喷漆机器人设计-小臂系统设计（全套含CAD图纸）
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喷漆
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南京理工大学泰州科技学院 喷漆机器人设计 演讲人： 1 绪论 器人概念 机器人（ 自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。 喷涂机器人图 题研究的背景和意义 机器人是一门综合性很强的科学，有着极其广泛的研究和应用领域。机器人技术是综合了计算机技术、信息融合技术、机构学、传感技术、仿生科学以及人工智能等多学科而形成的高新技术，它不仅涉及到线性、非线性、基于多种传感器信息控制以及实时控制技术，而且还包括复杂机电系统的建模、数字仿真技术及混合系统的控制研究等方面的技术。 内机器人的研究 我国已在“七五”计划中把机器人列人国家重点科研规划内容，拨巨款在沈阳建立了全国第一个机器人研究示范工程，全面展开了机器人基础理论与基础元器件研究。十几年来，相继研制出示教再现型的搬运、点焊、弧焊、喷漆、装配等门类齐全的工业机器人及水下作业、军用和特种机器人。 一般机器人的执行机构由手部或者叫抓取部分、腕部、臂部、缓冲与定位，还有行走机构组成。 驱动机构主要有液压驱动、气动驱动、电动驱动和机械驱动等形式。不过目前还是以液压和气动用的最多。 机器人的控制方式有点动和连续控制两种方式。大多数是用插销板进行点位程序控制，也有采用可编程序控制器控制、微型计算机数字控制，采用凸轮、磁盘磁带、穿孔卡等记录程序。主要控制的是坐标位置，并注意其加速度特性。 喷涂机器人的主要优点：（ 1）柔性大，工作范围大。（ 2）提高喷涂质量和材料使用率。（ 3）易于操作和维护，可离线编程，大大的缩短现场调试时间。（ 4）设备利用率高，喷涂机器人的利用率可达 90% 课题研究内容 主要任务： （ 1）机器人小臂机构设计 （ 2）机器人小臂受力计算与校核 （ 3）机器人关节传动设计 （ 4）重要零件图及装配图绘制 （ 5）伺服电机选型 2 机器人总体设计 定基本技术参数 械结构类型的选择 对以上五种方案进行比较：方案一不能够完全实现本课题所要求的动作；方案二体积大，灵活性差；方案三结构复杂；方案五无法实现本课题的动作。结合本课题综合考虑决定采用方案四机器人。此方案所占空间少，工作空间范围大，动作灵活，工艺操作精度高。 定负载 作范围 作机的驱动系统设计 制系统选择 定机器人手臂的配置形式 器人手臂材料选择 机器人手臂材料首先应是结构材料。手臂承受载荷时，不应有变形和断裂。从力学角度看，即要具有一定的强度。手臂材料应选择高强度材料，如钢、铸铁、合金钢等。机器人手臂是运动的，又要具有很好的受控性，因此，要求手臂比较轻。综合而言，应该优先选择强度大而密度小的材料做手臂。 喷漆机器人工作空间的计算 图 喷漆机器人工作空间示意图 3 喷涂机器人小臂结构设计 动机的选择 臂部结构设计 小臂壳体采用铸铝，方形结构，质量轻，强度大。 臂电机及减速器选型 本喷涂机器人小臂部两个自由度是平面旋转，若轴承是光滑的，则旋转所需的静转矩比较小。因为将臂伸开呈一条直线时转动惯量最大，所以在旋转开始时可产生步进电机的转矩不足。 轮波发生器及其薄壁轴承的计算 结构尺寸设计 的受力分析及计算 轴的受力分析图 承的寿命校核 小臂系统总装图 总 结 我国机器人的研究和应用起步较晚，但是随着国内外机器人的快速发展、社会需求的增大和技术的进步，喷涂机器人得到了迅速的发展，多品种、少批量生产方式和为提高产品质量及生产效率的生产工艺需求，是推动
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