【正文】 心距，從而消除圓柱齒輪正、 反轉時的齒側間隙。 由于支承端承受 的載荷相對較小，只需要滿足徑向載荷要求便可，而且要求保證旋轉 精度，所以，為了適應較小的安裝空間，選擇結構緊湊的滾針軸承， 其安裝如 圖 2 11。因此選用一對嚙 合齒輪來傳遞電機的驅動，從而帶動固定在另一齒輪上的 S1軸轉動，小臂旋轉機構設計 如圖 28。m 第四關節(jié) J4 軸（腕部扭轉） kg178。 第六關節(jié) J6 軸（腕部回轉） 330176。這種機器人的特點是結構緊湊，所占空間小，運動靈活， 并能擴 大 機器人的工作空間，但旋轉關節(jié)反映在末端執(zhí)行器上的線位移分辨率是一個變量，精度 難 以保證。關節(jié)型機器 人以臂部 各相鄰部件的相對角位移為運動坐標，結構緊湊，操作靈活性最好，所占空間小，運動 速 度較高，操作范圍大，能在狹窄空間內(nèi)饒過各種障礙物。 鑒于以上情況 ，輪胎裝配機器人主要承載軸采用 AISI 1045 鋼，保證足夠 的剛度和強度， 從而保證精度，底座采用鑄鐵，確保穩(wěn)定性要求；因為整個機器人機身和負載都比較重， 還要實現(xiàn)運動的精確可控性，因此采用交流伺服電機驅動，從而實現(xiàn)快速響應和工作平穩(wěn) 的要求。通過查閱相關電機選型的資料，明確電機選型原則，根 據(jù)各個關節(jié)的力矩估算和功率估算，結合市 場上電機選購的情況選取適當?shù)碾姍C，從而 實 現(xiàn)各個機械臂的驅動。 1 .5 設計任務及主要研究內(nèi)容 1 . 設計任務 總體構思一臺六自由度裝配機器人，能夠實現(xiàn)汽車輪胎的局部搬運和裝配。機器人控制器的標準化和網(wǎng)絡化 , 以及基 于 PC 機網(wǎng)絡式控制 器 己成為研究熱點。 美、日、西歐的制造業(yè)中約 40%的勞動力用于裝配 ,西德電子工業(yè)產(chǎn)品總成本的 50～ 70 % 是裝配。 1 . 裝配機器人的分類 機器人的分類標準有很多種 ,按照 開發(fā)內(nèi) 容分類 ,基 本上有 三類機 器人 : 工業(yè)機器人 , 操縱型機器人和智能機器人。 汽車輪胎安裝方面應注意，確 認輪胎 沒有與 車體接觸以及輪胎和車輪 沒有從車體突 出，安裝時使用十字扳手、扭力扳手或沖擊式動力扳手。 （ 6 ）輪胎高：是用 輪胎外 徑減去 輪輞直徑后的數(shù)字的 1/ 2。 圖 11 汽車輪胎外形 圖 12 輪胎規(guī)格及技術參數(shù) 1 畢業(yè)設計說明書論文 36296518 原創(chuàng)通過答辯 輪胎裝配機器人結構設計 輪胎通常由外胎、內(nèi)胎、墊帶 3部 分組成 。但其份 額在機器人應用領 域中卻很小。因此，本課題選取仿人手臂的關節(jié)型機器人， 針對其結構緊湊、占用空間少、運動空間大、運轉靈活、定位準確、動作迅速等優(yōu)點， 總 體構思一臺六自由度輪胎裝配機器人，完成其中三 個自由 度的相關結 構設計。畢業(yè)設計說明書論文 36296518 原創(chuàng)通過答辯 本 科 畢 業(yè) 論 文 輪胎裝配機器人結構設計 姓 名 學 院 機械工 程學院 專 業(yè) 機械設 計制造及其自動化 指導教師 陳勁杰 副教授 完成日期 畢業(yè)設計說明書論文 36296518 原創(chuàng)通過答辯 上海理工大學 全日制本科生畢業(yè)設計（論文）承諾書 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 是在導師的指導下，嚴格按照學校和學院的有關規(guī)定由本人獨立完成。此外還有一些為裝配工作服務 的作業(yè)，如輸送、搬運、檢測和安置等工作。 關鍵詞： 裝配機器人、機 械臂、結構設計 畢業(yè)設計說明書論文 36296518 原創(chuàng)通過答辯 STRUCTURE DESIGN OF TIRE ASSEM BLY ROBOTS ABSTRACT With th e rapid development of global vehicle production, ther e is an integrated system with assembly r obot as the core in automobile assembly, which can adapt to the various assembly operations in one assembly unit. Assembly robot, which develo ps rapidly after emergence, has effectively replaces the manual production or simple mechanical assembly, especially in mass produ ction. It significantly redu ces the manu factu ring costs so as to increase pr ofits, and accelerate th e process of automobile industrial automation. The main work of assembly r obots is to mak e so me corr espo nding parts be assembled into a produ ct or part, involving the mount, indentation, riveting, emb edment, spraying of a part and twisting the scr ew. Besides some ser vices for the assembly jobs are in cluded, such as transp ortation, handling, detection, and placement. Therefor e this thesis selects human like arm o f jointr obot as study subject, aiming to the advantages su ch as co mpact chip, taking up less space, mor e moving space, flexible operation, accurate position, pro mpt, designs a tire assembly robot with a sixdegree freedom, an d finishes the related structural desig n o f threedeg ree freedom. The main content of this thesis is as follows: according to the functional requ irements o f tire assembly robots, paring with the design of related r ob ots, the author o btains the optimal design, sets d esign parameters, identifies the joint mechanism and mode o f transmitting po wer, selects appr opriate bearing of shafts and installation based on the characteristics o f axial force, and chooses th e right motor drive after paring different motor s and estimating torques of joints. Once th e stru ctural design is d etermined, the author will carry out the simulation and analysis of the feasibility by CATIA thr ee dimensional stru ctur e mod elin g, avoid interference, u pdate parameters, and optimize the structu re. Accor ding to tran smissio n ratio and power, a pair o f meshing gears is designed, and gear sizes are determin ed based on the results of calculation. In addition, through analyzing dang erous sections of key parts by finite elements analysis software, the author obtains the deformation str ess an d displacement so as to ch eck its stiffness and strength. At last the author will draw out two dimensio nal assembly and parts drawing of tir e assembly robots. 畢業(yè)設計說明書論文 36296518 原創(chuàng)通過答辯 Key words: Tire Assembly Robots, Robotic Arm, Structural Design 畢業(yè)設計說明書論文 36296518 原創(chuàng)通過答辯 摘 要 ABSTRACT 目 錄 第 1 章 緒 論 . ........ ........ ......... ....... ........ ......... ........ .... 1 1 .1 研究背景和意義 ..... ........ ......... ........ ....... ......... .... 1 1 .2 汽車輪胎簡介 ....... ........ ......... ........ ....... ......... .... 1 1 .3 裝配機器人定義及其基本組 成 . ........ ......... ........ ....... ..... 2 裝配機器人的定 義 ...... ........ ......... ........ ....... ..... 2 裝配機器人的基 本組成 . ........ ......... ........ ....... ..... 3 裝配機器人的分 類 ...... ........ ......... ........ ....... ..... 3 1 .4 裝 配機器人的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 ...... ......... ........ .... 4 裝配機器人的發(fā) 展現(xiàn)狀 . ........ ......... ........ ....... ..... 4 裝配機器人的發(fā) 展趨勢 . ........ ......... ........ ....... ..... 4 1 .5 設計任務及主要研究內(nèi)容 ..... ........ ......... ........ ....... ..... 5 設計任務 ..... ........ ......... ........ ....... ......... .... 5 主要研究內(nèi)容 . ........ ......... ........ ....... ......... .... 5 第 2 章 輪胎裝配機器人總體結構設計 .... ........ ......... ........ ....... ..... 7 2 .1 輪胎裝配機器人結構概述 ..... ........ ......... ........ ....... ..... 7 輪胎裝配機器人 設計思路 ....... ......... ........ ....... ..... 7 輪胎裝配機器人 方案優(yōu)化 ....... ......... ........ ....... ..... 7 2 .2 機械臂設計要求 ...... ........ ......... ........ ....... ......... ....10 2 .3 機器人運動