工业机器人的结构的设计

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1、第一章工业机器人概论1.1概论1.2课题研究的工作第二章工业机器人的结构2.1手部机构2.1.1概述2.1.2钳爪式手部机构形式2.2腕部2.3臂部231概述2.3.2臂部结构形式2.3.3臂部运动的导向装置第三章控制系统设计笫一章工业机器人概论L1绪言到目前为止，世界各国对“工业机器人”还没有做出统一的明确定义。通常所说的“工业机器人”是一种能模拟人的手、臂的部分动作，按照予定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运或操纵工具的自动化装置。而“机械手”一般具有固定的手部、固定的动作程序(或简单可变程序)、一般用于固定工位的自动化装置。因为国内外称

2、作“工业机器人”、“机械手”、“操作机”的这三种自动化和半自动化装置，在技术上有某些相通Z处，所以有时不易明确区分，就它们的技术特征來看，其大致区别如下。“工业机器人”(IndustrailRobot)：多数是指程序可变(编)的独立的自动抓取、搬运工件、操纵工具的装置(国内称作工业机器人或通用机械手)。“机械手”(MechanicalHand)：多数是指附属于主机、程序固定的自动抓取、操作装置(国内一般称作机械手或专用机械手)。如自动线、自动线的上、下料,加工屮心的自动换刀的自动化装置。“操作机”(Manipulator)：—般是指由工人操纵的半

3、自动搬运、抓取、操作装置。如锻造操作机或处理放射性材料、火工品的装配等所使用的半自动化装置。工业机器人(IndustralRobot,fnj称IR)是1960年由《美国金属市场》报首先使用的，但这个概念是由美国George-CPevoI在1954年中请的专利“程序控制物料传送装置“时提岀来的。在这专利中所记述的工业机器人，以现在的眼光来看，就是示教再现机器人。根据这一专利，Devol与美国ConsolideControlCorp合作，于1959年研制成功采用数字控制程序自动化装置的原型机。随后，美国的Unimation公司和美国的机械铸造(AMF

4、)公司于1962年分别制造了实用的一号机，并分别取名为Unimate和Ver-satran0Unimate机器人外形类似坦克炮塔，采用极坐标结构，而Versatnm机器人采用圆柱坐标结构。上述两种机器人成为机器人结构的主流，美国通用汽车公司和福特汽车公司在其金属冷热加工中，采用这类机器人进行压、铸、冲压等上、下料，收到了良好的效果。美国的工业机器人技术的发展，大致经历了以下儿个阶段：(1)1963〜1967年为实验定型阶段。1963~1967年，万能自动公司制造的工业机器人供用户做工艺实验。1967年，该公司生产的工业机器人定型为1900台。(2

5、)1968〜1970年为实验应用阶段。这一时期，工业机器人在美国进入应用阶段。例如美国通用汽车公司1968年订购了68台工业机器人；1969年乂自行研制岀SAM型工业机器人，并用21台组成了点焊小汽车车身的焊接自动线。(3)1970年至今一直出于技术发展和推广应用阶段。1970~1972年，工业机器人处于技术发展阶段。1970年4月美国在伊利斯工学院研究所召开了第一届全国工业机器人会议。据当时统计，美国已采用了大约200台工业机器人，工作时间共达60万小时以上。与此同时，岀现了所谓高级机器人，例如森德斯兰徳公司(Sundstrand)发明了用小型

6、计算机控制50台工业机器人的系统。在欧洲第一台工业机器人是1963年瑞典Kavieldt公司发表的第一台操作机。日本在六十年代初期就开始研制固定程序控制的机器手，并从其他各国引进了用于不同生产过程的机器人，并获得迅速，很快研制出H本国产华的工业机器人，技术水平很快赶上了美国并超过了其它国家，目前工业机器人在H本已得到迅速发展并很快得到普及。我国虽然开始研制工业机器人仅比日本晚5〜6年，但由于种种原因，工业机器人的技术发展比较慢。但目前已引起了有关方面的极大关注。除了引进、消化、仿制外，已经具备了一定的独立设计和研制能力。在1958年新疆维吾尔自治

7、区成立30年大庆站展览馆展出了由新疆机械局研制的跳舞机器人《阿依古丽》。在1986年地十六届广交会上，成都电讯工程学院研制的第三代仿人机器人《成蓉小姐》已经用汉语或英语向来宾问好，并能简耍的介绍的展览产品及回答简单问话。西北电讯工程学院研制的微机控制示教再现式机器人《西电I号》，也于1985年9月在陕四省科技贸易大会上进行了表演。此外，清华大学自动化系研制的具有视觉手眼系统，北京钢铁学院研制的焊接机器人，均已达到了较高的水平。同时，在机器人学科中的视觉、听觉、语音合成、触觉、计算控制以及人工智能诸领域研究，也取得了一定的进展。近几年来的成就表明，

8、我国机器人技术已经迈出了可喜的一步。相信在不久的将来，我们一定回赶上世界各国前进的步伐。1.2课题工作要求该工业机器人是将抓取的工件旋转