关节型机器人腕部结构设计说明书

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1、关节型机器人腕部结构设计目　录1前言………………………………………………………………………………11.1机器人的含义………………………………………………………………………11.2题目来源……………………………………………………………………………21.3技术要求…………………………………………………………………………21.4本题要解决的主要问题和设计思路……………………………………………22国内外发展状况及现状的介绍……………………………………………………22.1研究现状…………………………………………………………………………22.2发展趋势……………

2、……………………………………………………………43总体方案论证…………………………………………………………………………53.1机械结构类型的确定……………………………………………………………53.2工作空间的确定……………………………………………………………………63.3手腕结构的确定……………………………………………………………………73.4基本参数的确定……………………………………………………………………84手腕详细设计说明………………………………………………………………84.1机器人驱动方案的分析和选择……………………………………………………8

3、4.2手腕电机的选择………………………………………………………………94.3传动比的确定………………………………………………………………94.4传动比的分配………………………………………………………………104.5齿轮的设计…………………………………………………………………104.6轴的设计和校核……………………………………………………………184.7夹持器的设计……………………………………………………………………234.8壳体的设计……………………………………………………………………235结论…………………………………………………………………………

4、……24参考文献…………………………………………………………………………25附录………………………………………………………………………………26摘要：31为了提高生产效率和焊接质量，满足特定的工作要求，本题设计用于焊接的关节型机器人的手腕和末端执行器。根据机器人的工作要求进行了机器人的总体设计。确定机器人的外形时，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，并进行了强度校核计算。传动中采用了软轴、波纹管联轴器和行星齿轮机构，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

5、制造成本。关键词：自由度；焊接；手腕1前言1.1机器人的概念31机器人是一个在三维空间中具有较多自由度，并能实现较多拟人动作和功能的机器，而工业机器人则是在工业生产上应用的机器人。美国机器人工业协会提出的工业机器人定义为：“机器人是一种可重复编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机”。英国和日本机器人协会也采用了类似的定义。我国的国家标准GB/T12643-90将工业机器人定义为：“机器人是一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。能搬运材料、零件或操持工具，用以完成各种作业”。而将操作机定义为：“具有和人手臂相似的动作功

6、能，可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置”。机器人系统一般由操作机、驱动单元、控制装置和为使机器人进行作业而要求的外部设备组成。1.1.1操作机操作机是机器人完成作业的实体，它具有和人手臂相似的动作功能。通常由下列部分组成：a.末端执行器又称手部，是机器人直接执行工作的装置，并可设置夹持器、工具、传感器等，是工业机器人直接与工作对象接触以完成作业的机构。b.手腕是支承和调整末端执行器姿态的部件，主要用来确定和改变末端执行器的方位和扩大手臂的动作范围，一般有2～3个回转自由度以调整末端执行器的姿态。有些专用机器人可以没有手腕而直接将末端执行器安装在

7、手臂的端部。c.手臂它由机器人的动力关节和连接杆件等构成，是用于支承和调整手腕和末端执行器位置的部件。手臂有时包括肘关节和肩关节，即手臂与手臂间。手臂与机座间用关节连接，因而扩大了末端执行器姿态的变化范围和运动范围。d.机座有时称为立柱，是工业机器人机构中相对固定并承受相应的力的基础部件。可分固定式和移动式两类。1.1.2驱动单元它是由驱动器、检测单元等组成的部件，是用来为操作机各部件提供动力和运动的装置。1.1.3控制装置它是由人对机器人的启动、停机及示教进行操作的一种装置，它指挥机器人按规定的要求动作。1.1.4人工智能系统它由两部分组成，一部分

8、是感觉系统，另一部分为决策－规划智能系统。1.2题目来源31本题设计的是关节型机器人腕部结构，主要是整体方案