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1、关节型机器人腕部结构及控制系统设计摘要为了提高生产效率，满足一些特定的工作要求，本题设计的关节型机器人的手腕用于焊接、喷漆等方面。通过合理的设计计算，拟定了手腕的传动路径，选用直流电动机，合理布置了电机、轴和齿轮，设计了齿轮和轴的结构，实现了摆腕、转腕和提腕的三个自由度的要求。设计中大多采用了标准件和常用件，降低了设计和制造成本。关键词：自由度，关节型机器人，手腕ABSRACTInordertoimproveproductionefficiencyandmeetsomeofthespecificrequirement
2、s,designofontologyofrobotwristjointsusedforwelding,paint,etc.Throughthereasonabledesigncalculation,thetransmissionpath,choosethewrist,reasonabledecorateadcmotor,gearaxleandgearaxle,designandrealizationofthestructure,thependulumwrist,turnthewristandwristthreedeg
3、reesoffreedom.Inthedesignofthestandardandcommonpeople,thedesignandmanufacturingcost.Keywords:freedom,Jointrobot,Thewrist关节型机器人腕部结构及控制系统设计目录1绪论11.1选题背景及意义11.2文献综述（国内外发展和研究现状）21.3机器人的现状与发展32手腕结构的确定73.基本参数的确定4电机的选择83.1提腕电机的选择83.2摆腕和转腕电机的选择85总传动比的确定及传动比的分配94.1各级传动比
4、的计算94.2传动比的分配96齿轮设计105.1偏转部分齿轮设计5.2摆腕部分齿轮设计5.3转腕部分齿轮设计7轴的设计与校核6.1轴的结构设计6.2轴的校核计算8控制系统设计7.1控制方法的确定7.3PLC的IO图绘制7.4PLC梯形图设计结论参考文献致谢关节型机器人腕部结构及控制系统设计1绪论1.1选题背景及其意义本题设计的是关节型机器人腕部结构，主要是整体方案设计和手腕的结构设计及控制系统设计，此课题来源于实际生产，对于目前手工电弧焊接效率低，操作环境差，而且对操作员技术熟练成都要求高，因此采用机器人技术，实现焊
5、接生产操作的柔性自动化，提高产品质量与劳动生产力，实现生产过程自动化，改善劳动条件。题目要求是：动作范围：手腕回转,摆动,旋转。各轴最大速度要求：。额定载荷，最大速度。2、腕部最大负荷：5kg。机器人是近30年发展起来的一种典型的、机电一体化的、独立的自动化生产工具。在制造工业中，应用工业机器人技术是提高生产过程自动化，改善劳动条件，提高产品质量和生产效率的有效手段之一，也是新技术革命的一个重要内容。自古以来,人们所设想的机器人一般是一种在外形和功能上均能模拟人类智能的机器。特别是在20世纪20年代前后,捷克和美国的
6、一些科幻作家创作了一批关于未来机器人与人类共处中可能发生的故事之类的文学作品,更使机器人在人们的思想中成为一种无所不能的“超人”。在现实生活中,一些民间工匠根据这些文学描绘,也制造出一些仿人或仿生的机器人。然而在当时的科技条件下,要使机器人具有某种特殊的“智能”而成为“超人”,显然是不可能的。美国的戴沃尔设想了一种可控制的机械手,他首先突破了对机器人的传统观点,提出机器人并不一定必须像人,但是必须能做一些人的工作。1954年,他依据这一想法设计制作了世界上第一台机器人实验装置,发表了《适用于重复作业的通用性工业机器人
7、》一文,并获得了美国专利。戴沃尔将遥控操纵器的关节型连杆机构与数控机床的伺服轴联结在一起,预定的机械手动作一经编程输入后,机械等就可以离开人的辅助而独立运行。这种机器人也可以接受示教而完成各种简单任务。示教过程中操作者用手带动机械手依次通过工作任务的各个位置，这些位置序列记录在数字存储器中，任务的执行过程中，机器人的各个关节在伺服驱动下再现出那些位置序列。1.2文献综述（国内外研究现状与发展趋势）随着全球能源短缺、环境污染以及温室效应等问题的日益突显。寻找可持续的能源53关节型机器人腕部结构及控制系统设计近年来，工业
8、机器人的应用越来越广泛，种种迹象表明工业自动化时代已经到来，工业机器人极有可能成为下一个迎来爆发式增长的新兴产业。另一方面，中国工业机器人产业正处于前所未有的机遇期，政策红利、工业转型升级需求释放等机遇叠加，但中国工业机器人产业化发展却不尽如人意，产业化进程发展缓慢。工业机器人是生产过程中的关键设备，可用于安装、制造、检测、物流等生产环节，并广
