工业机器人毕业设计

I摘要机器人技术是综合了许多学科的知识，例如计算机、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，是当今研究领域十分重视的课题，机器人在很多领域都得到广泛应用。本毕业设计概述了工业机器人的分类、历史以及发展趋势。重在设计研制国产搬运机器人的主臂运动机构，该工业机器人由腰部和大小臂组成，腰部和肩部形成肩关节，大臂和小臂间形成肘关节，使大臂做回转运动和仰俯运动，小臂做回转运动和仰俯摆动。本文主要阐述了如何设计机器人腰部、肩部以及肘部这三个主要关节，每一个关节选择合适的驱动方式、传动方式，通过合适的减速装置最终达到所要求的转速。设计具体包括机器人关节类型确定，谐波减速器的基本结构、工作原理、主要特性介绍与选用以及其减速比的确定，各关节伺服电机的选择计算以及重要部件的具体设计及其校核，如齿轮的设计及校核，轴的设计及校核，轴承的选用及校核。关键词：工业机器人；搬运；机器人关节；谐波减速器IIAbstractRobotictechnologyiscomprehensiveknowledgeofthemanysubjects,suchascomputer,cybernetics,organizationlearning,informationandsensingtechnology,artificialintelligence,bionicsscienceandtheformationofhightechnologyandnewtechnology,itiscurrentresearchfieldattachtothesubjectinmanyfields,robotusedwidely.Thegraduationdesignsummarizestheclassificationofindustrialrobot,historyanditsdevelopmenttrend.Designanddevelopdomestichandlingrobotsonthemainarmmovementmechanism,theindustrialrobotcomposedbythewaistandbigforearm,thewaistandshouldershoulder,armformedformedbetweenandforearm,armelbowturnmovementandYangpronetodoexercise,forearmrotationmovementandpronetodoupswinging.Thispapermainlyexpoundshowtodesigntherobotwaist,shoulderandelbowthethreemainjoints,everyjointchooseappropriatedrivemode,transmissionmode,throughappropriatedecelerationdevicefinallytoreachtherequiredspeed.Designspecificincluderobotjointstype,theharmonicgearreducertodeterminethebasicstructure,workingprinciple,maincharacteristicintroductionandselectionanddeterminationofslowing,eachjointthanservomotorselectionandcalculation,andthespecificdesignandanimportantpartofgearcheck,suchasdesignandcheckthedesignandcheck,shaft,bearingchooseandchecking.Keywords：industrialrobot；Handling；Robotjoints；HarmonicgearreducerIII目录摘要--------------------------------------------------------错误!未定义书签。Abstract-----------------------------------------------------错误!未定义书签。第1章绪论------------------------------------------------错误!未定义书签。1.1工业机器人概述---------------------------------------错误!未定义书签。1.2工业机器人驱动方式-----------------------------------错误!未定义书签。1.3工业机器人的分类-------------------------------------错误!未定义书签。1.4工业机器人的历史-------------------------------------错误!未定义书签。1.5工业机器人的发展趋势---------------------------------错误!未定义书签。第2章工业机器人机构设计----------------------------------错误!未定义书签。2.1工业机器人的设计内容及要求---------------------------错误!未定义书签。2.2工业机器人的总体设计---------------------------------错误!未定义书签。2.3工业机器人的驱动方式选择-----------------------------错误!未定义书签。2.4谐波减速器介绍---------------------------------------错误!未定义书签。2.4.1谐波减速器简介---------------------------------错误!未定义书签。2.4.2谐波减速器基本结构-----------------------------错误!未定义书签。2.4.3谐波减速器工作原理-----------------------------错误!未定义书签。2.4.4谐波减速器的主要特性---------------------------错误!未定义书签。2.4.5谐波减速器的减速比-----------------------------错误!未定义书签。2.5机器人材料的选择-------------------------------------错误!未定义书签。2.5.1材料选择的基本要求-----------------------------错误!未定义书签。2.5.2结构材料介绍-----------------------------------错误!未定义书签。第3章机器人腰部关节的设计--------------------------------错误!未定义书签。3.1机器人传动机构分析-----------------------------------错误!未定义书签。3.2机器人腰部传动方案选择-------------------------------错误!未定义书签。3.3腰部交流伺服电机的选择-------------------------------错误!未定义书签。3.3.1机器人材料选用和质量估算-----------------------错误!未定义书签。3.3.2工业机器人整体受力分析-------------------------错误!未定义书签。3.3.3腰部交流伺服电机的选择计算---------------------错误!未定义书签。IV3.4腰部谐波减速器的选择---------------------------------错误!未定义书签。3.4.1德国Harmonic谐波减速器的特点------------------错误!未定义书签。3.4.2腰部谐波减速器的选择计算-----------------------错误!未定义书签。3.4.3选用谐波减速器具体尺寸的确定-------------------错误!未定义书签。3.4.4选用谐波减速器性能参数确定---------------------错误!未定义书签。3.4.5所选谐波减速器传递效率-------------------------错误!未定义书签。3.5选用谐波减速器输出轴承的确定-------------------------错误!未定义书签。3.5.1输出轴承参数-----------------------------------错误!未定义书签。3.5.2输出轴承公差选择-------------------------------错误!未定义书签。3.5.3推荐装配公差-----------------------------------错误!未定义书签。3.6齿轮的设计与校核-------------------------------------错误!未定义书签。3.7轴的设计与校核---------------------------------------错误!未定义书签。3.7.1轴的设计分析-----------------------------------错误!未定义书签。3.7.2初步计算轴的直径-------------------------------错误!未定义书签。3.7.3按弯扭合成强度计算-----------------------------错误!未定义书签。3.8轴承的设计和校核-------------------------------------错误!未定义书签。第4章机器人肩部关节的设计--------------------------------错误!未定义书签。4.1机器人肩部关节的设计分析-----------------------------错误!未定义书签。4.2肩部传动机构的设计-----------------------------------错误!未定义书签。4.3肩部关节伺服电机的选择-------------------------------错误!未定义书签。4.4肩部关节谐波减速器的选择-----------------------------错误!未定义书签。第5章机器人肘部关节的设计--------------------------------错误!未定义书签。5.1机器人肘部关节设计分析-------------------------------错误!未定义书签。5.2肘部传动机构的设计-----------------------------------错误!未定义书签。5.3肘部关节伺服电机的选择-------------------------------错误!未定义书签。5.4肘部关节谐波减速器的选择-----------------------------错误!未定义书签。参考文献----------------------------------------------------错误!未定义书签。结束语------------------------------------------------------错误!未定义书签。致谢--------------------------------------------------------错误!未定义书签。附录--------------------------------------------------------错误!未定义书签。-1-第1章绪论1.1工业机器人概述[5]机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而