六自由度大负载搬运机器人设计任务书

一、题目来源及原始数据资料 1课题来源 广州大学与广州铁路集团公司广州工务大修段及东莞中天自动化科技有限公司合作项目。 2原始数据资料 本课题拟设计一款六自由度大负载搬运机器人（额定负载超过 100kg 的工业机器人），该机器人广泛应用于大型制造类企业。该类机器人的设计可分为臂部结构设计和腕部结构设计两部分。臂部采用侧置式结构，腕部采用正交球型手腕结构，其三个驱动采用小臂后置式，有利于小臂的平衡。大负载搬运机器人的主要技术指标如下所示： 运动范围： 第 1 关节 180； 第 2 关节 -6080； 第 3 关节 -18060； 第 4 关节 300； 第 5 关节 100； 第 6 关节 300； 运动速度： 第 1 关节： 100/s； 第 2 关节： 60/s； 第 3 关节： 60/s； 第 4 关节： 100/s； 第 5 关节： 100/s； 第 6 关节： 180/s； 负载： 120kg 腕部最大扭矩： 1500Nm 主机重量： 2000-2500kg 二、毕业设计要求 传统的搬运机器人，特别是大负载搬运机器人，一般是圆柱坐标型的机器人，即只能到达空间的某个位置，进行简单的搬运任务，而不能调整末端执行器的姿态，不能够满足多样化和 通用性生产的需求。本课题拟设计六自由度大负载搬运机器人，其特点是工作空间大、运动灵活稳定。与一般轻负载机器人相比，大负载机器人的手腕结构、臂部结构和整体平衡方面都有其特殊的设计。 本课题拟设计一款六自由度大负载搬运机器人，主要工作内容包括： 1、分析六自由度关节机器人的工作原理，对机器人进行机构分析，建立其运动学模型； 2、确定总体设计方案，选择机器人臂部结构及三自由度手腕的传动结构和布置方案。 3、按照技术指标进行伺服系统、减速器等部件的选型； 4、对机器人结构进行详细设计，建立三维 CAD 模型； 5、 CAD 模型的完善与修改，生成工程图； 6、最终提交： (1) 不少于 15000 字的设计说明书；毕业设计说明书应阐述整个毕业设计内容，要突出重点和特色，图文并茂，文字通畅。应有目录、中英文摘要及关键词、正文、参考文献等内容，符合广州大学普通全日制本科生毕业论文（设计）规范化规定。 (2) 机器人 CAD 模型，制作搬运机器人作业运动动画，并能在答辩时演示。 (3) 工程设计图工作量不少于 3 张 A0（其中至少有 1张 A0 图），包括机械系统装配图、部件图、主要零件图等。 三、进度安排、应完成的工作量 寒假期间：结合设计目标，查阅资料和学习，掌握六自由度关节机器人机构原理，至少阅读8 篇以上的相关文献资料。 第 1-2 周：整理文献，撰写六自由度搬运机器人概述；构建 6 自由度关节机器人数学模型；同时填报开题报告。 第 3 周：拟定总体设计方案，确定臂部结构及三自由度手腕的传动结构和布置方案。 第 3-6 周：详细结构设计，建立 CAD 三维模型；对腕部传动部分结构进行详细设计； 第 7-8 周：搬运机器人结构优化，对 CAD 模型进行完善和修改，并制作动画。同时整理并撰写设计书或论文。 第 9 周：完善论文，并检查论文初稿， 指导学生有针对性地修改。 第 10 周：修改论文，在系统上上传毕业设计论文定稿。 第 11 周：根据修改意见继续完善毕业设计和论文。 第 12 周：评阅老师检查评阅论文，将发现的问题反馈给学生，指导学生修改论文直到符合要求。 第 13 周：学校毕业论文抄袭行为的检测。学生在规定时间内上传已定稿的毕业论文（设计）进行抄袭检查。 第 14 周：在答辩前 3 天按照学校要求的统一格式完成论文的整理、修订和打印。准备 10分钟 PPT，参加学校公开答辩或学院答辩。 第 15 周：针对答辩中发现的问题完善毕业设计，最终提交论文等资料。 四、主要参考文献 1 克来格 (Craig,J.J). 机器人学导论 (原书第三版 )M. 北京 : 机械工业出版社 , 2006. 2 熊有伦 . 机器人技术基础 M. 武汉 : 华中科技大学出版社 , 1996. 3 蔡自兴 . 机器人学 M. 北京 : 清华大学出版社 , 2009. 4 于殿勇 , 李瑞峰等 . 120kg 负载工业机器人的开发 J. 高技术通讯 , 2002, 12 (6): 79-82. 5 江洪 , 陆利锋 , 魏峥等 . SolidWorks 动画演示与运动分析实例解析 M. 北京 : 机械工业出版社 , 2006. 6 侯祥明 , 张立祥 . 基于 Solidworks 下 cosmosmotion 六自由度焊接机器人三维运动模拟J. 煤矿机械 , 2007, 28 (9): 95-97. 7 李力行 , 何卫东 . 机器人用高精度 RV 传动研究 J. 中国机械工程 , 1999, 10 (9): 1001-1002. 8 王战中 , 张大卫 , 韩鸿志等 . 连续 3R斜交非球型乎腕的设计与运动学分析 J. 天津大学学报 , 200