【正文】 目 錄 1 緒 論 ................................................................ 1 機(jī)器人的特點(diǎn) .................................................... 1 機(jī)器人的組成 .................................................... 2 執(zhí)行機(jī)構(gòu) ................................................... 2 驅(qū)動機(jī)構(gòu) ................................................... 2 控制機(jī)構(gòu) ................................................... 2 本文研究主 要內(nèi)容 ................................................ 3 2 機(jī)器人機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計 ............................................... 4 桁架機(jī)器人的基本技術(shù)參數(shù)確定 .................................... 4 自由度 ..................................................... 4 坐標(biāo)形式的選擇 ............................................. 4 規(guī)格參數(shù) ................................................... 6 有效負(fù)載 ................................................... 6 運(yùn)動特性 ................................................... 6 工作范圍（工作半徑） ...................................... 7 桁架機(jī)器人材料的選擇 ............................................ 7 機(jī)械臂的運(yùn) 動方式 ................................................ 8 桁架機(jī)器人的驅(qū)動元件 ............................................ 8 機(jī)構(gòu)整體設(shè)計 ................................................... 9 3 桁架機(jī)器人氣爪結(jié)構(gòu)設(shè)計 .............................................. 10 手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核 ............................................. 10 結(jié)構(gòu)分析 ....................................................... 11 計算分析 ....................................................... 12 電機(jī)計算 ....................................................... 14 齒輪齒條的設(shè)計計算 ............................................. 17 直線滾動導(dǎo)軌副的計算、選擇 ..................................... 28 小齒輪的強(qiáng)度 計算 ............................................... 30 ..................................... 30 齒輪齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度計算 .................................. 33 橫梁的強(qiáng)度與剛度的計算 ......................................... 35 總 結(jié) ................................................................. 46 致 謝 ................................................................. 47 參考文獻(xiàn) .............................................................. 48 全套設(shè)計請加 197216396 或 401339828畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要 機(jī)器人是一種機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的高技術(shù)產(chǎn)品。采用機(jī)器人是提高產(chǎn)品質(zhì)量與勞動生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，改善勞動條件，減輕勞動強(qiáng)度的一種有效手段。它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預(yù)定要求輸送工件或握持工具進(jìn)行操作的自動化技術(shù)裝備。機(jī)器人可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運(yùn)和長期、頻繁、單調(diào)的操作，采用機(jī)器人是有效的；此外，它能在高溫、低溫、 深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染環(huán)境條件下進(jìn)行操作，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。 本課題的主要內(nèi)容是采用機(jī)器人代替人來進(jìn)行抓取作業(yè)，機(jī)器人可以代替很多重復(fù)性的體力勞動，從而減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。結(jié)合設(shè)計的各方面的知識，在設(shè)計過程中學(xué)會怎樣發(fā)現(xiàn)問題。解決問題 .研究問題。并且在設(shè)計中融入自己的想法和構(gòu)思，提高自己的創(chuàng)新能力。盡力使機(jī)器人使用方便，結(jié)構(gòu)簡單。 關(guān)鍵詞： 機(jī) 器人；結(jié)構(gòu)設(shè)計；步進(jìn)電機(jī) ；回轉(zhuǎn) 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要 Abstract A robot is a mechanical technology and electronic technology, the bination of high technology products. The robot is to improve product quality and labor productivity, and achieve the production process automation, improve working conditions, reduce the labor intensity of an effective means of. It is a copy of the upper part of the human body functions, in accordance with a predetermined transfer request or the workpiece hold the tools to operate the automation technology and equipment. Industrial production often appears in the heavy work, frequent handling and longterm, monotonous operation, the robot is effective。 The main content of this paper is the use of robots to paint, robots can take the place of a lot of repetitive manual work, thereby reducing the labor intensity of workers, improve the production efficiency. Combined with the design of the various aspects of knowledge, in the design process to learn how to find problems. To solve the problem of problem. And in the design into their thoughts and ideas, enhance own innovation ability. Try to make the robot has the advantages of convenient use, simple structure. Keywords ： Robot； Structure design； Stepper motor； Rotary 1 1 緒 論 隨著人類科技的進(jìn)步，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)器人學(xué)成為近幾十年來迅速發(fā)展的一門綜合學(xué)科。它體現(xiàn)了光機(jī)電 一體化技術(shù)的最新成就，機(jī)器人作為其中的佼佼者更是發(fā)揮了不可磨滅的作用。在人類社會中，凡是有機(jī)械活動的地方，都能看到機(jī)器人的身影。機(jī)器人產(chǎn)品的應(yīng)用已經(jīng)由核工業(yè)和軍事科技等高端科學(xué)領(lǐng)域向醫(yī)療、農(nóng)業(yè)甚至是服務(wù)娛樂等民用領(lǐng)域發(fā)展了，并且各式各樣的機(jī)器人正在涌現(xiàn)出來，以驚人的速度延伸到人類活動的各個領(lǐng)域。機(jī)器人是由于人類期望生產(chǎn)水平的提高，為了提升生產(chǎn)效率而出現(xiàn)的。然而由于機(jī)器人善于完成重復(fù)的，單調(diào)的，精確度要求高的工作，能取代人在惡劣的環(huán)境中完成人類不能或者不愿完成的工作，因此，機(jī)器人的出現(xiàn)又大大解放了人類的生產(chǎn)力 。所以說機(jī)器人的發(fā)展是社會發(fā)展的結(jié)果，也是社會發(fā)展的必然趨勢。現(xiàn)在，很多發(fā)達(dá)國家都追逐著機(jī)器人這一發(fā)展趨勢，積極地進(jìn)行著機(jī)器人的各種開發(fā)和研制的工作，并且其中一些國家已經(jīng)取代了不錯的成果，研制出了許多新型且實(shí)用的機(jī)器人或者是機(jī)器人。例如：日本的跳舞機(jī)器人、犬型機(jī)器人愛寶 (AIBO)；英國研制的履帶式 “ 手推車 ”及 “ 超級手推車 ” 排爆機(jī)器人；美國 iRobot 公司推出了能避開障礙，自動設(shè)計行進(jìn)路線吸塵器機(jī)器人 Roomba；上海世博會使用過的福娃機(jī)器人等等。 由于機(jī)器人的迅猛發(fā)展，機(jī)器人進(jìn)入學(xué)校教學(xué)是必然的。三自由度 機(jī)器人作為是機(jī)器人的典型產(chǎn)品，其設(shè)計及應(yīng)用對機(jī)電一體化、機(jī)械結(jié)構(gòu)工藝、機(jī)械制造、自動化、電子信息等專業(yè)的教學(xué)及研究都有著很重要的意義。 機(jī)器人的特點(diǎn) 1機(jī)器人能進(jìn)行自動化生產(chǎn)，降低成本。就本次設(shè)計的桁架機(jī)器人而言，它能不間斷的搬運(yùn)零件和各種材料的輸送。這樣既提高了生產(chǎn)率又降低了生產(chǎn)成本。 2機(jī)器人能使產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，減少人工污染。人工生產(chǎn)會使產(chǎn)品質(zhì)量受工人狀態(tài)起伏而影響。對于某些高精度產(chǎn)品，人工送取會產(chǎn)生人工污染。 3機(jī)器人能改善勞動條件，避免各種工傷。在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放 射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，人工操作會有危險，機(jī)器人能代替人工作，改善了人們的勞動條件。 4機(jī)器人能持久、耐勞，可以把人從繁重的勞動中解放出來，人在連續(xù)工作幾個小時后，總會感到疲勞或厭倦，以機(jī)器人代替人進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽 2 而造成的人身事故。 5機(jī)器人的靈活性、通用性強(qiáng)。它能通過更換部件來適應(yīng)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)。并通過改變程序和自由度來達(dá)到迅速改變作業(yè)的可能性。這樣機(jī)器人能滿足各種各樣的零件生產(chǎn)，在生產(chǎn)中發(fā)揮重大作用。 機(jī)器人的組成 工業(yè)機(jī)器人是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和控制機(jī) 構(gòu)三部分組成。 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 一般機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由手部或者叫抓取部分、腕部、臂部、緩沖與定位，還有行走機(jī)構(gòu)組成。 驅(qū)動機(jī)構(gòu) 驅(qū)動機(jī)構(gòu)主要有液壓驅(qū)動、氣動驅(qū)動、電動驅(qū)動和機(jī)械驅(qū)動等形式。不過目前還是以液壓和氣動用的最多。 液壓驅(qū)動具有體積小、出力大、控制性能好、動作平穩(wěn)等特點(diǎn) ，它利用油缸、馬達(dá)加上齒輪、齒條實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動；利用擺動油缸、馬達(dá)與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。液壓驅(qū)動具有潤滑性能好、壽命長的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好。定位精度高，克實(shí)現(xiàn)任意位置開停。有很多專業(yè)機(jī)器 人能直接利用主機(jī)的液壓系統(tǒng)。但缺點(diǎn)是需要配備壓力源，系統(tǒng)復(fù)雜成本較高。 氣動驅(qū)動結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、氣源方便，所需的壓縮氣源一般工廠都有，并且無污染，一般采用的壓力 ，最高可達(dá) 1MPa。缺點(diǎn)是出力小，體積大。由于空氣的可壓縮性大，很難實(shí)現(xiàn)中間位置的停止，只能用于點(diǎn)位控制，而且潤滑性較差，氣壓系統(tǒng)容易生銹。 電動由于減速和回轉(zhuǎn)運(yùn)動變往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)復(fù)雜 , 很少采用。機(jī)械式用于簡單的場合。 控制機(jī)構(gòu) 機(jī)器人的控制方式有點(diǎn)動和連續(xù)控制兩種方式。大多數(shù)是用插銷板進(jìn)行點(diǎn)位程序控制，也有采用可編 程序控制器控制、微型計算機(jī)數(shù)字控制，采用凸輪、磁盤磁帶、穿孔卡等記錄程序。主要控制的是坐標(biāo)位置，并注意其加速度特性。 桁架機(jī)器人 3 桁架機(jī)器人又叫噴 涂 機(jī)器人（ spray painting robot）， 是可進(jìn)行自動抓取或噴涂其他涂料的 工業(yè)機(jī)器人 ， 1969 年由挪威 Trallfa 公司（后并入 ABB 集 團(tuán)）發(fā)明。桁架機(jī)器人主要由機(jī)器人本體、計算機(jī)和相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成，液壓驅(qū)動的桁架機(jī)器人還包括液壓油源，如油泵、油箱和電機(jī)等。多采用 5 或 6 自由度關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，手臂有較大的運(yùn)動空間，并可做復(fù)雜的軌跡運(yùn)動，其腕部一般有 2～ 3 個