关 键 词：

三轴工业机器人的第一臂与底座的设计 自由度 工业 机器人 结构设计 第一 底座 设计 说明书 CAD

资源描述：

三自由度工业机器人的结构设计【三轴工业机器人的第一臂与底座的设计】【说明书+CAD】,三轴工业机器人的第一臂与底座的设计,自由度,工业,机器人,结构设计,第一,底座,设计,说明书,CAD

内容简介：

三自由度工业机器人的结构设计引言在加速科技进步中，机械制造业的发展起着关键的作用，其任务是在工业生产中迅速将工艺装备的独立单元变为自动化综合体（自动化工段，生产线和自动化车间），将来甚至实现自动化工厂。这种自动化生产最重要的特点是具有柔性，它能预料到，在节省劳力（或无人）情况下，根据工艺条件调整装配，以适应多种产品生产。当代柔性自动化生产的建立和广泛应用，取决于作为科技进步的催化剂的机床制造、机器人技术、计算机技术、微电子技术、仪器制造等技术的加速发展。工业机器人是多品种的经常更换产品的生产过程自动化的通用手段。在机械制造中，工业机器人既有效地用于柔性生产系统组成工艺装备的基本工序中，也有效地用于辅助操作中。工业机器人与传统自动化手段不同之处，首先在于它在各种生产功能上的通用性和重新调整的柔性。在柔性生产系统中，工业机器人广泛应用于数控机床、锻压机床、铸造机械和仓储设备上，以完成传送装备和其它操作。工业机器人和基本工艺装备、辅助手段以及控制装置一起形成各种不同形式的机器人技术综合体柔性生产系统基本结构模块。随着工业技术和经济的惊人发展，标志着多品种中、小批量生产最新水平的FMS（柔性制造系统），FA（工厂自动化）技术更加引人注目；作为FMS、FA技术重要组成之一的工业机器人技术也将得到迅速发展。应用工业机器人是提高生产过程自动化，改善劳动环境条件，提高产品质量和生产效率手段之一。本次设计是根据对工业六自由度机器人的总体结构及传动系统的分析和探讨，进行三自由度工业机器人的结构设计。关键在于三轴（臂）的传动系统的设计以及整体的结构设计，避免运动的干涉。但在本次设计中出于公司的要求,我主要负责第一臂与底座的结构设计,在设计中赵勇彪老师给予了很大的指导和帮助，在此谨致谢意。限于水平，本设计难免有缺点、错误，恳请各位老师批评指正。 第一章 概 述1.1工业机器人的含义及技术概述到目前为止，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，按照预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置。而它与“机械手”有一些区别：“工业机器人”多数指程序可变的独立的抓取、搬运工件、操纵工具的装置；“机械手”多数是指附属于主机、程序固定的自动抓取、操作装置。如自动线、自动机的上、下料，加工中心的自动换刀的自动化装置。工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产社备。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。工业机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上的代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。1.2工业机器人的组成工业机器人一般由执行系统、驱动系统、控制系统和人工智能系统组成。如图1-1所示。目前，具有人工智能系统的工业机器人即智能机器人还处于研究实验阶段。而应用于生产实际的多数是那些具有执行系统、驱动系统和控制系统的工业机器人。1执行系统 执行系统是工业机器人完成握取工件（或工具）实现所需的各种运动的机械部件，包括：手部、腕部、臂部，还有机身和行走机构。2驱动系统 驱动系统是向执行系统各部件提供动力的装置。采用的动力源不同，驱动系统的传动方式也不同。驱动系统的传动方式有四种：液压式、气压式、电气式、机械式。3控制系统 控制系统是工业机器人或机械手的指挥系统，它控制驱动系统，让执行机构按照规定的要求进行工作、并检测其正确与否。一般常见的为电气与电子回路控制，计算机控制系统也不断增多。就其控制方式，可分为分散控制与集中控制两种类型。若以控制的运动轨迹来分，有两种：点位控制和连续轨迹控制。1.3 工业机器人的现状及国内外发展趋势工业机器人是一种对生产条件和生产环境适应性和灵活性很强的柔性自动化设备，它对稳定提高产品品质、提高生产效率和改善劳动条件起着十分重要的作用。工业机器人技术的发展必将对社会经济和生产力发展产生更加深远的影响。所以，国内外工业机器人的发展十分迅速。国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势：1工业机器人的性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作与维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10.3万美元降至97年的6.5万美元。2机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速器、检测系统三为一体；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问世。3工业机器人系统控制向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。4机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。5虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。6当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。7机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。我国的工业机器人从80年代“七五”计划科技攻坚开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻坚，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得广泛应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步比较晚，应用领域窄，生产线技术系统与国外比还有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约200台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模化设计，积极推进产业化进程。 我国的智能机器人和特种机器人在“863”计划的支持下，也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人，6000米水下无缆机器人的成果居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等机种。在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发应用方面则刚刚起步，与国外先进水平差距较大，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技术和产品，以期在二十一世纪立于世界先进行列之中。1.4 设计的任务要求本次设计是针对三轴工业机器人的结构设计。 主要设计要求如下： 第一轴：转动角速度为 90/s，转角范围为0270底 座：能够实现第一臂转角(0-270度)转角范围控制第二章 机器人的结构分析2.1总体结构的概述目前，世界上已有许多工业机器人，其中大部分属于“示教再现”型。如果将这类机器人称作第一代，那么，具有一定程度的视觉、触觉、或某种分析、判断能力的工业机器人就属于第二代了。不少国家正在积极研制具有观觉、触觉等功能的工业机器人，并取得了不少成果，但是，真正将这些成果应用于生产实际的还为数不多。在实际生产（如喷漆、焊接、装配等）中被广泛应用的工业机器人，示教再现型还是较多。一般的机器人，它由机器人的机构部分、传感器组、控制部分及信息处理部分构成。机构部分有机械手和移动机构两部分组成；传感器有测量机器人自身位置姿态和速度、加速度的内传感器和了解外部环境及作业对象工作情况的外传感器；控制器是直接控制机器人运动的装置，只要不是自主型移动机器人，它通常放在与机器人不同的地方，通过导线连接。在工业机器人的控制装置中，有电动机驱动电路、PTP运动目标点和CP运动轨迹数据的记忆装置和定位控制电路等。信息处理装置通过信息传输装置与机器人本体相连，多用于智能机器人。如图2-1，该机器人具有六自由度，即大臂的回转、臂的左右摆动、臂的上下摆动、手腕的回转、手腕的伸缩和手爪的抓取。当然，图中没有表示出控制系统及手爪抓取的那一部分。该六自由度机器人运动的情况说明如下：首先，由电动机M1经过传动系统带动大臂的回转运动，且与大臂相连的所有其它手臂、手腕及机械构件也随大臂一起作回转运动；而后另一手臂由电动机M2直接驱动作左右摆动；还有，第三臂由电动机M3直接驱动作上下摆动；最后，手腕的回转、伸缩及手爪的抓取由其它三个电动机驱动。2.2第一轴（大臂）的结构大臂的结构图（图2-1）及其传动原理简图（图2-1）： 图2-1图2-2第一臂，也即大臂，该手臂实现工业机器人的回转运动，整个系统由伺服电动机驱动。为了实现传动的设计要求以及结构的最优化设计要求，整个减速系统采用了三级斜齿轮传动，且所有的斜齿轮都装在一个箱体（减速箱）里面。然而，与一般情况不同的是，第三级斜齿轮直接固定在机座上，从而使其它的（上级的斜齿轮）传动机构绕着它转动，且电动机又固定在大臂上，所以导致大臂带着电动机、减速箱一起作回转运动。 2.2 传动方案的确定根据工业机器人的总体结构分析可知，工业机器人的三轴的传动结构并不复杂。第一轴采用的是齿轮传动，第二轴、第三轴则采用的是摆线针轮行星齿轮传动。当然，参照以上的传动结构分析，现拟定如下三种传动方案：方案一：第一轴：齿轮传动（直齿或斜齿） 第二轴、第三轴：摆线针轮行星齿轮传动 方案二：第一轴：蜗杆蜗轮传动 第二轴、第三轴：蜗杆蜗轮传动 方案三：第一轴：蜗杆蜗轮传动第二轴、第三轴：摆线针轮行星齿轮传动方案比较论证首先，已知各种传动的传动比u:直齿圆柱齿轮传动，u4；斜齿轮传动，u6；蜗杆蜗轮传动，5u70，常用15u50；摆线针轮行星齿轮传动， 11u87（单级）。然后估算各轴的传动比，初选转速为1500r/min的原动机，则u1=1500/15=100,u2=1500/20=75。第一轴传动的确定：蜗杆蜗轮传动的特点：1）传动平稳，振动冲击和噪声均很小；2）传动比也较大，结构比较紧凑。而在这里采用此传动，则需要两级传动才能满足要求，蜗杆蜗轮的传动是两轴交错的，这样一来也就增加了结构的复杂性，且同时也增加了转动时的负荷；3）由于蜗杆蜗轮啮合轮齿间相对滑动速度大，使得摩擦损耗大，因而传动效率较低。因此，第一轴采用齿轮传动。要实现设计要求，如采用圆柱直齿轮传动则需要四级传动，而采用斜齿轮则需要三级就可以，并且知道在相同的条件下，采用斜齿轮传动比圆柱齿轮传动，在结构上尺寸要小得多，由此可知，采用斜齿轮传动。斜齿传动有如下优点：1）啮合性能好；2）重合度大，传动平稳；3）结构紧凑，并且在总体结构上也是合理的。第二轴传动的确定：由各传动系统的传动比可知，第二轴的传动应该采用摆线针轮行星齿轮传动。摆线针轮行星齿轮传动有如下优点：1）传动比大。一级传动比为1187，二级传动比为1217569，三级传动比可达446571；2）结构紧凑、体积小、重量轻。如将摆线针轮行星减速器与同功率的两级普通圆柱齿轮减速器相比，体积可减小1/22/3，重量约减轻1/21/3以上；3）效率较高。一般效率为0.920.94，最高可达0.97；4）传动平稳，过载能力较大，承受冲击和振动的性能较好；5）工作可靠，寿命长。但是这种传动结构复杂，加工制造较困难。总上所述，选择方案一为最佳。第一轴采用三级斜齿轮传动，第二、第三轴采用摆线针轮行星齿轮传动。 第三章 设计计算3.1电动机的选择 第一轴的电动机的选择根据设计方案可知，第二轴、第三轴的所有重量都是第一轴的负荷，所以说，第一轴的转动惯量是很大的，必须计算各零部件的转动惯量，计算出最终动力源轴上所需要的最大的转动惯量，再根据动力源轴上的转动惯量进行选择电动机。下面计算第一轴上的转动惯量：如图3-1-1，该轴的转动轴与第二轴的转动轴不同，该转动轴的轴线为ob线，则在这种情况下， 图3-1-1第三臂的转动惯量： Kgm2第二轴的转动惯量： （3-1-1） Kgm2两电动机的转动惯量： Kgm2两个行星轮系的转动惯量： Kgm2减速箱的转动惯量： Kgm2第一轴本身的转动惯量： Kgm2所以，总的转动惯量为： Kgm2而转动角加速度为： 1/s2则输出轴的转矩为由式（3-1-7）得： Nm转换到电动机上的转矩为： Nm根据要求，选P=3KW，n=1000r/min的MGMA型伺服电机，为28.4Nm。第四章 传动结构的设计计算4.1 第一轴的传动结构设计第一轴的传动方案已确定，采用三级斜齿轮传动，且电动机的功率为P=3KW，n=1000r/min，则传动比u=1000/15=66.67。一 、传动比的分配：已知斜齿轮的传动比u6，再根据传动减速时前面降得慢，而后面降得快的原则，三级降速的传动比分配如下： u=2.44.875.7二 、各级的传动设计第一级斜齿轮的传动设计计算：已知电动机的功率P=3KW，n=1000r/min，传动比u=2.4，则选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1) 按照传动方案的设计要求，选用斜齿圆柱齿轮传动。2) 考虑减速设计的要求，故大、小齿轮都选用硬齿面。由查表(常用齿轮材料及其机械特性表)选得大、小齿轮的材料均为40Cr，并经调质及表面淬火，齿面硬度为4855HRC。3) 选用精度等级。 因采用表面淬火，轮齿的变形不大，不需磨削，故初选7级精度(GB10095-88)。4) 选小齿轮齿数Z1=35，大齿轮齿数Z2=uZ1=2.435=84。5) 选取螺旋角。初选螺旋角。按齿面接触强度设计由设计计算公式进行计算，即mm （4-2-1）1) 确定公式内的各计算值（1）.试选。（2）.由区域系数分布图，选取区域系数 。（3）.由标准圆柱齿传动的端面重合度图表，查得 ， ，则 =（4）.计小齿轮传递转矩 N（5）.由下表3-2-1（圆柱齿轮齿宽系数d表）装置状况两支承相对小齿轮作对称布置两支承相对小齿轮作对称布小齿轮作悬臂布置d0.91.4（1.21.9）0.71.15（1.11.65）0.40.6选取齿宽系数d=0.9； (6).由材料的弹性影响系数表，查得=189.8 ； (7).齿轮接触疲劳强度图表，按齿面硬度中间值52HRC查得大、小的接触疲劳强度极限=Mpa； (8).计算应力循环次数 (9).由接触疲劳寿命系数图表，查得； (10).计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系S=1,由下式得 = MPa = MPa 则取H=(+)/2=1012 Mpa 2).计算 (1).试算小齿轮分度圆直径，由计算公式（4-2-1）得 mm 根据计算的结果及电动机的输出轴径，取=50 mm； (2).计算圆周速度 m/s (3).计算齿宽及摸数 mm mm (4).计算纵向重合度 （5）计算载荷系数 已知使用系数 。 根据，7级精度，由动载荷系数值分布图，查得动载荷系数KV=1.07； 由接触强度计算用的齿向载荷分布系数()表，查得=2.728，由弯曲强度计算的齿向载荷分布系数()图，查得 =2.45。 由齿向载荷分配系数(、),查得=1.2，故载荷系数 =11.071.22.728=3.5 (6).按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式得 mm (7).计算模数= mm2. 按齿根弯曲强度设计由式 mm （3-2-2）1) 确定计算参数(1) 计算载荷系数 11.071.22.45=3.2(2) 根据纵向重合度，从螺旋角影响系数图表查得=0.88。(3) 计算当量齿数 (4) 查取齿形系数由齿形系数及应力校正系数 表查得 =2.44；=2.196(5) 查取应力校正系数由齿形系数应力校正系数表查得 =1.654；=1.782(6) 由齿轮的弯曲疲劳强度极限图,查得 Mpa。(7) 由弯曲疲劳寿命系数=0.86，=0.87；(8) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由下式得 417.714 MPa422.571 MPa (9) 计算大、小齿轮的 并加以比较 = =小齿轮的数值大。2）设计计算 mm对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法向模数小于由齿根弯曲疲劳强度计算的法向模数,根据满足弯曲强度及接触疲劳强度,最后取 =2mm。 4.几何尺寸计算1) 计算中心距a mm将中心距圆整为=122.5 mm2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 因值改变不大,故参数等不必修正。3) 计算大小齿轮的分度圆直径 mm mm4) 计算齿轮宽度 mm圆整后取 B2=65 mm；B1=70 mm。第二级的传动条件：电机的功率为P=4.5KW，n=416.7r/min，传动比u=4.87，具体设计计算如下：选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1) 考虑减速设计的要求，故大、小齿轮都选用硬齿面。由查表(常用齿轮材料及其机械特性表)选得大、小齿轮的材料均为40Cr，并经调质及表面淬火，齿面硬度为4855HRC。2) 选用精度等级。 因采用表面淬火，轮齿的变形不大，不需磨削，故初选7级精度(GB10095-88)。3) 选小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数Z2=uZ1=4.8724=117。4) 选取螺旋角。初选螺旋角。按齿面接触强度设计由设计计算公式（3-2-1）进行计算。1）确定公式内的各计算值（1）.试选。（2）.由区域系数分布图，选取区域系数 。（3）.由标准圆柱齿传动的端面重合度图表，查得 ， ，则 =（4）.计小齿轮传递转矩 N（5）.由表（圆柱齿轮齿宽系数d表）选取齿宽系数d=0.9； (6).由材料的弹性影响系数表，查得=189.8 ； (7).齿轮接触疲劳强度图表，按齿面硬度中间值52HRC查得大、小的接触疲劳强度极限=Mpa； (8).计算应力循环次数 (9).由接触疲劳寿命系数图表，查得； (10).计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系S=1,由下式得 = MPa= MPa 则取H=(+)/2=1017.5 Mpa 2).计算 (1).试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得 mm (2).计算圆周速度 m/s (3).计算齿宽及摸数 mm mm (4).计算纵向重合度 (5).计算载荷系数 已知使用系数 。 根据，7级精度，由动载荷系数值分布图，查得动载荷系数KV=1.05； 由接触强度计算用的齿向载荷分布系数()表，查得 =1.41，由弯曲强度计算的齿向载荷分布系数()图，查得 =1.37。 由齿向载荷分配系数(、),查得=1.2，故载荷系数 =11.071.21.41=1.78 (6).按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式得 mm (7).计算模数= mm3. 按齿根弯曲强度设计根据设计计算公式（3-2-2）来计算：1) 确定计算参数（1） 计算载荷系数 11.071.21.37=1.726（2） 根据纵向重合度，从螺旋角影响系数图表查得 =0.8。（3） 计算当量齿数 （4） 取齿形系数由齿形系数及应力校正系数 表查得 =2.592； =2.158（5） 取应力校正系数由齿形系数应力校正系数表查得 =1.596；=1.792（6） 齿轮的弯曲疲劳强度极限图,查得 Mpa。（7） 由弯曲疲劳寿命系数=0.87，=0.9；（8） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由下式得 422.571 MPa437.143 MPa （9） 计算大、小齿轮的 并加以比较 = =小齿轮的数值大。2）设计计算 mm对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法向模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法向模数,根据满足弯曲强度及接触疲劳强度,最后取 =1.5 mm4.几何尺寸计算1) 计算中心距 mm将中心距圆整为=108.52) 按圆整后的中心距修正螺旋角 因值改变不大,故参数等不必修正。2） 大小齿轮的分度圆直径 mm mm4) 计算齿轮宽度 mm 圆整后取 B2=35 mm；B1=40 mm。第三级的传动条件：电动机的功率为P=0.9KW，n=85.565，传动比u=5.7，设计计算如下：选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1) 考虑减速设计的要求，故大、小齿轮都选用硬齿面。由查表(常用齿轮材料及其机械特性表)选得大、小齿轮的材料均为40Cr，并经调质及表面淬火，齿面硬度为4855HRC。2) 选用精度等级。 因采用表面淬火，轮齿的变形不大，不需磨削，故 初选7级精度(GB10095-88)。3) 选小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数Z2=uZ1=5.724=137。4) 选取螺旋角。初选螺旋角。按齿面接触强度设计由设计计算公式（3-2-1）计算：1) 确定公式内的各计算值（1）.试选。（2）.由区域系数分布图，选取区域系数 。（3）.由标准圆柱齿传动的端面重合度图表，查得 ， ，则 =（4）.计小齿轮传递转矩 N（5）.由下表（圆柱齿轮齿宽系数d表）选取齿宽系数d=0.8； （6）.由材料的弹性影响系数表，查得=189.8 ； （7）.齿轮接触疲劳强度图表，按齿面硬度中间值52HRC查得大、小的接触疲劳强度极限=Mpa； （8）.计算应力循环次数 （9）.由接触疲劳寿命系数图表，查得； ； （10）.计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系S=1,由下式得 = MPa= MPa 则取H=( +)/2=1070.6 Mpa 2).计算 (1).试算小齿轮分度圆直径，由计算公式（3-2-1）得 mm (2).计算圆周速度 m/s (3).计算齿宽及摸数 mm mm (4).计算纵向重合度 (5).计算载荷系数 已知使用系数 。 根据，7级精度，由动载荷系数值分布图，查得动载荷系数KV=1.04； 由接触强度计算用的齿向载荷分布系数()表，查得 =1.2877，由弯曲强度计算的齿向载荷分布系数()图，查得 =1.27。 由齿向载荷分配系数(、),查得=1.2，故载荷系数 =11.041.21.2877=1.61 (6).按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式得 mm (7).计算模数= mm3.按齿根弯曲强度设计由式 mm1) 确定计算参数(1)计算载荷系数 11.041.21.27=1.585(2) 根据纵向重合度，从螺旋角影响系数图表查得 =0.8。(3)计算当量齿数 (4)查取齿形系数由齿形系数及应力校正系数 表查得 =2.592； =2.14(5)查取应力校正系数由齿形系数应力校正系数表查得 =1.596；=1.83(6)由齿轮的弯曲疲劳强度极限图,查得 MPa(7)由弯曲疲劳寿命系数=0.88，=0.91；(8)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由下式得 427.43 MPa442.0 MPa (9)计算大、小齿轮的 并加以比较 = =小齿轮的数值大。2）设计计算 mm 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法向模数小于由齿根弯曲疲劳强度计算的法向模数,根据满足弯曲强度及接触疲劳强度,最后取 =2.5 mm 4.几何尺寸计算1) 计算中心距 mm 将中心距圆整为=207 mm2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 因值改变不大,故参数等不必修正。3) 计算大小齿轮的分度圆直径 mm mm4) 计算齿轮宽度 mm圆整后取 B2=49 mm；B1=55 mm。 4. 转臂轴承的选择计算1） 估计摆线轮内孔半径 =(0.40.5) =4050mm2） 择轴承型号尺寸经查表选用502310E C=105000 N C0=71000 N D1=97 mm d=50mm b=27 mm da=60 mm Da=89.6 mm a=5 mm3） 名义径向载荷 RR= =5776.698 N4） 当量动载荷 PP=1.35776.698=7509.71 N动载荷系数，一般取 =1.21.5。5） 轴承相对转速 n n=+=1000+=1015r/min6） 轴承寿命 h 因为所求得的轴承寿命15000 h ,所以满足要求。4. 转臂轴承的选择计算1）估计摆线轮内孔半径 =(0.40.5) =5265mm2）择轴承型号尺寸经查表选用502313 C=114600 N C0=85200 N D1=121.5 mm d=65mm b=33mm da=77mm Da=114.6mm a=7 mm3）名义径向载荷 RR= =12830.82 N4）当量载荷 PP=1.312830.82=16680.1 N5）轴承相对转速 n n=+=1000+=1020r/min1） 承的寿命 h 因为所求得的轴承寿命15000 h ,所以满足要求。5. 针齿销弯曲强度计算1）针齿结构尺寸mmmm （） mm2) 最大弯矩 Nmm 3) 许用弯曲应力 MPa4) 校核弯曲应力 MPa 因为，所以满足要求。4.2轴承的选择4.2.1斜齿轮传动轴上的轴承1.根据齿轮轴径值，查滚动轴承样本或机械设计手册得，第二轴上选用圆锥滚子轴承7204，C=15500N；第三轴上选用圆锥滚子轴承7205，C=19520N，则校核寿命如下：第二轴的从动齿轮受力大小为：切向力为： N径向力为： N 轴向力为： N根据，则轴承的名义载荷P为： （4-3-1）式中，-载荷系数，-径向动载荷系数，-轴向动载荷系数，所以， N则轴承的寿命为： h因为，这里轴承的预期寿命为=15000h，而，故所选的轴承可满足寿命要求。 第三轴的从动齿轮受力为：切向力为： N径向力为： N 轴向力为： N根据，则轴承的名义载荷P为： N 则，轴承的寿命为： h因为，这里轴承的预期寿命为=15000h，而，故所选的轴承可满足寿命要求。第五章机器人各零部件的结构设计5.1 转角范围的控制设计控制系统是工业机器人的重要组成部分，在某种意义上讲，控制系统起着与人脑相似的作用，工业机器人的手部、腕部、臂部、行走机构等的动作以及与相关机械的协调动作都是通过控制系统来实现的。主要控制内容有动作的顺序、动作的位置与路径、动作的时间。按设计要求要实现的转角范围，可以直接由控制系统来完成，控制动作的位置或动作的时间，从而控制转角。这里用挡块结构设计来实现控制转角范围。第一轴的控制转角（0270）的挡块结构示意图如图5-1 5-1 5.2主要零部件的结构设计（第一臂与底座）5.2.1 第一轴转臂的结构：如图5-2，具体尺寸见附图（零件图）。5.2.2底座的结构设计：如图5-3 图5-2 5-3 总 结通过这次设计，使我对工业机器人有了感性的认识，同时对国内外的工业机器人的发展也有所了解。根据国内外机器人发展的经验、现状及近几年的动态，结合当前国内经济发展的具体情况，机器人技术重点应在开展智能机器人、机器人化及其相当技术的开发及应用。经过努力，我国已研制了许多示教再现型工业机器人以及喷涂、焊接装配等机器人。而国外，工业机器人的发展更迅速，机器人化机械已经兴起。通过这次设计，使我综合运用机械设计的理论和实际知识，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学的知识得到进一步巩固、深化和扩展；通过设计，使我掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养独立分析和解决实际问题的能力；学会从机器功能的要求出发，合理选择传动机构类型，制定设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，培养独立设计能力。当然在设计过程中，也碰到了许多问题。在朱晓华老师的指导和一些同学的帮助下，我也尽自己的努力去克服困难，最后顺利地完成了整个设计。由于本人缺乏经验及水平有限，设计仍存在一些问题，如机器人的动力学分析以及缺少机器人的动作模拟仿真，望老师给予指正。致 谢 本设计得到赵勇彪老师的全过程的耐心指导和大力帮助，使得设计能够顺利地完成。同时还得到其他老师的热情帮助，也得益于毕业实习期间所在实习工厂车间等单位师傅和带领机设组学生实习的各位老师的指导，使自己增加了一定的实践知识，仅此表示由衷的感谢。 由于受时间和水平的限制，现代机器人的结构设计还存在着不够完善的方面甚至有些错误，恳请老师和专家指教，能使本设计更完善并能付诸于实际，制造出所设计的机器人，将是很欣慰的事情。参考文献【1】孙桓、陈作模主编， 机械原理， 机械工业出版社， 1995年【2】濮良贵主编， 机械设计， 高等教育出版社， 1995年【3】马香峰等编著， 工业机械手的操作机设计， 冶金工业出版， 1995年【4】日本机器人学会编， 机器人技术手册， 科学出版社， 1996年【5】付京逊、CSG李编，机器人学， 中国科学技术出版社， 1989年【6】张建民主编， 工业机器人， 北京理工大学出版社， 1987年【7】俄IOM索尔 编，工业机器人图册， 机械工业出版社， 1991年江阴职业技术学院毕业设计说明书课 题： 三轴工业机器人的结构设计 子课题: 机器人的第一臂与底座的设计 同课题学生姓名: 专 业 数控技术及运用 学生姓名 徐良 班 组 04级数控（2）班 学 号 20040205213 指导教师 赵勇彪 完成日期 2007.05.18. 目录摘要-引言-1 第一章 概述-21.1 工业机器人的含义及技术概述 - 21.2 工业机器人的组成 - 21.3 工业机器人的现状及国内外发展趋势 -3 1.4 设计的任务要求-4第二章 机器人的结构分析-52.1 总体结构的概述-52.2 第一轴（大臂）的结构-6 2.3 传动方案的确定-7第三章 设计计算 -9第四章 传动结构的设计计算-114.1 第一轴的传动结构设计-114.2轴承的选择-26第五章 机器人各零部件的结构设计 -285.1 转角范围的控制设计-285.2主要零部件的结构设计（第一臂与底座）-29总结 -30致谢 - 31参考文献 -32 机械专业外文资料翻译系 别 机电工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 161003 学生姓名 杨凤姣 学 号 103371 日 期 2014.06 History of Robots The notion of robots or robot-like automates can be traced back to medieval times. Although people of that era didnt have a term to describe what we would eventually call a robot they were nevertheless imagining mechanisms that could perform human-like tasks. In medieval times, automatons, human-like figures run by hidden mechanisms, were used to impress peasant worshippers in church into believing in a higher power. The automatons, like the clock jack pictured here, created the illusion of self-motion (moving without assistance). The clock jack was a mechanical figure that could strike time on a bell with its axe. This technology was virtually unheard of in the 13th century. So imagine how aweinspiring an automaton was to someone just like you! In the 18th century, miniature automatons became popular as toys for the very rich. They were made to look and move like humans or small animals. The pretty musician in the picture was built around 1890. She can turn her head from side to side while playing the instrument with her hands and keeping time with her foot. In literature, humankinds vivid imagination has often reflected our fascination with the idea of creating artificial life. In 1818, Mary Shelly wrote Frankenstein, a story about the construction of a human-like creature. For Shelly, a robot looked like man but had the ability to function like a machine. It was built of human components, which could be held together by nuts and bolts. Notice there are even clips to hold the top of the head together! Shelly considered that a robot had to be bigger than a regular person and had to have super human strength. In 1921, Karel Capek, a Czech playwright, came up with an intelligent, artificially created person, which he called “robot”. The word “robot” is Czech for worker, and was gradually incorporated into the English language without being translated. As you can see, even a hundred years after Shellys Frankenstein, Capeks idea of a robot is still one in which the creation resembles the human form. You can see in the picture that the robot looks much more rigid and machine-like than the woman standing next to it . While the concept of a robot has been around for a very long time, it wasnt until the 1940s that the modern day robot was born, with the arrival of computers. The term robotics refers to the study and use of robots; it came about in 1941 and was first adopted by Isaac Asimov, a scientist and writer. It was Asimov who also proposed the following “Laws of Robotics” in his short story Runaround:One, a robot may not injure a human being or through inaction, allow a human being to come to harm. Two, () a robot must obey the orders given it by human beings except where such orders would conflict with the First Law. Three, a robot must protect its own existence as long as such protection does not conflict with the First or Second Laws. Isaac Asimov i The robot really became a popular concept during the late 1950s and early 1960s. With the automotive industry in full expansion at that time,industrial robots were employed to help factory operators. Industrial robots do not have the imaginative, human-like appearance that we have been dreaming of throughout the ages. They are computer-controlled manipulators, like arms and hands, which can weld or spray paint cars as they roll down an assembly line. In fact, industrial robots are so unlike the conception of robots held in the past that you might not even recognise one. Did you know that one of the first operational, industrial robots in North America appeared in the early 1960s in a candy factory in Kitchener, Ontario?A robot can go where humans cannot. In fact, robots were created to help humans, especially in high risk or dangerous situations. A robot can deactivate a bomb, go to the edges of an active volcano, transport dangerous materials, explore the ocean floor and even perform tasks in the most hostile environment known to man: space. So why is space such a hostile environment? First of all, in space there is no oxygen, and temperatures can range from 120 degrees Celsius in the sun and 100 degrees in the dark, when the Earth blocks the sun. Without the proper protection, like a spacecraft or even the EVA suit used by space walkers, survival in space is not possible. When repairs have to be made outside a spacecraft,astronauts are sometimes required to leave the space shuttle or the Space Station. These extravehicular activities are very dangerous, therefore, robots are used to carry out tasks in space in order to limit the number of extravehicular activities Undertaken. What does a space robot look like? As we have discovered, todays robots do not necessarily resemble humans. A human is made up of a number of different visible components, like a head where the brain sends messages to the rest of the body; arms and hands to grasp and manoeuvre objects; a torso to which all of the components are attached and legs to move. Oh! And dont forget the ears, eyes, and mouth to hear see and communicate! Robots need all these different components to Operate. A number of robots make up the Mobile Servicing System. The Mobile Servicing System is Canadas contribution to the International Space Station. Canada created the Mobile Servicing System to help in the construction of the Space Station; it will first build the Space Station and then help maintain the Station throughout its lifetime. Just like humans have a brain that sends messages to the rest of the body;The re is a main computer that communicates with the robotic system. The Space Station Remote Manipulator System (SSRMS), Canadas new robotic arm, will be able to lift and move objects the size and mass of the Space Shuttle. The crew of STS-100 with Canadian Space Agency Astronaut Chris Hadfield will deliver and install the new arm to the International Space Station as it orbits high above the Earth. This second generation Canadarm isCanadas primary contribution to the Station. The Space Vision System (CSVS), another critical piece of Canadian robotics innovation, is comprised of several cameras and targets. These are located in key areas of the Space Station and on the robotic arm; it will serve to pinpoint the exact movement and location of components for the building and maintenance of the Station. So, astronauts from inside the Space Station are able to operate the Mobile Servicing System by using this Space Vision System. Aside from the CSVS, the next Canadian robot to be brought to space is the SSRMS. When it is brought to space to be installed to the Space Station during STS-100, its predecessor, the Canadarm will lift it from the payload (the inside) of Space Shuttle Endeavour and bring it to the International Space Station. This will be the first in a series of handshakes in space performed by these robots. Stay tuned for more exciting facts about robotsFirst,I explain the background robots,robot technology development,It should be said it is a common scientific and technological development of a comprehensive results,forthesocio-economicdevelopmentofasignificantimpactonascienceand technology.ItattributedthedevelopmentofallcountriesintheSecondWorldWarto strengthentheeconomicinputonstrengtheningthecountryseconomicdevelopment. Buttheyalsodemandthedevelopmentoftheproductiveforcestheinevitableresult ofhumandevelopmentitselfistheinevitableresultthenwiththedevelopmentof humanity,peopleconstantlydiscussthenaturalprocess,inunderstandingand reconstructingthenaturalprocess,peopleneedtobeabletoliberateaslave.Sothisis theslavepeopletobeabletoreplacethecomplexandengagedinheavymanual labor,Peopledonotrealizerightuptotheworldsunderstandingandtransformation ofthistechnologyaswellaspeopleinthedevelopmentprocessofanobjectiveneed.Robotsarethreestagesofdevelopment,inotherwords,weareaccustomedto regardingrobotsaredividedintothreecategories.isafirst-generationrobots,also knownasteach-typerobot,itisthroughacomputer,tocontroloveroneofa mechanicaldegreesoffreedomThroughteachingandinformationstored procedures,workinghourstoreadoutinformation,andthenissuedadirectiveso therobotcanrepeataccordingtothepeopleatthattimesaidtheresultsshowthiskind ofmovementagain,Forexample,thecarspotweldingrobots,onlytoputthisspot weldingprocess,afterteaching,anditisalwaysarepeatofaworkIthasthe externalenvironmentisnoperceptionthattheforcemanipulationofthesizeofthe workpiecetheredoesnotexist,welding0SItdoesnotknow,thenthisfactfrom thefirstgenerationrobot,itwillexistthisshortcoming,itinthe20thcentury,the late1970s,peoplestartedtostudythesecond-generation robot,calledRobotwiththe feelingthatThisfeelingwiththerobotissimilarin functionofacertainfeeling,for instance,forceandtouch,slipping,visual,hearingandwhoisanalogoustothatwith llkindsoffeelings,sayinarobotgraspingobjects,Infact,itcanbethesizeof afeelingout,itcanthroughvisual,tobeabletofeelandidentifyitsshape,size,color Graspinganegg,itadoptedaacumen,awareofitspowerandthesizeoftheslide. Third-generationrobots,wewerearoboticsidealpursuedbythemostadvanced stage,calledintelligentrobots,Solongastellitwhattodo,nothowtotellittodo, itwillbeabletocompletethecampaign,thinkingandperceptionofthis man-machinecommunicationfunctionandfunctionWell,thiscurrentdevelopment orrelativeisinasmartpartoftheconceptandmeaningButtherealsignificanceof theintegrityofthisintelligentrobotdidnotactuallyexist,butaswecontinuedthe developmentofscienceandtechnology,theconceptofintelligentincreasinglyrich, itgrowseverwiderconnotations.Now,Iwouldliketobrieflyoutlinesomeoftheindustrialrobotsituation. So far,the industrialrobotisthemostmatureandwidelyusedcategoryofarobot,now the worldstotalsalesof1.1millionTaiwan,whichisthe1999statistics,however,1.1 millioninTaiwanhavebeenusingtheequipmentis75million,thisvolume is notsmall.Overall,theJapaneseindustrialrobotsinthisone,isthefirstofthe robots tobecometheKingdom,theUnitedStateshavedevelopedrapidly.Newly installed inseveralareasofTaiwan,whichalreadyexceedsJapan,Chinahasonly just beguntoenterthestageofindustrialization,hasdevelopedavarietyof industrial robotprototypeandsmallbatchhasbeenusedinproduction.Spotweldingrobotistheautoproductionline,improveproductionefficiency and raisethequalityofweldingcar,reducethelaborintensityofarobot. Itis characterizedbytwopairsofrobotsforspotweldingofsteelplate,bearinga great needfortheweldingtongs,generalindozensofkilogramsormore,thenits speed inmetersperseconda5-2meterofsuchhigh-speedmovement.Soitis generally fivetosixdegreesoffreedom,load30to120kilograms,thegreatspace, probably expectedthattheworkofasphericalspace,ahighvelocity,theconcept of freedom,thatistosay,Movementisrelativelyindependentofthenumber of components,theequivalentofourbody,waistisarotary degreeoffreedom. Wehavetobeabletoholdhisarm,Armcanbebent,thenthisthreedegrees of freedom,Meanwhilethereisawrist of freedom. We will be able to space the three locations, three postures, the robot fully achieved,and of course we have less than six degree of freedom.Have morethansixdegreesoffreedomrobot,in different occasions the need to configure.Thesecondcategoryofservicerobots,withthedevelopmentofindustrialization, especiallyinthepastdecade,Robotdevelopmentintheareasofapplicationare continuouslyexpanding,andnowaveryimportantcharacteristic,asweallknow, Robothasgraduallyshiftedfrommanufacturingtonon-manufacturingandservice industries,wearetalkingaboutthecarmanufacturerbelongingtothe manufacturingindustry,However,theservicessectorincludingcleaning, refueling,rescue,rescue,relief,etc.Thesebelongtothenon-manufacturing industriesandserviceindustries,sohereiscomparedwiththeindustrialrobot,itis averyimportantdifference.Itisprimarilyamobileplatform,itcanmovetosports, therearesomearmsoperate,alsoinstalledsomeasaforcesensorandvisual sensors,ultrasonicrangingsensors,etc.Itssurroundingenvironmentforthe conductofidentification,todetermineitscampaigntocompletesomework,this isservicerobotsoneofthebasiccharacteristics.Forexample,domesticrobotismainlyembodiedintheexampleofsomeofthe carpetsandflooringittotheregularcleaningandvacuuming.Therobotitisvery meaningful,ithassensors,itcanfurnitureandpeoplecanidentify,It automaticallyaccordingtoalawputtothegroundundertheroadallcleanedup. Thisisalsothehomeofsomerobotperformance.Themedicalrobots,nearlyfiveyearsofrelativelyrapiddevelopmentofnew applicationareas.Ifpeopleinthecourseofanoperation,doctorssurgery,isa fatigue,andtheothermanuallyoperatedaccuracyislimited.Someuniversitiesin Germany,which,facingthespine,lumbardiscdisease,theidentification,can automaticallyusetherobot-aidedpositioning,operationandsurgeryLikethe UnitedStateshavebeenmorethan1,000casesofhumaneyeballrobotsurgery, therobot,alsoincludingremote-controlledapproach,therightofsuch gastrointestinalsurgery,weseeonthetelevisioninside.amanipulator,aboutthe thicknessfingerssuchamanipulator,insertedthroughtheabdominalviscera, peopleonthescreenoperatingthemachineshand,italsousedthemethodoflaser lesionlasertreatment,thisisthecase, people would not have a very big damage tothe human body.Inreality,thisrightasahumanliberationisaverygoodrobots,medicalrobotsitis verycomplex,whileitisfullyautomatedtocompleteallthework,thereare difficulties,andgenerallyarepeopletoparticipate.ThisisAmerica,the developmentofsuchasurgeryLinBaianexample,throughthescreen,througha remotecontroloperatortocontrolanothermanipulator,throughtherealizationof therightabdominalsurgeryAfewyearsagoourcountrytheexhibition,the UnitedStateshasbeensuccessfulinachievingtherighttotheheartvalvesurgery andbypasssurgery.Thisrobothasinthearea,causedagreatsensation, butalso,AESOPssurgicalrobot,Infact,itthroughsomeequipmenttosomeof thelesionsinspections,throughamanipulatorcanbeachievedonsomepartsofthe operationAlsoincludingremotelyoperatedmanipulator,andmanydoctorsare abletoparticipateintherobotundersurgeryRobotdoctortoincludedoctorswith pliers,tweezersoraknifetoreplacethenurses,whilelightingautomaticallyto thedoctorsmovementslinked,thedoctorhandsoff,lightingwentoff,Thisis verygood,adoctorsassistant.Robotismankindsright-handman;friendlycoexistencecanbeareliablefriend.In future,wewillseeandtherewillbearobotspaceinside,asamutualaideand friend.Robotswillcreatethejobsissue.Webelievethattherewouldnotbe arobotappointmentofworkersbeinglaidoffsituation,becausepeoplewiththe developmentofsociety,Infactthepeoplefromtheheavyphysicalanddangerous environmentliberated,sothatpeoplehaveabetterpositiontowork,tocreatea betterspiritualwealthandculturalwealth.机器人的历史 机器人或机器人一样能自动化的概念可以追溯到中世纪时代。虽然那个时代的人没有一个词来描述我们最终称它为机器人，他们仍然 想象可以执行类似人类的任务机制。 在中世纪时期，通过隐藏运行机制的类似人类的装置的自动机，被用来打动在教堂做礼拜的农民，以为在一个更高的功率。 该自动机，像时钟插孔如图示，创造了自运动的错觉（在没有援助下移动）。时钟插孔是一个可以罢工时间的机械装置，在钟上用它的轴。这项技术在13世纪几乎是闻所未闻。所以，想象一下这是多么令人振奋，自动机就是某个人，就像你！ 在18世纪，微型自动机成为上流社会非常受欢迎的玩具。他们所做的外观和运动就像人或小动物。在图片中漂亮的音乐家制造在1890年左右，她可以把她的头从一边转到另一边同时用她的双手在演奏乐器，而且与她的脚保持时间的同步。 在文学中，人们的丰富的想像力，往往反映我们所着迷的，创造人造生命的想法。1818年，玛丽雪莱写了科学怪人，一个关于制造类似人类的故事。对于谢莉，一个看起来像人的机器人，但是他有像一台机器功能的能力。它制造与人体组件，可以可以通过螺母和螺栓固定在一起。请注意，甚至有夹子保持头顶在一起！雪莉考虑到机器人必须是大于一个普通的人，并且必须有超人类的力量。 1921年，卡雷尔恰佩克，捷克剧作家，想出了一个聪明的，人为地创建人，他称之为“机器人”。单词“机器人”是捷克的工人没有被翻译逐渐并入英语中的。正如你可以看到，即使一百年之后，雪莉的科学怪人，恰佩克机器人的想法仍然是一个建立中类似于人形的人。你可以在图片中看到，机器人看起来更加僵化，机器般像女人站在它旁边。 虽然机器人的概念已经存在了很长时间，但直到1940年，随着电脑的到来的现代机器才被生产。 该机器人一词指的是机器人的研究和使用;它是约1941年首次被科学家和作家艾萨克阿西莫夫所使用。也正是阿西莫夫在他的短篇故事环舞中提出了下面的“机器人定律”：一，机器人不得伤害人类，或袖手旁观坐视一个人是要受到伤害。 . 二，（.），机器人必须服从人类给它的命令除外如该命令将与第一定律相冲突。 . 三，机器人必保护自己的存在只要这种保护不与第一或第二定律相冲突。 艾萨克阿西莫夫 机器人真的成了一个流行的概念是在1950年代后期60年代初期。伴随当时的汽车产业全面扩张，工业机器人被用来帮助工厂操作员。 工业机器人不具备古往今来我们一直梦想的想象力，类似人类的外表。他们是计算机控制的机械手，像胳膊和手，他们可以焊接或喷涂汽车，因为他们形成了一条装配生产线。 事实上，工业机器人是如此的不同于过去的你可能甚至不承认的机器人的概念。 你知道吗，在北美第一台可使用的工业机器人之一出现在1960年代初在安大略省基奇纳一家糖果厂？ 机器人可以去人类不能去的地方。事实上，机器人的创建是为了帮助人类，尤其是在高风险或危险的情况。机器人可以停用炸弹，去一个活跃的边缘火山，运输危险物品，探索海底并且，即使在人类已知的最恶劣的环境中执行任务：空间。 那么，为什么空间是如此恶劣的环境？首先，在空间中没有氧气，温度的范围可以从阳光下120度变化到在地球挡住太阳的黑暗中-100度。如果没有适当的保护，像一个飞船，甚至是步行者使用的空间EVA外衣，生存空间是不可能的。 维修时必须在航天器外面做，宇航员有时需要离开航天飞机或者空间站。这些出舱活动都非常危险的，因此，机器人在空间在中用来执行任务为了限制的舱外活动开展的数量。 一个空间机器人是什么样子？正如我们所看到的，今天的机器人并不像人类。一个人是由一个不同的有形成分，像头 - 在大脑将消息发送到身体的其他部分;双臂和双手抓握和 操纵对象