通用工业机器人结构设计

通用工业机器人结构设计

摘要

在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。机械手就在这样的环境下诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸等机械器件组成；电气方面有步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。

本文简要介绍了工业机器人的概念，工业机器人的组成和分类，工业机器人的自由度和坐标形式，气动技术的特点及国内外的发展状况。

在设计中本文对通用工业机器人进行总体结构方案设计，确定了机器人的坐标形式和自由度，及机器人的相关技术参数。同时，设计了机械手的夹持式手部结构，机械手的手腕结构，机械手的手臂结构。计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。

关键字：机械手，机械结构，机电一体化

Universal industrial robot structure design

Author: Wang Peilin

Tutor: Xue Dongbing

Abstract

In the industrial production and other fields, as a result of the need, people are often subjected to high temperature, corrosive and toxic gases and other factors, an increase of labor intensity, and even life-threatening. Mechanical hand in this environment was born, the manipulator is a industrial robot system the traditional task of implementing agencies, is one of the key parts of a robot. Robot mechanical structure of the ball screw, rod, cylinder and other mechanical components; there are electrical stepping motor, driver module, sensors, switching power supply, electromagnetic valve, and other electronic components. This equipment has covered the programmable control technology, control technology, pneumatic technology, detection technology, is the typical electromechanical represents one of instruments.

This paper briefly introduces the concept of industrial robots, robot components and classification of industrial robot, degree of freedom and coordinates form, the characteristics of pneumatic technology and the domestic and foreign development condition.

In the design of the general industrial robot for the overall structure design, determine the robot coordinate form and degree of freedom robot, and the related technical parameters. At the same time, the design of the manipulator clamping type hand structure, the structure of robot wrist, the structure of the arm. The wrist to calculate the rotation of the driving torque required for driving torque and rotary cylinder.

Keywords: manipulator, mechanical structure, mechanical and electrical integration

目录

1绪论 ......................................................................................................................................... 1

1.1工业机器人概述 ........................................................................................................... 1

1.2工业机器人的组成和分类 ........................................................................................... 1

1.2.1工业机器人的组成 ............................................................................................. 1

1.2.2 机械手的分类 .................................................................................................... 3

1.3国内外发展状况 ........................................................................................................... 5

1.4 课题的提出及主要任务 .............................................................................................. 7

1.4.1 课题的提出 ........................................................................................................ 7

1.4.2 课题的主要任务 ................................................................................................ 8

2 机械手的设计方案 ................................................................................................................ 9

2.1 机械手的座标型式与自由度 .................................................... 错误！未定义书签。

2.2 机械手的手部结构方案设计 .................................................... 错误！未定义书签。

2.3 机械手的手腕结构方案设计 .................................................... 错误！未定义书签。

2.4 机械手的手臂结构方案设计 .................................................... 错误！未定义书签。

2.5 机械手的驱动方案设计 ............................................................ 错误！未定义书签。

2.6 机械手的主要参数 .................................................................... 错误！未定义书签。

2.7 机械手的技术参数列表 ............................................................ 错误！未定义书签。 3 手部结构设计 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

3.1 夹持式手部结构 ........................................................................ 错误！未定义书签。

3.1.1 手指的形状和分类 .......................................................... 错误！未定义书签。

3.1.2 设计时考虑的几个问题 .................................................. 错误！未定义书签。

3.1.3 手部夹紧气缸的设计 ...................................................... 错误！未定义书签。

4 手腕结构设计 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

4.1手腕的自由度 ............................................................................. 错误！未定义书签。

4.2手腕的驱动力矩的计算 ............................................................. 错误！未定义书签。

4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩 ........................................... 错误！未定义书签。

4.2.2 回转气缸的驱动力矩计算 .............................................. 错误！未定义书签。

4.2.3 手腕回转缸的尺寸及其校核 .......................................... 错误！未定义书签。

5 手臂伸缩，升降，回转气缸的尺寸设计 …… 此处隐藏：13272字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……