三自由度机器人机构设计

洛阳理工学院毕业设计（论文）I工业机器人设计摘要工业机器人是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力，受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机器人可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机器人是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。关键词：机器人，液压泵，自动化，优越性洛阳理工学院毕业设计（论文）IIIndustryRobotDesignABSTRACTIndustrymachinehandisindustryproduceofinevitableoutcome,itbethepartsoffunctionofakindofmimicryhumanbodyarms,accordingtoscheduletorequesttotransportaworkpieceorholdtoholdtooltocarryonoperationofautomationtechniqueequipments,torealizationindustryproduceautomation,pushindustryproduceoffurtherdevelopmenthavealreadyemphasizedtowantafunction.Asaresulthavestrongvitality,besubjectedtopeopleofextensivevaluewithwelcome.Practicecertificate,industrythemachinehandcanreplacehandofheavylabor,showZhaotoeaseaworkeroflaborstrength,improvementlaborcondition,exaltationlaborrateofproductionandautomationlevel.Theindustryproducemediumusuallyappearofbulkyworkpieceofporterageandlong-termmultifarious,monotonousofoperation,adoptionmachinehandisvalid.Inaddition,itcanatheat,lowtemperature,deepwater,cosmos,radioandotherpoisonous,pollutionundertheenvironmentconditioncarryonoperation,moremanifestationitsuperiority,havevastofdevelopmentprospect.KEYWORDS:MechanicanlRobot，Pump，Automation，Superiority洛阳理工学院毕业设计（论文）III目录前言................................................................................................1第1章机械手的组成与分类.............................................................21.1机械手的组成........................................................................21.2机器人的特点........................................................................21.3机器人的分类........................................................................3第2章抓取机构设计.........................................................................52.1手爪设计计算........................................................................52.2手爪驱动缸设计....................................................................72.3腕部设计................................................................................9第3章横梁立柱的设计...................................................................113.1液压缸组件及其设计..........................................................113.2托盘及其与液压缸的连接..................................................113.3立柱液压缸设计..................................................................123.4立柱与横梁托盘的连接......................................................12第4章底座托盘设计.......................................................................134.1计算转动惯量......................................................................134.2起动转矩计算......................................................................144.3最小轴径计算与键校核......................................................144.4选择轴承..............................................................................15第5章液压马达设计.......................................................................165.1马达外径计算......................................................................165.2叶片设计..............................................................................165.3紧固及连接方案..................................................................17第6章液压泵、电机的选择...........................................................186.1流量计算..............................................................................186.2选择液压泵..........................................................................196.3选择电机..............................................................................19洛阳理工学院毕业设计（论文）IV第7章机器人的控制.......................................................................207.1机器人的控制.......................................................................207.2机器人运行时的安全措施...................................................20结论..............................................................................................21谢辞..............................................................................................22参考文献..........................................................................................23洛阳理工学院毕业设计（论文）1前言机器人技术的发展，可以说是科学技术发展共同的一个综合性的结果，同时，也是为社会经济发展产生了重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，人类的发展随着人们逐渐的这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中,需求能够解放人的一种工具。那么这种工具就是代替人们去能够从事复杂和繁重的体力劳动，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。另一方面，人们有各种各样的好的想法，它也归功于电子技术，计算机技术以及制造技术等相关技术的发展而产生了提供了强大的技术保证。工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。我国工业机器人起步于70年代初，其发展过程大致可分为三个阶段：70年代的萌芽期；80年代的开发期；90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。目前我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上；一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术；工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术；机器人软件的设计和编程技术；运动学和轨迹规划技术；弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。洛阳理工学院毕业设计（论文）2第1章机械手的组成与分类1.1机械手的组成机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降