【正文】 趨勢 國內(nèi)各行各業(yè)對機(jī)器人的需求將越來越多，國內(nèi)市場將穩(wěn)步增長，根據(jù)目前的現(xiàn)狀，我國機(jī)器人近幾年發(fā)展的形式將會(huì)怎樣呢？根據(jù)我們的分析將會(huì)呈現(xiàn)如下幾個(gè)特點(diǎn)： 1．從國際市場來看，機(jī)器人工業(yè)是一種高投入低贏利的產(chǎn)業(yè)，市場競爭極為激烈，機(jī)器人工業(yè)必須上一定規(guī)模才有利潤可言，才有必需的開發(fā)投入，才能走上良性循環(huán)的發(fā)展道路。 3．機(jī)器人開發(fā)走開放型科研之路 國內(nèi)通過 “ 七五 ” 機(jī)器人技術(shù)攻關(guān)，已具備了生產(chǎn)國產(chǎn)機(jī)器人的基礎(chǔ)，但國產(chǎn)機(jī)器人無論在技術(shù)上，還是可靠性上，都與國外機(jī)器人差相當(dāng)一段距離，要盡快縮短這種距離，必須走一條開放型的自主科研道路。 （ 1） 手部 ：又稱手爪或抓取機(jī)構(gòu)，它直接抓取工件或夾具。 D、 檢測系統(tǒng)：作用是通過各種檢測裝置、傳感裝置檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定進(jìn)行比較，以保證運(yùn)動(dòng)符合要求。 經(jīng)上述分析此三自由度機(jī)器人 X,Y,Z 方向驅(qū)動(dòng)及機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。只要給主動(dòng)件一個(gè)較小的轉(zhuǎn)矩，從動(dòng)件即能獲得較大的轉(zhuǎn)矩。由 GB/，對于 h7 的梯形外螺紋，中徑的極限尺寸 2 m ax 18 .0 00d mm? ， 2 m in 00d mm? 。 （ 2）軸向力 aF 的確定 根據(jù)要求，載重 kg? 。 （ 4）驅(qū)動(dòng)力矩 T 、傳動(dòng)效率 ?及自鎖性校核 對于單線螺桿， 4hP P mm?? 。因而，最終確定所選外螺紋各技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 公稱直徑 mm? ，中徑 2 mm? ( 2 m ax 18 .0 00d mm? ，2 m in 00d mm? )，小徑 1 mm? ，螺距 4P mm? ，螺旋升角 43。為了提高 導(dǎo)軌表面硬度，采用表明淬火工藝，表面硬度可達(dá) 55HRC，導(dǎo)軌的耐磨性可提高 1~3 倍。cm2 轉(zhuǎn)矩系數(shù) N 同時(shí)，我對于 AutoCAD 軟件的使用，也在這段時(shí)間里有了質(zhì)的飛躍?？梢哉f，最后的成果里傾注了我的精力與心血。在這難忘的三個(gè)多月中，沒有他們的支持，我的設(shè)計(jì)不可能這樣順利的完成。他給予了我們充分的指導(dǎo)，并且還培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考問題的能力。這一切，使我真正體會(huì)到：端正的設(shè)計(jì)態(tài)度和良好的合作意識是所有設(shè)計(jì)人員所必成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 須具備的素質(zhì)。各自由度自成體系，又能協(xié)調(diào)的組織在一起，其各個(gè)部分連接處線條分明、直觀性好，其各個(gè)部件可以分別拆卸，快速更換，方便維修。 根據(jù)與絲桿的裝配關(guān)系及尺寸， 對照下表查找是合適軸承大小： 由以上對照表，我選擇 軸承代號 6002 的深溝球軸承 基本數(shù)據(jù)如下： 基本參數(shù)（尺寸）： d=15mm D=32mm B=9 a= 安裝尺寸 (mm)： da= Da= ras= 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 電機(jī)的選擇 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，通常對機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求有： 1）．驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量盡 可能要輕，單位質(zhì)量的輸出功率要高，效率也要高； 2）．反應(yīng)速度要快，即要求力矩質(zhì)量比和力矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比要大，能夠進(jìn)行頻繁地起、制動(dòng)，正、反轉(zhuǎn)切換； 3）．驅(qū)動(dòng)盡可能靈活，位移偏差和速度偏差要??； 4）．安全可靠； 5）．操作和維護(hù)方便； 6）．對環(huán)境無污染，噪聲要?。? 7）．經(jīng)濟(jì)上合理，尤其要盡量減少占地面積。在此我們選擇滑動(dòng)圓柱形導(dǎo)軌。 顯然，有螺桿最大工作長度 螺紋部分長度 工作行程 +螺母高度 工作行程 +旋合長度， 即 g g xL L L H L L?? ? ? ? ? 螺桿失穩(wěn)時(shí)的臨界軸向載荷 4 2 62 / 6 .5 6 1 1 0acF m d L N? ? ?。 這里初步確定螺紋材料為 45 號鋼，為兼顧螺紋的硬度和韌性要求，進(jìn)行比表面淬火處理，保證 HRC 在 40～ 50。 （ 1）螺旋升角 ? 及誘導(dǎo)摩擦角 ?? 2ta n / 0. 07 07 7Pd????，得 4339?？紤]傳動(dòng)工作臺(tái)的技術(shù)要求和安裝限制，選取公差等級為 h7 級的基軸制配合。 參照設(shè)計(jì)要求發(fā)現(xiàn)，滑動(dòng)螺旋和滾動(dòng)螺旋均可滿足要求，擬選定滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)方式。 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 工件搬運(yùn)圖 除去機(jī)械手的總體框架 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 驅(qū)動(dòng)方式的選擇 機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)方式有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)三種類型。 B、 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：為執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動(dòng)力，并驅(qū)動(dòng)其動(dòng)力的裝置。 4）大力開展國內(nèi)合作，利用國內(nèi)技術(shù)優(yōu)勢，開發(fā)具有中國技術(shù)特色的國產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)品。國外許多中小公司把自己的市場定位在機(jī)器人系統(tǒng)集成或某些有特長領(lǐng)成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 域，從而形成自己的局部優(yōu)勢，在市場中求得生存和發(fā)展，如奧地利 IGM 公司以向用戶提供大型機(jī)器人焊接系統(tǒng)著稱，機(jī)器人在系統(tǒng)中只占 售價(jià)的 1/3 左右，賣單臺(tái)機(jī)器人贏利甚微，而賣機(jī)器人系統(tǒng)卻贏利可觀。很快研制出國產(chǎn)化機(jī)器人，技術(shù)水平很快趕上美國并超過其他國家。 19701972 年，工業(yè)機(jī)器人處于技術(shù)發(fā)展階段。修改封閉系統(tǒng)的代價(jià)是非常昂貴的，如果不進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，多數(shù)情況下技術(shù)上是不可能的。 在 國外機(jī)械制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用較多，發(fā)展較快。它設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。其中的機(jī)械系統(tǒng)又稱操作機(jī)(Manipulator)，相當(dāng)于本文中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分。 要機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu) —— 執(zhí)行機(jī)構(gòu)；像肌肉那樣使手 臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動(dòng)作的控制系統(tǒng)。它是除具備普通機(jī)械的物理性能之外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。 “工業(yè)機(jī)器人”（ Industrial Robot）多數(shù)是指程序可變（編）的獨(dú)立的自動(dòng)抓取、搬運(yùn)工件、操作工具的裝置（國內(nèi)稱作工業(yè)機(jī)器人或通用機(jī)器人）。 國內(nèi)通過 “ 七五 ” 機(jī)器人技術(shù)攻關(guān)，已具備了生產(chǎn)國產(chǎn)機(jī)器人的基礎(chǔ)，但國產(chǎn)機(jī)器人無論在技術(shù)上，還是可靠性上，都與國外機(jī)器人差相當(dāng)一段距離，要盡快縮短這種距離，必須走一條開放型的自主科研道路 。制造業(yè)要求機(jī)器人系統(tǒng)具有更大的柔 性和更強(qiáng)大的編程環(huán)境，適應(yīng)不同的應(yīng)用場合和多品種、小批量的生產(chǎn)過程。本設(shè)計(jì)為三自由度直 角坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人，其工作方向?yàn)槿齻€(gè)直線方向。成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 審定成績： 成都工業(yè)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論 文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 三自由度機(jī)器人設(shè)計(jì) 系 部 名 稱： 機(jī)電工程系 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠信聲明 本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨(dú)立完成，真實(shí)可靠，不包含他人成果及已獲得 或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材料。在控制器的作用下，它執(zhí)行將工件從一個(gè)地方搬到另一個(gè)地方這一簡單的動(dòng)作 ,本文是對整個(gè)設(shè)計(jì)工作較全面的介紹和總結(jié)。計(jì)算機(jī)集成制造（ CIM）要求機(jī)器人系統(tǒng)能和車間中的其它自動(dòng)化設(shè)備集成在一起。 本設(shè)計(jì)根據(jù)所需的要求和實(shí)踐理論分析，設(shè)計(jì)了整個(gè)系統(tǒng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三自由度機(jī) 器人，使 工件從一個(gè)位置運(yùn)送至指定位置，機(jī)械手在規(guī)定時(shí)間內(nèi)把工件沿指定路線搬運(yùn)到另一個(gè)位置。 機(jī)器人是一種具有人體上肢的部分功能，工作程序固定的自動(dòng)化裝置。第二類是需要人工操作的，稱為操作機(jī)（ Manipulator）。這些系統(tǒng)的性能就決定了機(jī)器人的性能。 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 機(jī)器人的歷史和現(xiàn)狀 機(jī)器人首先是從美國開始研制的。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息進(jìn)行反饋，使機(jī)器人具