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1、四自由度圆柱坐标型工业机器人机械设计摘要在现代制造业中，工业机器人已成为不可或缺的核心自动化装备。工业机器人适应工作环境能力强，可担任各种类型各种强度的生产工作，精度高、速度快、易于控制，可显著提高生产的工业自动化水平。国内工业机器人起步晚，市场占有率低，许多核心技术还没有掌握，可靠性低，应用范围小，零部件互换性低。现设计一种四自由度的圆柱坐标型机器人，能实现工件的上下搬运。该四自由度机器人由两个旋转自由度机构和两个平移自由度机构组成，根据机器人运动参数，选择足够功率的伺服电机，然后，估算驱使机构各自由度运动需要的力及扭矩，选择传动比合适且大小合适的减速器。通过伺服电机减速器驱动机构的运
2、动，实现机器人腰部旋转，手臂的竖直升降，手臂的水平移动和末端操纵器的旋转。在机器人辅助系统的设计部分，还考虑了伺服电机导线坦克链的排布，机构零点位置的触发开关及其导线排布的设计。关键词：四自由度，圆柱坐标，工业机器人，机械设计-21-MechanicalDesignofa4-DOFCylindricalIndustrialRobotAbstractInmodernmanufacturing,industrialrobothasbecomeanindispensablecoreautomationequipment.Industrialrobothasgoodadaptability,ca
3、nadapttoallkindsofmassproduction,highprecision,fastspeed,easytocontrol,cansignificantlyimprovetheautomationlevelofproduction.Domesticindustrialrobotsstartedlate,haslowmarketshare,lowreliability,andmanycoretechnologieshavenotyetmastered.Theapplicationscopeissmall,theinterchangeabilityofpartsislow.
4、Thedesignofakindoffourdegreeoffreedomcylindricalcoordinaterobot,canrealizetheworkpiecemovingupanddown.Thefourdegreeoffreedomrobotmechanismiscomposedoftworotationaldegreesoffreedomandtwotranslationaldegreesoffreedommechanism.Accordingtotherobotmovementparameters,servomotorisselected,andthenestimat
5、esthesufficientpower,forceandtorqueofeachdegreeoffreedommovementneeds,choosetheappropriatetransmissionratioandsuitablereducer.Drivemechanismmotionthroughtheservomotorreducer,andthenwecanrealizetherobotwaistrotation,verticalliftingarm,armmovementandrotationoftheendeffector.Inpartofthedesignofrobot
6、auxiliarysystem,wetakethearrangementofservomotorwiretankchain,designthetriggerswitchandwirearrangingmechanismthezeropositionintoconsideration.KeyWords：4-DOF;Cylindrical coordinates;IndustrialRobot;Mechanicaldesign-21-目录摘要ⅰAbstractⅱ第一章引言11.1工业机器人11.1.1工业机器人的概念及特点11.1.2工业机器人的组成11.1.3国内外发展状况21.2研究内容
7、21.2.1研究方法21.2.2研究成果21.3研究意义2第二章机构结构设计42.1设计分析及方案拟定42.1.1设计要求42.1.2设计流程52.1.3方案拟定52.2主要结构件设计62.2.1旋转平台结构62.2.2滚珠丝杠结构72.2.3中间连接器92.2.4外壳设计112.3受载变形校核11第三章传动机构设计133.1腰部转动133.1.1减速器选择13-21-3.1.2伺服电机选择143.1.3传动法兰盘设计153.2竖直
