搬運機器人——畢業(yè)設計論文(存儲版)
【正文】 120 o/s ( rad/s) (20 r/min) 關(guān)節(jié) 5（ B ）： 120 o/s ( rad/s) (20 r/min) 關(guān)節(jié) 6（ S ）： 180 o/s ( rad/s) (30 r/min) 最大加速度： 2 m/s2 各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動范圍： 關(guān)節(jié) 1（ T ）： 360 o ～ +360 o 關(guān)節(jié) 2（ W ）： 90 o ～ + 90 o 關(guān)節(jié) 3（ U ）： 60 o ～ +210 o 關(guān)節(jié) 4（ C ）： 360 o ～ +360 o 關(guān)節(jié) 5（ B ）： 90 o ～ + 90 o 關(guān)節(jié) 6（ S ）： 360 o ～ +360 o 方案結(jié)構(gòu)設計與分析 該機器人的本體 各部件組成和功能描述如下： (1) 底座部件： 底座部件包括底座、回轉(zhuǎn)部件、傳動部件和步進電機等。由于大臂俯仰和小臂俯仰運動的力矩很大，分別為 150Nm 和 27Nm左右，如果使用電機直接驅(qū)動的話，要求電機的輸出扭矩很大，因此考慮在大臂關(guān)節(jié)和小臂關(guān)節(jié)處使用減速器。這種 AGV 可以實現(xiàn)水平方 向兩個自由度的運動，導航方式有多種，如磁導航、激光導航、程序自動軌跡控制等方式，因此，該機器人有運動自由靈活的特點。三自由度的手腕通常有以下四種形式： BBR 型、 BRR 型、 RBR 型和 RRR 型 四種三自由度手腕構(gòu)形 。采用電動機驅(qū)動，設計負重為 6公斤，手爪開合范圍 5 mm～ 100 mm。前三個關(guān)節(jié)都是回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，特點是動作靈活，工作空間大、占地面積小，缺點是剛度和精度較差。 （ b） 連續(xù)軌跡控制型（ Continuous Path Control ）：機器人各關(guān)節(jié)同時做受控運動，使機器人末端執(zhí)行器按預期軌跡和速度運動，為此各關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)需要獲得驅(qū)動機的角位移和角速度信號，如機器人進行焊縫為曲線的弧焊作業(yè)時的軌跡控制。 1 自由度： 工業(yè)機器人一般都為多關(guān)節(jié)的空間機構(gòu)，其運動副通常 有移動副和轉(zhuǎn)動副兩種。開鏈結(jié)構(gòu)使得機器人的運動分析和靜力分析復雜，兩相鄰桿件坐標系之間的位姿關(guān)系、末端執(zhí)行器的位姿與各關(guān)節(jié)變量之間的關(guān)系、末端執(zhí)行器的受力和各關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩（或力）之間的關(guān)系等，都不是一般機構(gòu)分析方法能解決得了的，需要建立一套針對空間 開鏈機構(gòu)的運動學、靜力學方法?，F(xiàn)在設想，將工業(yè)機器人固定在自動引導車（ AGV）上，改變自動引導車的軌跡，就可以適應工件和工件工藝流程的變化，大大提高加工系統(tǒng)的柔性。在機器人研究方面，我國與發(fā)達國家還有一定差距。近十幾年來，機器人技術(shù)發(fā)展非常迅速，各種用途的機器人在各個領域廣泛獲得應用。 1970 年 4 月美國在伊利斯工學院研究所召開了第一屆全國工業(yè)機器人會議。制造業(yè)要求機器人系統(tǒng)具有更大的柔性和更強大的編程環(huán)境，適應不同的應用場合和多品 種、小批量的生產(chǎn)過程。它的結(jié)構(gòu)特點是機體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。這些系統(tǒng)的性能就決定了機器人的性能。 第二類是需要人工操作的，稱為操作機（ Manipulator）。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用 機械手 錯誤 !未找到引用源?！? 操作機定義為：“具有和人的手臂相似的動作功能，可在空間抓放物 體或進行其它操作的機械裝置。通過詳細了解搬運機器人在工業(yè)上的應用現(xiàn)狀，提出了具體的搬運機器人設計要求， 并根據(jù)搬運機器人各部分的設計原則，進行了系統(tǒng)總體方案設計以及包括：機器人的手部、腕部、臂部、腰部在內(nèi)的機械結(jié)構(gòu)設計。 本課題主要對搬運機器人的機械部分展開討論，對原有的機械結(jié)構(gòu)提出了新的改進方法，并把現(xiàn)在的新技術(shù)應用到本課題中，從而使得搬運機器人更加適用于現(xiàn)在的工業(yè)工作環(huán)境。能搬運材料、零件或操持工具，用以完成各種作業(yè)。 機械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強。它是除具備普通機械的物理性能之外，還具備通用機械、記憶智能的三元機械。 要機器人像人一樣拿取東西，最簡單的基本條件是要有一套類似于指、腕、臂、關(guān)節(jié)等部分組成的抓取和移動機構(gòu) —— 執(zhí)行機構(gòu)；像肌肉那樣使手臂運動的驅(qū)動－傳動系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動作的控制系統(tǒng)。 工業(yè)機器人的歷史、現(xiàn)狀及 應用 機器人首先是從美國開始研制的， 1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機器人。 隨著現(xiàn)代化科學技術(shù)的飛速發(fā)展和社會的進步，針對于上述各個領域的機器人系統(tǒng)的應用和研究對系統(tǒng)本身也提出越來越多的要求。 19701972年，工業(yè)機器人處于技術(shù)發(fā)展階段。機器人的研究、制造和應用正受到越來越多的國家的重視。 我國目前擁有機器人 4000 臺左右，主要在工業(yè)發(fā)達地區(qū)應用，而全 世界應用機器人數(shù)量為 83 萬臺，其中主要集中在美國、日本等工業(yè)發(fā)達國家。當所要加工的產(chǎn)品放生變化、工件工藝流程改變時，就要調(diào)整柔性制造系統(tǒng)的布局。首 先，從機構(gòu)學的角度來看，機器人的結(jié)構(gòu)是由一系列連桿通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（或移動關(guān)節(jié)）連接起來的開式運動鏈。 與機器人有關(guān)的概念 以下是本文中涉及到的一些與機器人技術(shù)有關(guān)的概念。例如 ： 機器人在進行點焊時的軌跡控制。 （ d） 關(guān)節(jié)坐標型：有垂直關(guān)節(jié)型和水平關(guān)節(jié)型（ SCARA 型）機器 人。要求動作靈活，工作范圍大，被夾持物應具有多種姿態(tài)，自由度在 5~6 個，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。 圖 21
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