毕业设计（论文）：码垛机器人结构设计

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1、内蒙古工业大学本科毕业设计说明书目录第一章绪论11.1课题的背景、来源及意义11.2码垛机器人的发展进程及发展趋势21.3课题的设计内容2第二章码垛机器人总体结构设计42.1方案的确定42.2总体设计思路6第三章码垛机器人腕部和腰部设计73.1码垛机器人腕部设计73.1.1减速机的计算与选型73.1.2联轴器的计算与选型83.1.3轴承的选型103.2码垛机器人腰部设计113.2.1腰部电机选型113.2.2腰部联轴器计算选型123.3本章小结13第四章码垛机器人手臂结构及其驱动系统设计144.1平面机构受力分析144.2手臂关节轴承的选型与校核154.3销轴校核164.3.1后大臂

2、与支架销轴联接校核164.3.2后大臂与小臂销轴联接校核174.3.3前大臂与支架销轴联接校核174.3.4前大臂与小臂销轴联接校核184.3.5其它销轴联接校核184.4竖直滚珠丝杠螺母副的计算与选型194.4.1最大工作载荷的计算194.4.2最大动载荷的计算194.4.3初选滚珠丝杠副型号204.4.4传动效率计算204.4.5刚度的验算21内蒙古工业大学本科毕业设计说明书4.4.6压杆稳定性校核224.5水平滚珠丝杠螺母副的计算与选型234.5.1最大工作载荷的计算234.5.2最大动载荷的计算234.5.3初选滚珠丝杠副型号244.5.4传动效率计算244.5.5刚度的验算

3、244.5.6压杆稳定性校核264.6水平滚动导轨副的计算选型264.6.1滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选择264.6.2额定行程寿命的计算284.7竖直滚动导轨副的计算选型304.7.1滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选择304.7.2.额定行程寿命L的计算30第五章PRO/E建模和仿真325.1主要部件建模及其简介325.1.1轴承建模的主要过程325.1.2机器人的主要部件及装配模型355.2三维机构运动仿真的基本介绍375.2.1机构运动仿真的特点375.2.2机构运动仿真的工作流程375.2.3机构仿真运动装配连接的概念及定义375.2.4机构的仿真运动38第六章A

4、NSYS有限元分析40结论46参考文献47谢辞48内蒙古工业大学本科毕业设计说明书第一章绪论1.1课题的背景、来源及意义近几十年来，随着我国经济持续发展及科学技术的突飞猛进，机器人在码垛机、弧焊、喷涂、点焊、搬运、涂胶、测量等行业有着越来越广泛的应用。机器人是一个在三维空间中具有较多自由度，并能实现诸多拟人动作和功能的机器。工业机器人则是在工业生产上应用的机器人，是一种典型的机电一体化装置。工业机器人是用来搬运材料零件工具等可再编程的多功能机械手。它综合运用了机械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感器与信息处理以及人工智能等多学科的最新研究成果。码垛技术是物流自动化技术领

5、域的一门新兴技术，所谓的码垛就是按照集成单元化思想，将一件件物料按照一定的模式堆码成垛，以便使单元化的物垛实现物料的搬运、装卸、运输、存储、等物流活动。在物体的运输过程中除了散装的物体和液体外，一般的物体都是以码垛的形式进行存储或组装，这样即可承载更多的物体，又可节省空间。随着物流的飞速发展以及科技的突飞猛进，码垛技术应用越来越广泛，尤其是在环境较恶劣或人工很难做到的情况下。包装的种类、工厂环境和客户需求，物体的安全性等，使得码垛成为越来越艰巨的任务，为了克服这些困难，码垛设备的各个方面都在不断地发展改进，如从机械手到操纵它的软件，现在对灵活性的需求也在不断增加。码垛机器人是一种具有

6、特殊功能的垂直多关节型机器人，广泛应用于石油、化工、食品加工、饮料等领域。可通过主计算机根据不同的物料包装、堆垛顺序、层数等参数进行设置实现不同型包装的码垛要求。而机器人码垛技术是自动化物料后处理成套设备中的关键技术之一，随着自动称重、包装技术的发展和性能指标的提高，对码垛技术也提出了更高的要求。码垛机器人手臂应具有一定的刚度和强度，防止弹性变形和断裂。手腕搬运的东西较重，这对其精度提出了更高要求。为满足自动化生产线产品搬运及码垛的要求,本课题要求设计一种码垛机器人的机械结构部分。结合机、电、软、硬件各自特点和优势互补的基础上，对码垛机器人整体机械结构、传动系统进行分析和设计，提出了

7、一套经济型设计方案。49内蒙古工业大学本科毕业设计说明书1.2码垛机器人的发展进程及发展趋势自从２０世纪８０年代，我国码垛机器人在国家支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，经过几十年的发展，我国在机器人领域取得了很大成就。按机器人的发展进程，分为三代机器人。第一代机器人，具有示教再现功能或具有可编程的NC装置，但对外部信息不具备反馈能力；第二代机器人，不仅具有内部传感器，能获取外部环境信息。虽然没有应用人工智能技术，但是能进行机器人-环境交互，具有在线自