周圍的一些障礙物等特點。 綜合以上幾點考慮，以及為了提高生產(chǎn)效率和降低勞動強度，滿足特定的工作要求，課題設(shè)計的機器人為垂直多關(guān)節(jié)機器人，采用了直流伺服電機驅(qū)動，通過一系列的軸和齒輪傳動順利實現(xiàn)了腕部的旋轉(zhuǎn)與擺動，手爪的自動抓取與放松工件運動。為了使整個機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，合理布置了電動機、軸和齒輪，設(shè)計了齒輪和軸的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了強度校核計算。 由于驅(qū)動電機的個數(shù)與手臂自由度的個數(shù)是緊密聯(lián)系的 ，因此減少電機的數(shù)量不但能減小機械手臂的重量，而且還會簡化整個系統(tǒng)的動力學(xué)與運動學(xué)的分析。傳 動中采用了軟軸、波紋管聯(lián)軸器、傳動軸和兩對齒輪傳動。 在選材方面 ,為了使機器人重量較輕 ,以及腕部能夠靈活的運動 ,故選取輕型材料 ,我所設(shè)計的機器人的材料為鑄造鋁合金中的鋁銅合金 。 該機器人手臂具有剛性好、傳動精度高、重量輕的特點。 設(shè)計中大多采用了標(biāo)準(zhǔn)件和常用件，降低了設(shè)計和制造的成本。 關(guān)鍵詞 :垂直多關(guān)節(jié)機器人；伺服電機；齒輪傳動；手臂 The Design of arm and hands for Vertical multijoint robot Abstract:As the joint coordinates robot with a simple principle, the structure together tight, has the small space, pared to the work of a large space, can bypass obstacles around the base some characteristics. As the above considerations, and in order to improve production efficiency and reduce labor intensity, to meet specific work requirements, This designed robot is vertical multijoint robot , using a DC servo motor, Through a series of shafts and gears realizated wrist rotation and swinging, and the movement of AutoHand crawls and relax. In order to make the entire structure is pact, rational layout the motor shaft and the gear , design the structure of the gear and shaft, and the strength verification. Due to the number of motordriven and the number of degrees of freedom of arms are closely linked, thus reducing the number of motor not only reduce the weight of the arm, but also it will simplify the analysis of the whole system dynamics and kinematics. The transmission of the design has used the flexible shaft, bellows couplings, wrist and two pairs of gear drive. In the choice of material, in order to make the robot weight lighter and the wrist can movements Agile. so selection of light materials, I have designed materials of robot is aluminumcopper alloy of cast aluminum alloy . This robot’s arm has superity of good rigidity, precise transmission and weight lighter. So the design mostly used the standard parts and mon parts, reduced the cost of the design and the production. Key words: Vertical multijoint robot； servo motor ； transmission of gears ； arm 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致 謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過 的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保 存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 目 錄 1 前言 .................................................................................................................................. 6 課題來源 ....................................................................................................................... 6 技術(shù)要求及預(yù)期效果 ................................................................................................... 6 本課題要解決的主要問題及設(shè)計總體思路 ............................................................... 6 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r ....................................................................................... 7 研究現(xiàn)狀 .................................................................................................................... 7 發(fā)展趨勢 .................................................................................................................... 7 2 總體方案設(shè)計 .................................................................................................................. 9 機械結(jié)構(gòu)類型的確定 ................................................................................................... 9 傳動方案 的確定 ........................................................................................................... 9 工作空間的確定 ......................................................................................................... 10 手腕結(jié)構(gòu)的確定 ..........................................................................................................11 驅(qū)動裝置的選擇 ......................................................................................................... 13 機器人驅(qū)動方案的分析和選擇 .............................................................................. 13 手腕電機的選擇 ...................................................................................................... 13 傳動比的確定及分配 .............................................................................................. 15 3 齒輪的設(shè)計 .................................................................................................................... 16 齒輪強度的設(shè)計與校核 ............................................................................................. 16 第一級圓柱齒輪傳動設(shè)計 ....................................................................................... 16 第二級圓錐齒輪傳動設(shè)計 ...................................................................................... 19 4 軸的設(shè)計 ........................................................................................................................ 22 轉(zhuǎn)腕 傳動軸的選擇 ..................................................................................................... 23 擺腕傳動軸 的設(shè)計 ...................................................................................................