【正文】 器人。它具有尋力覺、觸覺、視覺等進(jìn)行反饋的能力。它的控制方式比較簡單，應(yīng)用在線編程，即通過示教存貯信息，工作時讀出這些信息，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)按指令再現(xiàn)示教的操作。 如今，國際上工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用范圍越來越廣泛，現(xiàn)已從傳統(tǒng)制造業(yè)推廣到其他制造業(yè)，進(jìn)而推廣到諸如采礦、建筑、農(nóng)業(yè)、災(zāi)難救災(zāi)等各種非制造行。 到了 1980 年，工業(yè)機(jī)器人才真正在日本普及，故稱該年為“機(jī)器人元年” 。米拉克隆公司的理查德1970 年以后，機(jī)器人的研究得到迅速廣泛的普及。 1967 年日本成立了人工手研究會（現(xiàn)改名為仿生機(jī)構(gòu)研究會） ，同年召開了日本首屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會。這些工業(yè)機(jī)器人的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形特征迥異，主要由類似人的手和臂組成。1959 年第一臺工業(yè)機(jī)器人（可編程、圓坐標(biāo)）在美國誕生，并由此開創(chuàng)了機(jī)器人發(fā)展的新紀(jì)元。 進(jìn)入 20 世紀(jì)以后，機(jī)器人的研究與開發(fā)得到了更多人的關(guān)心與支持，一些實(shí)用化的機(jī)器人相繼問世，1927 年美國西屋公司工程師溫茲利制造了第一個機(jī)器人“電報箱” ，并在紐約舉行的世界博覽會上展出。工業(yè)機(jī)器人是指在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用的機(jī)器人，是一種能自動控制的，可重復(fù)編程的、多功能的、多自由的、多用途的操作機(jī)，是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)金屬于一體的重要現(xiàn)代化制造業(yè)自動化裝備。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人。 1954 年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請了專利。1973 年，辛辛那提米拉克隆公司的理查德豪恩制造了第一臺由小型計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人，它是液壓驅(qū)動的，能提升的有效負(fù)載達(dá) 45 公斤。1970 年在美國召開了第一屆國際工業(yè)機(jī)器人學(xué)術(shù)會議。1965 年，MIT 的 Roborts 演示了第一個具有視覺傳感器的、能識別與定位簡單積木的機(jī)器人系統(tǒng)。 現(xiàn) 有 的 機(jī) 器 人 差 不 多 都采 用 這 種 控 制 方 式 。 該 專 利 的 要點(diǎn) 是 借 助 伺 服 技 術(shù) 控 制 機(jī) 器 人 的 關(guān) 節(jié) ， 利 用 人 手 對 機(jī) 器 人 進(jìn) 行 動 作 示 教 ， 機(jī) 器 人 能實(shí) 現(xiàn) 動 作 的 記 錄 和 再 現(xiàn) 。 系 統(tǒng) 中 加 入 力 反 饋 ， 可使 操 作 者 獲 知 施 加 力 的 大 小 ， 主 從 機(jī) 械 手 之 間 有 防 護(hù) 墻 隔 開 ， 操 作 者 可 通 過 觀 察 窗或 閉 路 電 視 對 從 機(jī) 械 手 操 作 機(jī) 進(jìn) 行 有 效 的 監(jiān) 視 ， 主 從 機(jī) 械 手 系 統(tǒng) 的 出 現(xiàn) 為 機(jī) 器 人 的產(chǎn) 生 為 近 代 機(jī) 器 人 的 設(shè) 計(jì) 與 制 造 作 了 鋪 墊 。 　 　 20 世 紀(jì) 40 年 代 中 后 期 ， 機(jī) 器 人 的 研 究 與 發(fā) 明 得 到 了 更 多 人 的 關(guān) 心 與 關(guān) 注 。查 培 克 在 其 劇 本 《 羅 薩 姆 的 萬 能 機(jī) 器 人 》 中 最 早使 用 機(jī) 器 人 一 詞 ， 劇 中 機(jī) 器 人 “Robot”這 個 詞 的 本 意 是 苦 力 ， 即 劇 作 家 筆 下 的 一個 具 有 人 的 外 表 ， 特 征 和 功 能 的 機(jī) 器 ， 是 一 種 人 造 的 勞 力 。本文是對整個設(shè)計(jì)工作較全面的介紹和總結(jié)。根據(jù)機(jī)器人的工作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行了機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)，確定了機(jī)器人的外形尺寸和工作空間，擬定了機(jī)器人各關(guān)節(jié)的總體傳動方案，對機(jī)器人腰關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，合理布置了電機(jī)和齒輪，確定了各級傳動參數(shù)，進(jìn)行了齒輪、軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)為三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人，其工作方向?yàn)閮蓚€直線方向和一個旋轉(zhuǎn)方向。在控制器的作用下，它執(zhí)行將工件從一條流水線拿到另一條流水線這一簡單的動作,。該機(jī)器人具有剛性好，位置精度高、運(yùn)行平穩(wěn)的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：三自由度，圓柱坐標(biāo)，工業(yè)機(jī)器人AbstractThis design for three dof cylindrical coordinates type industrial robot, its working direction for two straight line direction and a rotating direction . Industrial robots are relatively new electromechanical devices that are beginning to change the appearance of modern industry. This scheme introduced a cylindrical robot for three degree of freedom. It is posed of two linear axes and one rotary axis current control only allows these devices move from one assembly line to other assembly line in space, perform relatively simple taskes. This paper is more prehensive introduction and summingup for the for the whole design work.Keywords: three degrees of freedom, cylindrical, Industrial robot目 錄摘 要 .....................................................I1 緒論 .....................................................1 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r ..................................1 工業(yè)機(jī)器人的歷史 .............................................1 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展 .............................................1 我國工業(yè)機(jī)器人 ...............................................3 選題背景及目的 ........................................4 工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求及參數(shù) ............................5 工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)步驟 ..............................62 三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì) .....................7 工業(yè)機(jī)器人的組成及各部分關(guān)系概述 ......................7 工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)分析 ..................................8 設(shè)計(jì)要求 ..........................................8 總體方案擬定 ......................................8　 工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)性能參數(shù) .......................93 三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................10 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動系統(tǒng)分析 .............................10 機(jī)器人的運(yùn)動概述 .................................10 機(jī)器人的運(yùn)動過程分析 .............................11 工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................12 末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................12 手臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ...................................14 腰部和基座設(shè)計(jì) ...................................16 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械傳動裝置的選擇 .......................22 滾珠絲杠的選擇 ..................................22 諧波齒輪的選擇 ..................................23 聯(lián)軸器的選擇 .....................................244 三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述 ..........25 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及對控制功能的基本要求 .......25 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 .............................25 硬件電路的組成 .......................................265 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行時應(yīng)采取的安全措施 ........................27 安全要求 ..............................................27 實(shí)施方法 ..............................................27結(jié) 論 ....................................................29致謝 ......................................................30參考文獻(xiàn) ..................................................321 緒論 1920 年 捷 克 作 家 卡 雷 爾 它 是 最 早 的 工 業(yè) 機(jī) 器 人設(shè) 想 。50 年 代 以 后 ， 美 國 橡 樹 嶺 國 家 實(shí) 驗(yàn) 室 開 始 研 究 能 搬 運(yùn) 核 原 料 的 遙 控 操 縱 機(jī) 械 手 ， 如圖 所 示 ， 這 是 一 種 主 從 型 控 制 系 統(tǒng) ， 主 機(jī) 械 手 的 運(yùn) 動 。 　 　 1954 年 美 國 戴 沃 爾 最 早