玻璃搬运机器人设计说明书最终

《玻璃搬运机器人设计说明书最终》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、南通大学机105,106班机器人技术课程设计五自由度玻璃搬运机器人设计说明书目录1．任务描述32．自由度分解和坐标系的选择43.玻璃搬运机器人的结构设计54.玻璃搬运机器人的技术参数和气动原理图9-45-南通大学机105,106班机器人技术课程设计7.控制系统108.设计与感受.189.参考文献19一．任务描述该设计的目的是为了设计一台五自由度玻璃搬运机器人，主要对五自由度玻璃搬运机器人的机械结构部分进行设计和分析。设计机器人大体上可分为两个阶段：1、系统分析阶段①根据系统的目标，明确所采用机器人的目的和任务；②分

2、析机器人所在系统的工作环境；③-45-南通大学机105,106班机器人技术课程设计根据机器人的工作要求，确定机器人的基本功能和方案。如机器人的自由度、信息的存储量、计算机功能、动作精度的要求、所能抓取的重量、容许的运动范围、以及对温度、震动等环境的适应性。2、技术设计阶段①根据系统的要求确定机器人的自由度和允许的空间工作范围，选择机器人的坐标形式；②拟订机器人的运动路线和空间作业图；③确定驱动系统的类型；④选择各部件的具体结构，进行机器人总装图的设计；下面结合设计的基本要求和基本原则确定本系统的方案见图2-1。图2

3、-1玻璃搬运机器人的总体方案图二、自由度描述和坐标系的选择2.1自由度和坐标系的选择机器人的运动自由度是指各运动部件在三维空间相当于固定坐标系所具有的独立运动数，对于一个构件来说，它有几个运动坐标就称其有几个自由度。各运动部件自由度的总和为机器人的自由度数。机器人的手部要像人手一样完成各种动作是比较困难的，因为人的手指、掌、腕、臂由19个关节组成，共有27个自由度。而生产实践中不需要机器人的手有这么多的自由度一般为3-6个（不包括手部）。本次设计的搬运机器人为5自由度，即：手爪张合；腕部回转；臂部伸缩；臂部回转；臂

4、部升降。-45-南通大学机105,106班机器人技术课程设计工业机器人的结构形式主要有直角坐标结构、圆柱坐标结构、球坐标结构、关节型结构四种。各结构形式及其相应的特点，分别介绍如下：1)直角坐标机器人结构直角坐标机器人的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的，如图2-1(a)所示。由于直线运动易于实现全闭环的位置控制，所以，直角坐标机器人有可能达到很高的位置精度（μm级）。但是，这种直角坐标机器人的运动空间相对机器人的结构尺寸来讲，是比较小的。因此，为了实现一定的运动空间，直角坐标机器人的结构尺寸要比其他类型的

5、机器人的结构尺寸大得多[2]。直角坐标机器人的工作空间为一空间长方体。直角坐标机器人主要用于装配作业及搬运作业，直角坐标机器人有悬臂式、龙门式、天车式三种结构。2)圆柱坐标机器人结构圆柱坐标机器人的空间运动是用一个回转运动及两个直线运动来实现的，如图2-1（b）。这种机器人构造比较简单，精度还可以，常用于搬运作业。其工作空间是一个圆柱状的空间。3)球坐标机器人结构球坐标机器人的空间运动是由两个回转运动和一个直线运动来实现的，如图2-1（c）。这种机器人结构简单、成本较低，但精度不很高。主要应用于搬运作业。其工作空间

6、是一个类球形的空间。4)关节型机器人结构关节型机器人的空间运动是由三个回转运动实现的，如图2-1（d）。关节型机器人动作灵活，结构紧凑，占地面积小。相对机器人本体尺寸，其工作空间比较大。此种机器人在工业中应用十分广泛，如焊接、喷漆、搬运、装配等作业，都广泛采用这种类型的机器人。关节型机器人结构，有水平关节型和垂直关节型两种。-45-南通大学机105,106班机器人技术课程设计(a)直角坐标型（b）圆柱坐标型（c）球坐标型（d）关节型图2-2四种机器人坐标形式三．玻璃搬运机器人的结构设计搬运机器人由执行机构、驱动机构

7、和控制机构三部分组成。3.1执行机构（1）手部手部既直接与工件接触的部分，一般是回转型或平动型。手部多为两指；根据需要分为外抓式和内抓式两种；也可以用负压式或真空式的空气吸盘（主要用于可吸附的，光滑表面的零件或薄板零件）和电磁吸盘。本次设计的手部选择气流负压式的空气吸盘类回转型结构手部。如图所示：查阅相关资料得知：真空吸盘采用了真空原理，即用真空负压来“吸附”工件以达到夹持工件的目的。如图1所示：通气口与真空发生装置相接，当真空发生装置启动后，通气口通气，吸盘内部的空气被抽走，形成了压力为P2的真空状态。此时，吸盘

8、内部的空气压力低于吸盘外部的大气压力P1，即P2