【《四自由度关节型搬运机器人结构计算设计》9700字】

四自由度关节型搬运机器人结构计算设计摘要本文的研究对象是设计一个四自由度关节型机器人。在经过一系列的对其组成结构的分析与各零部件的选型，一个较为通用的搬运机器人也由此跃然纸上。并且在机器人设计时对零部件结合优缺点与使用条件进行种类的选取以及参数的确定，对机器人的安全性和环保性也进行了分析，还考虑了政策法规的等因素。该机器人能够实现机身的俯仰、回转和手部的夹紧等动作，可以精确的控制对棒料进行搬运。本文着重对搬运机器人的总体设计方案、机构及控制系统从理论上进行了详细的分析和设计。本文所设计机器人主要由机械本体、驱动系统、控制系统三个基本部分组成。在控制系统的设计中,采用PLC进行控制,并对控制系统的硬件原理做了分析，对程序也进行了编译;在驱动系统设计中,主要动作采用电机驱动[1]。在设计中还对一些重要的零件进行了有限元分析，对其进行了静应力分析，使之科学合理的符合实际，保证此次设计符合要求。关键词：有限元分析、PLC、搬运机器人、关节型目录TOC\o"1-3"\h\u17891绪论 1151481.1前言 1312961.2机器人发展轨迹 181431.3国内机器人发展 1260321.4国外研究概况 2112602机器人总体设计 3144812.1结构的分析和确定 3184372.2机器人结构拟定 3176292.2.1组成部分 4225902.2.2手部 4123612.2.3机器人主体 486542.2.4驱动装置 440312.2.5控制系统 5123162.2.6总体结构与运行方式 5152113主要机构的设计及计算 749873.1手部设计计算 781303.1.2手部夹紧力的计算 8302673.1.3夹紧驱动力的计算 858493.3俯仰机构的设计 -12-181923.3.1轴承的选择 -14-178293.3.2电机的选型计算 -14-30523.4回转机构 -16-185663.5有限元分析 -21-197884控制系统的设计 -23-322804.1整体分析 -23-272114.2状态图的编写 -24-138564.3PLC梯形图设计 -26-155534.4PLC程序设计 -27-22574结论 -29-19196参考文献 311绪论1.1前言现代工业机器人技术的蓬勃发展，让工业机器人的需求正在迅速增长。机器人的出现是工业自动化新阶段柔性社会所需求的，是社会经济发展的必然产物[2]。随着社会的不断进步，机械化和自动化也随之得到蓬勃的发展，在这一过程中也应运发展起来了搬运机器人这样一种新型装置。时间来到当今世界，这一新型发展产物已被大量的工业制造流水线广泛应用。即便目前与人手比还不如人手灵活，不过因为它有着不像人人一样会感到疲劳，枯燥，可不断重复劳动，能在狭窄的，对人有害等这类特殊场景使用，并且最重要的是可搬运重量远大于人的优点，所以广受欢迎。研究机器人可以提高生产过程中的自动化程度，有效地完成工业生产的各种操作过程，以及一些人类无法完成的操作，从而提高劳动生产率，降低生产成本。当今工业搬运机器人有以下发展趋势：（1)机械结构向模块化和重构化发展；(2）控制系统向基于PC的开放式控制器方向发展；（3)多传感器融合配置技术；(4)数字伺服驱动技术；(5)视觉技术；(6）网络技术等，但目前国内外大型工业机器人较多，但小型机器人较少，结构复杂，价格昂贵[3]。1.2机器人发展轨迹20世纪中叶第一个工业机器人诞生了，它是由控制技术和机械手相组合起来的由恩格尔伯格创造的作品。在那时，人们想要得到更高的空间定位精度，用来降低串联机制累积的系统误差，于是提出了教学和再现的编程方法，让重复定位精度差不多比绝对定位精度高出一个量级。哪怕到了到当今这个世界，这个编程方法依然很优秀，并且仍然被大部分新鲜出炉的工业机器人广泛运用。从20世纪60年代初到70年代初，机器人技术的发展相对较缓慢，许多研究机构和公司的努力都没有成功。这一阶段的主要成就包括Sri1968年开发的移动智能机器人和辛辛那提·米拉克伦1973年制造的第一个机器人T3。几年后，时间来到70年代，机器人在人工智能学界引起了巨大关注。因为机器人的出现，带给了人们许多意想不到的收获，而机器人的发展也为科技的发展提供了新的动力。大多数人意识到了有着这样一颗冉冉升起的新星，将可能为人工智能领域指明前进的方向。很多国家科学界、工业界和相关政府部门在这一观点出现后很快就认可了，并意识到其中可能带来的机遇。从那以后自动控制理论、计算机和航空航天技术开始飞速发展，当时间来到70年代中段，机器人技术更是在20世纪迎来了一个蓬勃发展的黄金时期。到20世纪70年代末，工业机器人有了更大的发展。进入20世纪80年代后，机器人生产继续保持20世纪70年代末的发展势头，现在，机器人制造已经成为增长最快、经济最好的部门之一[4]。1.3国内机器人发展凭心而论，对于机器人这项技术的研究我国其实开始的很早，紧跟着时代的潮流，并不比国外晚很多。让时间回到40年前，此时国外的机器人技术刚好迎来发展的黄金时期，而于此同时我们国家的北京自动化研究所和沈阳自动化研究所也在此时开展了机器人技术的相关研究工作。不过，因为国内种种复杂的原因，这项技术在我国的研究和应用推广非常缓慢。直到1990年代初，开发了大约150套，其中大多数用于示范，不能用于生产实践。这些机器人也是第一代演示机器人，这与当时世界上25万台机器人的总数有很大的不同。造成这种现象的原因有很多，这与机器人领域的本科设计（论文）小组和机器人教学薄弱有关。自1990年代以来，情况有所改善。在早期的“86计划”项目中，国家科委和国家自然科学基金也意识到这一类技术发展的重要性与必要性，将一项重要研究内容定为机器人技术，并先后下拨资金和立项了与之相关的研究项目。当大家明白了这一类技术的重要性后，与能自动化运行的机械构建教学相关的课程和与能自动化运行的机械构件相关的研究也在许多能自主研究的高水平学校开展开来。一直持续到现在这个时间，我国的机器人技术研究工作已经取得了一些重要的成果。在一些技术领域，它已接近国际先进水平。例如，我国开发的水下机器人可以无电缆潜水到水下6000米，具有独立的功能。这项技术已达到国际先进水平。不过不得不面对的现实是，此时我们才起步，关于智能机器人的相关研究也只是还刚刚兴起而已，机器人传感器技术和机器人特殊控制系统的研究仍相对较薄弱。此外，在机器人的应用中，我国甚至更加落后。在国内自主开发的机器人中，能真正应用于生产部门并具有较高可靠性与良好工作性能的并不多。（不过在这方面，北京自动化学院研发的PJ型喷漆机器人是中国一种值得骄傲的机器人。其性能指标已与世界同类指标相当。此外，它还通过了生产线的长期测试，并得到了用户的好评。现在它已经大规模生产了）。值得一提的是，近年来，中国在汽车和电子行业引进了许多生产线，有许多配套机器人装置。此外，国内一些大学和科研机构也购买了一些国外机器人。这些“外国机器人”的引进也为我国在相关领域的研究工作提供了很多参考[5]。1.4国外研究概况国外搬运机械手的发展趋势是开发一种智能搬运机械手。从而使它具有一定的感知能力，并能够反馈外部条件的变化，并做出相应的变化。视觉功能即是将电视摄像机和光学距离传感器（距离传感器）安装在操纵器上，触摸功能是将触觉反馈控制装置安装在操纵器上。在工作时，机械手首先伸出手指来寻找工作，并通过手指上安装的压力敏感元件产生触觉效果，然后向前伸展以抓住工件。总之，随着传感器技术的发展，机械手的装配能力将得到进一步的提高，更重要的是将搬运机械手，柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而从根本上改变目前机械制造系统的人工操作模式[6]。1.5设计内容和研究计划设计内容：要求设计一台四自由度关节型搬运机器人。抓重：280N；棒料：￠26mm驱动：电动；控制：PLC及行程开关；坐标：关节型转动行程：900-2700ὼ<900/s研究计划：1.知识储备，查阅资料2周2.机器人总图3周

3.主要部件图4周4.主要零件图2周5.电气原理图1周2机器人总体设计2.1结构的分析和确定主要形式有：(1)直角坐标型机器人这一类的机器人能够进行直线移动在X、Y、Z这三个方向上，沿X轴可以做横向移动，沿Y轴可以进行上下的升降运动，沿Z轴可以进行伸缩的运动。其优势是有三个关节能够互不影响，独立控制，并且控制也相对较为简单，作业精度较高，定位的精度也很高；但灵活度小，通用性差，占的空间较大。(2)极坐标型机器人极坐标型机器人轴线按极坐标配置，运动学模型较复杂，但占用空间较小，操作范围大且灵活。圆柱坐标型机器人由在直线方向上的位移和回转组成了这一类机械构件的运动系，它们分别是：当在绕Z轴进行回转的旋转运动；当在以X轴的直角坐标系下进行横向移动的时候可以完成的伸缩运动；以及Z轴进行上下移动的时候完成的升降运动这三种形式上的运动。凭借这一些形式完成运行的机械手就是圆柱坐标系机器人。在和直角坐标式这种形式的机器人相比的话，它的所占地的空间体积较小，且能够移动的范围小，内部结构不算复杂，与此同时也能有比较高的定位精度，因为这些优点它的应用就比较广泛，但是因为此类机器人的结构原因，使得它在Z轴方向最低位置有很大限制，地面物料很难进行夹紧抓取。关节型机器人可以由转动的关节全部来代替完成此类机械构件的运动，与人的手臂相符合程度比较高，不同的关节由轴承和法兰完成相互之间的连接，用来完成不同关节之间的旋转移动。它可以用三个回转运动去带动整个机构的运动，这些运动其中包括带动大手臂进行运动，这一类运动是俯仰运动；还有带动小手臂的运动，这也是在实现俯仰运动，最后是完成大手臂的回转运动。它有很多突出的优点：如作业的半径较大、完成动作比较灵活，遇到障碍物时可以进行躲避的能力突出，可以使用的场合范围广，这类机器人结构形式在现如今的市场是比较主流的。它比较明显的缺点是缺少平衡能力的自我调节，当进行定位时精度较为差劲，它本身所需的控制系统相对而言更为繁琐，生产成本也比较高。经过比较，按照作业环境和任务的要求，在通过仔细的比较和较为重要的分析思考之后，本次设计选择了关节型机器人。2.2机器人结构拟定本设计参考设计的原型如图2.1所示；图2.1参照设计图2.2.1组成部分工业上使用的机器人通常由机械本体，驱动装置，控制系统这3大板块构成，根据不同的功能需求，有的工业用途的机器人还使用机器视觉技术。作工业用途的机器人的机械本体是执行机构，主要由底座、手臂、手腕、关节，末端执行器构成。作工业用途的机器人的操作动作的装置是由末端执行器来执行，由不同应用场合的作业需要，可以在其上安装各类夹具、工具或传感器等。驱动装置用以为工业机器人的机械本体提供动力，目前常用的工业机器人驱动方式主要有3种，即电气传动、液压传动以及气压传动。相较于液压传动与气压传动，电气传动由于能源供给便利、效率更高以及更具灵活性，在当前工业机器人设计中被广泛采用[7]。2.2.2手部此设计的搬运机械手的手部可看作末端执行器，其主要功能是夹紧用来实现对棒料的搬运作用。2.2.3机器人主体该机器人的俯仰机构可看作主要执行部件，通过它带动机械手和棒料，做下俯和上仰运动，来实现对棒料的搬运的功能。整个机器的旋转运动由回转机构来负责带动，拿来控制搬运棒料的位置。2.2.4驱动装置一般情况下，在实际生产中采用的驱动方式如图2.2所示：图2.2驱动方式本设计的搬运机器人采用电机驱动，这种方式控制精度较高，反应灵敏，对环境的影响几乎可以认为没有，经过以上这些对比可以知道采用电机驱动的是最优选择。2.2.5控制系统此次设计采用的控制系统是电气控制系统，能够使用事先设计好的程序，精确地控制手爪夹紧和松开棒料、俯仰机构的上仰下俯、回转机构的转动动作，以及这些动作应该达到的速度和需要花费的时间。这样可以使机器人的动作有条不紊，各个机构之间也不会产生冲突，能够安全高效的实现物料搬运。采用可编程控制器（PLC）系统，该系统性能优越，在实际生产生活中获得了广大设计者和使用者的认可。2.2.6总体结构与运行方式本文设计的搬运机器人运动方式说明：按下开关，图中右侧电机旋转，带动大手臂旋转，然后左侧电机启动，带动连杆运动，从而带动小手臂下俯，当下俯到指定位置，此时手爪夹紧抓取棒料，小手臂上仰到一定角度，然后大手臂正向旋转，到指定位置，随后手爪松开棒料，完成搬运。此次设计的搬运机器人的三维图如图2.3和2.4所示：图2.3搬运机器人三维图1图2.4搬运机器人三维图23主要机构的设计及计算3.1手部设计计算3.1.1手部结构机械手的手部结构是机械手中与目标物体直接接触的最终执行机构，其结构应根据目标物体的特点，机械手的整体动作精度要求以及机械手的成本等因素确定[8]。本设计为搬运直径26mm，重量为280N的棒料，棒料较小，较轻，选择结构较简单，容易制造，成本也较低的双支点回转型手部结构。机械手总体设计的三维图如图3.1所示：图3.1手部三维图如图3.1所示，丝杆的伸缩带动手指开合，实现夹紧松开的功能。在进行相关计算时，受力分析是必不可少的，如图3.2所示：图3.2受力图3.1.2手部夹紧力的计算当对机械爪的手部进行一些设计时，手爪夹紧棒料时的夹紧力是很重要的依据。棒料虽然重量较轻，不过为了使结果更贴近现实，让机器人在实际工作中能够保持可靠的夹紧状态，计算时对棒料受到的重力影响便不可以忽视。夹紧力可按公式：F(3-1)式中K1：安全系数，通常取1.2～2.0；这里取K1=2.0K2：工作情况系数，主要考虑惯性力的影响。K2可近似按下式估算K2=1+ag=1+4.9/(3-2)其中a：运载工作时重力方向的最大上升加速度；取a=4.9m/s2g：重力加速度，g≈9.8m/s2；K3：方位系数，取K3=0.5;G：被抓取工件所受重力(N);由设计要求取G=280N;FN≥K1(3-4)则FN可取值420N。3.1.3夹紧驱动力的计算手爪的尺寸如图3.3所示：图3.3手爪尺寸图根据驱动力公式：F(3-5)取b=80m；a=200mm；则F计算=（2x200/80）xcos2（30°）x420N=1575N取η=0.85F驱=F计算η=(3-6)选择电机：电动机类型如图3.4所示：图3.4电机类型图因为机械手要执行精确的夹紧工作，所以选择控制性好，误差小的步进电机驱动。步进电机驱动有着运行很平稳的特性，所以在其工作的移动中将其作为匀速运动计算是可行的，则可以采用以下计算公式：Ta=其中：Ta——驱动扭矩单位N·mm；Fa——轴向负载单位NI——丝杆导程单位mm，取I=3.5mmn1——进给丝杆的正效率Fa=F+μmg，此处不考虑切削力，综合摩擦系数取μ=0.01，选择手爪材料为Q235，根据SolidWorks生成的三维视图用质量评估可知手部和棒料重量一共为300N左右,得Fa=1853+9.8×0.01×300N=1882.4N取n1=0.94，则所需驱动扭矩为Ta==29.4x3.5/(2x3.14x0.94)=1115.5kgf·mm≈10.9N·m则步进电机所需输出扭矩：其中：i——减速比这里取i=8n——减速器效率这里取n=0.97则所求电机所需扭矩T=10.9/(8x0.97)=1.4N·m根据所求得的丝杆驱动扭矩选择型号为FL57BYG803018型的步进电机，其参数为：静转矩1.8N·m，轴长25mm，机身长80mm,重量1.1kg，步距角1.8°，该电机是由北京飞凌东泰电子技术有限公司所生产。3.3俯仰机构的设计俯仰机构的设计主要目标是能够带动手部和小臂进行上仰下俯运动，接着运动到指定位置将棒料进行夹紧抓取，然后搬运到指定位置。该机构设计结构三维图如图3.4所示：图3.4俯仰结构三维图从图里可以看出，大手臂旋转，带动小手臂下俯，此时手爪抓取棒料，然后大手臂反向旋转，小手臂上仰到一定角度后手爪松开棒料，完成搬运。其三视图如图3.5所示：图3.5俯仰结构三视图3.3.1轴承的选择大臂和小臂之间连接的轴承选择：此处的连接的轴承主要受力为径向力，连接处的轴直径为30mm,所以选择深沟球轴承，轴承代号为6006，其尺寸dxDxB:30mmx55mmx13mm。连杆两端连接的轴承选择：此处的连接的轴承主要受力为径向力，连接处的轴直径为25mm,所以选择深沟球轴承，轴承代号为6005，其尺寸dxDxB:25mmx47mmx12mm。驱动臂座与大臂之间连接的轴承选择：此处的连接的轴承主要受力为径向力，连接处的轴直径为40mm,所以选择深沟球轴承，轴承代号为6008，其尺寸dxDxB:40mmx68mmx15mm。传动杆与减速器输出轴之间连接的轴承选择：此处的连接的轴承主要受力为径向力，连接处的轴直径为35mm,所以选择深沟球轴承，轴承代号为6007，其尺寸dxDxB:35mmx62mmx14mm。3.3.2电机的选型计算转动惯量的平行移轴公式：J=i手腕回转的电机选型:J棒==47.6kg·m2J手==6.8kg·m2J1=J棒+J手=47.6+6.8=54.4kg·m2所需转矩：T=J1=54.4x2π=339.5N·m,取340N·mT需其中：i——减速比这里取i=80n——减速器效率这里取n=0.97则电机所需扭矩T需=340/(80x0.97)=4.38N·m根据所求得的驱动扭矩使用型号为FL86BYG94型的步进电机，其参数为：静转矩4.4N·m，轴长30mm，机身长94mm,重量3.58kg，步距角1.8°，该电机是由北京飞凌东泰电子技术有限公司所生产。驱动小臂的电机选型:J小臂==28.7kg·m2J2=J1+J小臂=54.4+28.7=83.1kg·m2所需转矩：T=J1=83.1x2π=522.1N·m,取550N·mT需其中：i——减速比这里取i=30n——减速器效率这里取n=0.97则电机所需扭矩T需=550/(30x0.97)=18.9N·m根据所求得的驱动扭矩选择型号为FL110BYG150型的步进电机，其参数为：静转矩21N·m，轴长56mm，机身长150mm,重量8.4kg，步距角1.8°，该电机是由北京飞凌东泰电子技术有限公司所生产。驱动大臂的电机选型:J大臂==26kg·m2J3=J2+J大臂=83.1+26=109.1kg·m2所需转矩：T=J1=109.1x2π=685.5N·m,取700N·mT需其中：i——减速比这里取i=30n——减速器效率这里取n=0.97则电机所需扭矩T需=700/(30x0.97)=24.1N·m根据所求得的驱动扭矩选择型号为FL130BYG220型的步进电机，其参数为：静转矩30N·m，轴长45mm，机身长220mm,重量13kg，步距角1.8°，该电机是由北京飞凌东泰电子技术有限公司所生产3.4回转机构对于这个机构，可以说是整个机构中最为关键的一个机构，因为它承担整个机构的回转任务，其承受的载荷是整个机构的载荷，是最为基础的也最为重要的一个点。蜗轮蜗杆传动有以下特点：（1）传动比大，结构紧凑。（2）传动平稳，无噪声。（3）具有自锁性。（4）传动效率低，磨损较严重。在经过对一系列减速器的对比考虑后，蜗轮蜗杆传动机构特点最为符合设计要求，所以决定使用这一方式来构成底座回转机构。它主要是由蜗轮和蜗杆两个基本构件组成。这一次回转机构的设计中，电机主轴与联轴器和蜗杆连接在一起，然后蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动主轴转到，整个俯仰机构连接在这根主轴上，从而带动整个机构的转动。三维图如图3.6所示，二维图如图3.7所示：图3.6回转装置三维图图3.7回转装置三视图3.4.1蜗杆如图3.8所示：图3.8蜗杆d1=46mm,d2=50mm,d3=64mm,d4=58mm,d5=64mm,d6=50mm。轴承的选用：蜗杆主要承受径向力，d6=50mm，所以选择深沟球轴承，轴承代号为6010，其尺寸dxDxB:50mmx80mmx16mm。3.4.2蜗轮如图3.9所示：图3.8蜗轮3.4.3主轴如图3.9所示：图3.9主轴3.4.3电机的选用用SolidWorks分析质量，可知整个俯仰机构加上要搬运的棒料的质量约为350kg，再加上电机以及一些零部件约50kg左右，所以回转机构总重约400kg,承受的负载重约W=3920N。整个机构底座机构的接触面的摩擦因数μ=0.5。受力分析如图3.10所示：图3.10受力分析图转动受的阻力f：F=μW=0.5×3920=1960N转动受的阻力矩：T=FR=1960×100×0.001=196N•mT需其中：i——减速比这里回转机构设计的蜗轮蜗杆i=8n——减速器效率这里取n=0.97则电机所需扭矩T需=196/(8x0.97)=25.3N·m根据所求得的驱动扭矩选择北京飞凌东泰电子技术有限公司的步进电机，型号为FL130BYG220型，其参数为：静转矩30N·m，轴长45mm，机身长220mm,重量13kg，步距角1.8°3.5有限元分析有限元分析就是对各个单元进行分析，将其拆分成相互关联的不同单元，然后便能得到相应部件的受力情况。SolidWorks软件在机械结构的有限元分析中有很广泛的应用，本次检验将借助SolidWorks进行分析。本次选用的静应力分析计算通常用来解决由于外部载荷的作用引发的位移、应力和力矩带来的影响。并且静应力分析是非常适合用来求由于惯性力和阻尼引起的对于结构所带来的影响不是很明显的问题在大臂受力最大的情况下，对其进行受力分析。图3.8所示为固定点，图3.9为受力情况：图3.8固定点图3.9大臂受力情况图进行有限元分析的须知45钢的密度、泊松比µ、弹性模量E。这些参数均可以从45钢力学性能如图3.10所示：图3.10力学性能图经过计算后，大臂受到1960N的支持力，360N·m的扭矩，1960N的重力，将数值输入软件，得到的结果如图3.11所示：图3.11大臂有限元分析图从图中结果来看，整个零件的应力分布较为均匀，没有应力集中的区域，变形的位移也很小，处于安全范围内。综上所述，经过SolidWorks有限元分析之后，可以得出大手臂的结构满足使用需求。4控制系统的设计4.1整体分析首先对整个机构如何运行进行合理的规划，选择合理的先后顺序进行设计，机构的每一个动作都面面俱到，如图4.1所示：图4.1顺序图下一步是PLC端子分配设计：进行端子分配时，该机器人占用PLC的16个端子，其中分别有8个输入端子和输出端子。PLC控制器的启动按钮的地址为X0，停止按钮的地址为X1，其中输出端的Y0和Y1输出脉冲指令。如图4.2所示：图4.2端子分配图4.2状态图的编写状态图可以表述控制的流程，能够有助于缕清设计思路，如图4.3所示：图4.3状态图4.3PLC梯形图设计进行梯形图设计时，运用之前状态图的思路，对梯形图进行设计。如图4.4所示：图4.4梯形图4.4PLC程序设计（1）说明1）当开关按钮按下之后，机器人将会进入自动运行状态。2）开启之后需要按复位按钮，这样做是为了每次的起点位置一模一样。3）STL为步进电机控制指令，执行完以后依靠RET指令返回母线。（2）PLC指令表如图4.5所示：图4.5程序图进行程序仿真时，输入语句表，运行过程如下：按下启动开关X0，触发S10步，Y0指示灯点亮，大臂下俯按下下限位开关X2，触发S11步，Y1指示灯点亮，小臂下俯。按下俯限位开关X3，触发S12步，棒料被夹紧。延时0.5s后，常开的T1闭合，Y3指示灯点亮，S13步被触发，做小臂上仰运动。按下上限位开关X4，触发了S14步，Y4指示灯点亮，做大臂上仰运动。按下旋转限位开关X5，触发了S15步，手臂顺转90°。按下启动开关X6，触发S16步，Y0指示灯点亮，大臂下俯。按下下限位开关X3，触发S17步，Y1指示灯点亮，小臂下俯。按下俯限位开关X4，触发S18步，棒料被松开。延时0.5s后，常开的T2闭合，Y3指示灯点亮，S19步被触发，做小臂上仰运动。按下上限位开关X4，触发了S20步，Y4指示灯点亮，做大臂上仰运动。按下旋转限位开关X5，触发了S21步，手臂逆转90°。结论通过这次四自由度关节型搬运机器人的毕业设计，对本科所学知识理解的更加透彻了，也重新了解了许多与之相关的工业机器人知识。有了这段经历，我的许多方面有了明显提升，在遇到困难很难继续往下一步走时，能够主动的去查阅相关的文献，并将之理解，最后可以将之运用到我的设计内容中。同时也对我现在所处的这个专业，未来要所处行业有了更多的了解。也深刻理解到了在环境和可持续发展的领域有着很大作用，所以在绿色环保方面，工业机器人更应起到带头作用，坚持绿色制造。本设计的机器人类型是关节型搬运机器人，它主要包括手部、俯仰机构、和回转机构三部分。对于回转机构来说，它承受的任务很多，既要承受整个机构的重量和转矩，也要保证整体的平稳和减速的目的，所以担任起了基石的任务，被安装在了机构的底座上。为了对所设计机构的合理性深入的了解，对本机构的一些零件用SolidWorks软件进行了有限元分析，通过这一操作可以使本次设计的实际使用性得到满足，让它更加的科学合理。而对于控制系统则采用了PLC电气系统，PLC比较简单而且可靠性很强，并且有一点很值得称赞的是，在对环境的不利影响这方面，电动系统是很小的，这对环境的保护是很有益的，对于可持续的发展是十分有利的，是科学合理的现代机械行业广泛使用的方法。在与老师和同学的探讨之中，学习到了很多，也暴露了自己很多方面的不足，不过这样的交流显然是受益匪浅的，对于自己的目标明确了许多，设计的任务也变得轻松很多。这也让我深刻地认识到个人能发挥的作用是有限的，团队合作是十分重要的。在初时的磕磕绊绊，不知道自己应该怎么做，到后面有了很明确的目标，有了问题也能自己去查阅资料解决，自己提升了很多。虽然这次设计还有许多不完善之处，存在像设计的机械结构还不够优化，现如今比较热门且好用的机器人视觉识别系统没有使用等问题，但我也比较满足了，因为自己确实已经从里面受益良多了。希望在以后的研究中能加以改进，能将更