三自由度圆柱坐标工业机器人设计

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1、辽宁科技大学本科生毕业设计第32页三自由度圆柱坐标工业机器人设计摘要本设计为三自由度圆柱坐标型工业机器人，其工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。在控制器的作用下，它执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线这一简单的动作,。根据机器人的工作要求和结构特点，进行了机器人的总体设计，确定了机器人的外形尺寸和工作空间，拟定了机器人各关节的总体传动方案，对机器人腰关节结构进行了详细设计，合理布置了电机和齿轮，确定了各级传动参数，进行了齿轮、轴和轴承的设计计算和校核。该机器人具有刚性好，位置精度高、运行平稳

2、的特点。本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。关键词：三自由度，圆柱坐标，工业机器人辽宁科技大学本科生毕业设计第32页AbstractThisdesignforthreedofcylindricalcoordinatestypeindustrialrobot,itsworkingdirectionfortwostraightlinedirectionandarotatingdirection.Industrialrobotsarerelativelynewelectromechanicalde

3、vicesthatarebeginningtochangetheappearanceofmodernindustry.Thisschemeintroducedacylindricalrobotforthreedegreeoffreedom.Itiscomposedoftwolinearaxesandonerotaryaxiscurrentcontrolonlyallowsthesedevicesmovefromoneassemblylinetootherassemblylineinspace,p

4、erformrelativelysimpletaskes.Thispaperismorecomprehensiveintroductionandsumming-upfortheforthewholedesignwork.Keywords:threedegreesoffreedom,cylindrical,Industrialrobot辽宁科技大学本科生毕业设计第32页目录摘要I1绪论11.1工业机器人的发展状况11.1.1工业机器人的历史11.1.2工业机器人的发展11.1.3我国工业机器人31

5、.2选题背景及目的41.3工业机器人的设计要求及参数51.4工业机器人的总体设计步骤62三自由度圆柱坐标工业机器人的总体设计72.1工业机器人的组成及各部分关系概述72.2工业机器人的设计分析82.2.1设计要求82.2.2总体方案拟定82.2.3　工业机器人主要技术性能参数93三自由度圆柱坐标工业机器人的机械系统设计103.1工业机器人的运动系统分析103.1.1机器人的运动概述103.1.2机器人的运动过程分析11辽宁科技大学本科生毕业设计第32页3.2工业机器人的执行机构设计123.2.1

6、末端执行机构设计123.2.2手臂机构的设计143.2.3腰部和基座设计163.3工业机器人的机械传动装置的选择223.3.1滚珠丝杠的选择223.3.2谐波齿轮的选择233.3.3联轴器的选择244三自由度圆柱坐标工业机器人的计算机控制系统概述254.1工业机器人控制系统的特点及对控制功能的基本要求254.2计算机控制系统的设计方案254.3硬件电路的组成265工业机器人运行时应采取的安全措施275.1安全要求275.2实施方法27结论29致谢30参考文献32辽宁科技大学本科生毕业设计第32页

7、1绪论1.1工业机器人的发展状况1.1.1工业机器人的历史1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。　　20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0.2所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。系统中加入力反馈，可

8、使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。　　1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。1965年，MIT