关节型机器人腕部结构设计【优秀工业机械手设计+9张CAD图纸】

关节型机器人腕部结构设计

工业机械手的设计

关节型机器人腕部结构设计【优秀工业机械手设计+9张CAD图纸】

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任务书.doc

夹持器A2.dwg

总装图A0.dwg

手腕总装图A0.dwg

摘要和目录.doc

设计开题报告.doc

说明书.doc

零件圆柱齿轮A3.dwg

零件大锥齿轮A2.dwg

零件小锥齿轮A3.dwg

零件轴A3.dwg

零件齿轮轴(圆锥）A3.dwg

零件齿轮轴(直齿)A3.dwg

任务书

关节型机器人腕部结构设计

一、设计内容

题目来源于生产实际。设计一个用于焊接的关节型机器人，进行机器人的总体

方案设计、腕部及执行器结构设计及其零件设计。

二、设计依据

  　焊接关节型机器人具有六个自由度，腰关节回转，臂关节俯仰，肘关节俯仰，

腕关节仰腕、摆腕和旋腕，腕部最大负荷4kg，最大速度2m/s，最大工作空间半径

1500mm。

三、技术要求

1、机器人应能满足工作要求，保证焊接精度；

2、工作可靠，结构简单；

3、装卸方便，便于维修、调整；

4、尽量使用通用件，以便降低制造成本。

四. 主要参考文献：

1、殷际英.何广平.关节型机器人：北京:化学工业出版社，2003.

2、马香峰.工业机器人的操作机设计.北京：冶金工业出版社，1996.

3、费仁元.张慧慧.机器人机械设计和分析.北京：北京工业大学出版社，1998.

4、周伯英.工业机器人设计.北京：机械工业出版社，1995.

5、蔡自兴.机器人学.北京：清华大学出版社，2000.

6、宗光华,刘海波译.机器人技术手册. 北京：科学出版社，1996.

7、徐卫良，钱瑞明译.机器人操作的数学导论. 北京：机械工业出版社，1998.

8、孙迪生，王炎.机器人控制技术.北京：机械工业出版社，1998.

9、徐灏.机械设计手册.第二版.北京：机械工业出版社，2000.

10、成大先.机械设计手册.第4版. 北京：化学工业出版社，2002.

关节型机器人腕部结构设计

摘要：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，降低了设计和制造成本。

关键词：自由度；焊接；手腕

目　录

1 前言………………………………………………………………………………1

1.1机器人的含义………………………………………………………………………1

1.2题目来源……………………………………………………………………………2

1.3技术要求…………………………………………………………………………2

1.4 本题要解决的主要问题和设计思路……………………………………………2

2国内外发展状况及现状的介绍……………………………………………………2

2.1 研究现状…………………………………………………………………………2

2.2 发展趋势…………………………………………………………………………4

3总体方案论证…………………………………………………………………………5

3.1 机械结构类型的确定……………………………………………………………5

3.2 工作空间的确定……………………………………………………………………6

3.3 手腕结构的确定……………………………………………………………………7

3.4 基本参数的确定……………………………………………………………………8

4 手腕详细设计说明………………………………………………………………8

4.1 机器人驱动方案的分析和选择……………………………………………………8

4.2手腕电机的选择………………………………………………………………9

4.3传动比的确定………………………………………………………………9

4.4 传动比的分配………………………………………………………………10

4.5 齿轮的设计…………………………………………………………………10

4.6 轴的设计和校核……………………………………………………………18

4.7 夹持器的设计……………………………………………………………………23

4.8 壳体的设计……………………………………………………………………23

5结论………………………………………………………………………………24

参考文献…………………………………………………………………………25

附录………………………………………………………………………………26

1前言

1.1机器人的概念  

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。