【正文】 (38)當量齒數(shù)據(jù) 查圖1119取螺旋角系數(shù)許用彎曲應力查表118由ZCuSn10P1制造蝸輪基本許用彎曲應力為壽命系數(shù)故 滿足要求。按齒面接觸強度設計按照閉式蝸桿傳動設計準則，傳動中心距 (1) 、確定傳動參數(shù)，(2) 按照，則假設工作載荷穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)，由表115選取使用系數(shù)，由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù)由選用的材料鑄錫青銅和鋼配合，故 假設蝸桿分度圓直徑和中心距之比 ，查圖1118取?？紤]到蝸桿傳動功率不大，速度不高，故蝸桿選用45鋼；希望傳動效率高，耐磨性好，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度4555HRC。21167。假設轉(zhuǎn)動重心距離轉(zhuǎn)軸最大距離,轉(zhuǎn)動有效重量。 167。 小臂回轉(zhuǎn)角度：360176。 腕部轉(zhuǎn)動角度：360176。 大臂擺動角度：160176。參考同類機器人的運動參數(shù)，結(jié)合工作情況的需要，定出該型機器人的運動參數(shù)如下：結(jié)構形式：垂直關節(jié)自由度：6 負載。這幾種機器人專用軸承具有結(jié)構簡單緊湊，精度高、剛度大，承載能力強（可承受徑向力、軸向力、傾覆力矩）和安裝方便等優(yōu)點。因此在大臂和小臂關節(jié)處使用了諧波減速器，減速比分別為 1:100 和 1:50 ，使用的步進電機輸出扭矩分別為 和 N m 。常用的減速器有行星減速器和諧波減速器等。確定這種機器人的 6 個關節(jié)都采用步進電機驅(qū)動，開環(huán)控制。電動機可以選擇步進電機或直流伺服電機。這種驅(qū)動方式具有結(jié)構簡單、易于控制、使用維修方便、不污染環(huán)境等優(yōu)點，這也是現(xiàn)代機器人應用最多的驅(qū)動方式。共有六個自由度，依次為腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰、小臂俯仰、手腕回轉(zhuǎn)、手腕俯仰、手腕側(cè)擺。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。 圖23 傳動系統(tǒng)方案圖167。方案 3(圖 2 3c)、方案 4(圖 2 3d)腰部結(jié)構簡單，便于應用重力進行力矩平衡，但大、小臂結(jié)構復雜，傳動鏈長，誘導運動多，方案 2(圖 2 3b) 傳動鏈短，手腕重量輕，結(jié)構緊湊。方案 1(圖 2 3a)傳動鏈最短，誘導運動少。在傳動系統(tǒng)的布置方面，嘗試了多種不同的方案。這里使用了六個旋轉(zhuǎn)關節(jié)，綜合各種手臂和手腕構形，最后確定其結(jié)構形式如圖22 圖22機器人結(jié)構形式167。由于在同樣的體積條件下，關節(jié)型機器人比非關節(jié)型機器人有大得多的相對空間（手腕可達到的最大空間體積與機器人本體外殼體積之比）和絕對工作空間，結(jié)構緊湊，同時關節(jié)型機器人的動作和軌跡更靈活，因此該型機器人采用關節(jié)型機器人的結(jié)構。手臂的結(jié)構形式有多種，常用的構形如圖 21，本設計要求機器人手臂能達到工作空圖21手臂的常用構形間的任意位置和姿態(tài)，同時要結(jié)構簡單，容易控制。 機器人自由度的分配和手臂手腕的構形手臂是執(zhí)行機構中的主要運動部件，它用來支承腕關節(jié)和末端執(zhí)行器，并使它們能在空間運動。這種形式的工業(yè)機器人又稱SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)裝配機器人。 （4）多關節(jié)型工業(yè)機器人又稱回轉(zhuǎn)坐標型工業(yè)機器人，這種工業(yè)機器人的手臂與人體上肢類似，其前三個關節(jié)是回轉(zhuǎn)副（即RRR）。 （2）圓柱坐標型工業(yè)機器人其運動形式是通過一個轉(zhuǎn)動和兩個移動組成的運動系統(tǒng)來實現(xiàn)的，其工作空間圖形為圓柱，與直角坐標型工業(yè)機器人相比，在相同的工作空間條件下，機體所占體積小，而運動范圍大，其位置精度僅次于直角坐標型機器人，難與其它工業(yè)機器人協(xié)調(diào)工作。工業(yè)機器人按操作機坐標形式分以下幾類（坐標形式是指操作機的手臂在運動時所取的參考坐標系的形式）： （1）直角坐標型工業(yè)機器人[6]其運動部分由三個相互垂直的直線移動（即PPP）組成，其工作空間圖形為長方形。這些驅(qū)動單元或是直接驅(qū)動操作機，或是通過諸如諧波減速器的裝置來減速后驅(qū)動，結(jié)構十分緊湊、簡單。 這是目前用得最多的一類工業(yè)機器人，不僅因為電動機品種眾多，為工業(yè)機器人設計提供了多種選擇，也因為它們可以運用多種靈活控制的方法。這類工業(yè)機器人結(jié)構緊湊，傳動平穩(wěn)，動作靈敏，但對密封要求較高，且不宜在高溫或低溫環(huán)境下工作。167。167。國際標準化組織(ISO)在對工業(yè)機器人所下的定義是“機器人是一種自動的、位置可控的、具有編程能力的多功能機械手，這種機械手具有幾個軸，能借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用設備，以執(zhí)行種種任務”。第1章 工業(yè)機器人概況介紹167。此外，本次畢業(yè)設計主要由inventor三維造型完成，它被廣泛應用于機械制造行業(yè)，通過inventor設計的機器人，可以對其進行應力分析和運動仿真。本次設計完成的主要內(nèi)容是六自由度工業(yè)機器人結(jié)構設計，以及初步運動學分析。畢業(yè)設計的目的是使學生進一步鞏固和加深對所學的基礎理論、基本技能和專業(yè)知識的掌握，使之系統(tǒng)化、綜合化。 35 結(jié)論 41參考文獻 42致謝 43 III前 言畢業(yè)設計是實現(xiàn)培養(yǎng)目標的重要教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要過程。 20 第4章 機器人運動學分析 26 167。 15 167。 電機選擇 9 167。 6 第3章機械設計部分 8 167。 4 167。 工業(yè)機器人的驅(qū)動方式 3 167。關鍵詞：機器人關節(jié)，運動學分析，工業(yè)機器人，自由度 ICONSTRUCTION DESIGN、KINEMATICS ANALYSIS OF SIX DEGREE OF FREEDOM ROBOTABSTRACTIn the past twenty years, the robot technology has been developed greatly and used in many different fields. There is a large gap between our country and the developed countries in research and application of the robot technology so that there will be a great value to study , design and applied different kinds of robots, especially industrial robots.Most typical industrial robots such as welding robot, painting robot and assembly robot are all fixed on the product line or near the machining equipment when they are working. Based on larger number of relative literatures and bined with the need of project, the author have designed a kind of smallsize serial robot with 6 degree of freedom which can be fixed on the AGV to construct a mobile robot.First of all, several kinds of schemes were proposed according to the design demand. The best scheme was chosen after analysis and paring and the structure was designed. At same time, The kinematics analysis was conducted, coordinate transformation matrix using D H method was set up, and the kinematics equation direct solution and inverse solution was deduced, robots are widely used in industry, agriculture, medical and family life, the main application areas of industrial robot are plex operations includes welding, spot welding, assembly, handling, painting, inspection, palletizing, grinding polishing and Laser processing etc. In one word, the development prospects of widely used in many fields of industrial robots are broad.KEY WORDS：Robot joints，Kinematics Analysis，Industrial robot，Degree of freedom.II 目 錄前 言 1第1章工業(yè)機器人介紹 2 167。機器人廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療及家庭生活中，工業(yè)機器人主要應用領域有弧焊、點焊、裝配、搬運、噴漆、檢測、碼垛、研磨拋光和激光加工等復雜作業(yè)。典型的工業(yè)機器人例如焊接機器人、噴漆機器人、裝配機器人等大多是固定在生產(chǎn)線或加工設備旁邊作業(yè)的，本論文作者在參考大量文獻資料的基礎上，結(jié)合任務書的要求，設計了一種小型的實現(xiàn)移動的六自由度串聯(lián)機器人。河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 6自由度機器人機械結(jié)構設計及路徑規(guī)劃 摘要 近二十年來，機器人技術發(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。我國在機器人的研究和應用方面與工業(yè)化國家相比還有一定的差距，因此研究和設計各種用途的機器人特別是工業(yè)機器人、 推廣機器人的應用是有現(xiàn)實意義的。首先，作者針對機器人的設計要求提出了多個方案，對其進行分析比較，選擇其中最優(yōu)的方案進行了