六自由度经济型桌面机器人.docx

摘要：如今的制造业正在蒸蒸日上的发展，国内的众多企业为保证生产出的产品的质量，提高生产效率，越来越看重生产的自动化，这样不仅可以提高效率，又可以解放劳动力。目前，六自由度机器人在自动化生产的过程中扮演着越来越重要的角色。因此，逐渐被国内大多数的企业所赞同。并且开始大面积的采用。工业机器人的应用程度和技术水平是反映一个国家生产自动化的重要凭证。机器人是集控制论、机械电子、计算机、仿生学等的产物，它在工农业、医学、建筑甚至军事等领域中均扮演重要角色。

这次是关于一个六自由度的桌面机器人设计，它是主要用于课堂教学以及展示的。本文对我国以及国外的机器人的研究情况首先作了说明，并且针对目前市场上的机器人进行了一些结构分析，然后是对本次的设计进行进一步的分析和设计，接下来主要讲的是关于本次设计中需要采用的最关键的装置：U型块和T型块。对整体方案和具体的机械结构，选取合适的传动方式，并且设计了关于六自由度机器人的底座、大臂、小臂和手部的结构，还对六自由度机器人的传动结构进行了分析，本次机器人为六自由度关节型的机器人，全部采用的是转动关节， 关节处采用减速机，齿轮传动，电机，蜗轮蜗杆传动相结合来实现各个自由度，从而实现我们所需要的运动。

关键词：6 自由度机器人；涡轮蜗杆；U型块；自动化

目录

摘要

ABSTRACT

第一章绪论-1

1.1引言-1

1.2桌面机器人的起源和发展-1

1.3有关机器人的分类-4

1.3.1按照用途划分:-4

1.3.2按照驱动方式划分：-5

1.3.3按照控制方式划分：-6

1.4桌面机器人的特点-6

1.5国内外机器人的发展现状及发展策略-7

1.5.1国外机器人的发展历程与现状-7

1.5.2国内的研究现状以及面临的挑战-8

1.6桌面机器人的未来与挑战-8

1.7六自由度桌面关节机器人运动控制的现实意义-9

第二章整体设计方案-10

2.1机器人的基本组成和它的工作原理-10

2.1.1执行机构-10

2.1.2驱动系统-11

2.1.3控制系统-12

2.1.4检测装置-12

2.2传动机构的选择-13

第三章六自由度关节机器人的机械结构设计-17

3.1电机进行选择的原则-17

3.2底座的设计与校核-17

3.2.1有关电机的选择-17

3.2.2据总体的扭转强度来计算轴颈的尺寸-18

3.2.3对底部蜗杆的结构进行预先的假设-18

3.2.4计算蜗轮轴应力的大小并绘制弯矩图与扭矩图-18

3.2.5有关蜗轮轴强度精确的校核-19

3.3大臂机构零件设计及强度校核-20

3.3.1有关大臂电机的选择-20

3.3.2U型块与T型块示意图-21

3.3.3有关U型块大齿轮轴的结构设计-22

3.3.4大齿轮轴中销有关的设计-22

3.3.5U型块的中间轴和套筒之间的键的设计-22

3.3.6小齿轮轴的设计-23

3.3.7大臂T型块中的螺钉的设计-23

3.3.8大臂端部定位联轴器的 4 个固定螺钉的设计-24

3.3.9小轴中有关销的设计-25

3.4小臂的俯仰机构零件设计及强度校核-26

3.4.1小臂电机的选择-26

3.4.2手部电机的选择-26

3.4.3小臂的U型块中螺栓组连接时所承受到的工作载荷进行计算-27

3.4.4 计算中间轴的倾覆力矩-27

3.4.5求U型块中间轴的每个螺柱所需要的预紧力-27

3.4.6计算中间轴螺栓的直径-28

3.4.7校核螺栓连接U型块和T型块时所承受的承载能力-28

第四章总结-30

致谢-31

参考文献-32