警用排爆机器人机械臂设计.docx

摘要:目前，随着机器人技术的飞速发展，排爆机器人在全球日益严峻的恐怖袭击事件中扮演着重要的角色，是确保社会安定、减少人员伤亡的重要装备。而排爆机器人中的最重要常用的一部分就是机械臂，评论其性能的主要参考指标是其负载能力及是否灵活轻便。本文在查阅了国内外相关文献的有关内容，并结合切实的设计方案，将机械臂的运动方案和自由度确定了下来。查阅了机械臂的各种参数以及设计要求，并计算，最终得出相关的机数。在设计的过程中不断改进零件刚度不足的问题，使机械臂最终满足其作业时需求的应力以及应变的要求。通过查阅资料并结合相对成熟的有关警用排爆机器人的设计信息，最后结合最新有关警用排爆机器人的信息以及机械臂设计的相关知识来设计计算，并运用CAXA软件完成各零部件、总装图的绘制。

关键词 排爆机器人；机械臂；参数计算

目录

摘要

Abstract

1 前言-1

1.1 研究的背景与意义-1

1.1.1 研究的背景-1

1.1.2 研究的意义-1

1.2 国内外研究成果-2

1.2.1 国外研究成果-2

1.2.2 国内研究概况-4

1.3 主要的研究内容-6

1.3.1 排爆场景研究-6

1.3.2 论文结构-6

2 总体设计方案-8

2.1 结构的总体设计-8

2.2 主要零部件结构设计-8

2.2.1 俯仰臂的设计-8

2.2.2 关节结构设计-9

2.2.3 手爪的结构设计-9

2.2.4 手腕的结构设计-10

2.2.5 传动机构的选择-11

2.2.6 驱动装置的选择-11

3 校核计算-13

3.1 手爪相关计算-13

3.1.1 第一级齿轮传动-13

3.1.2 第二级直齿圆柱开式齿轮传动-13

3.1.3 第三级直齿圆柱开式齿轮传动-13

3.2手腕机构的相关计算和减速器选择-14

3.2.1 机构计算-14

3.2.2减速器的选择-14

3.2.3电机的选择-15

3.3手臂关节的设计-17

3.3.1 设计基本要求-17

3.3.2 设计方案的确定-18

3.3.3 俯仰臂截面结构计算-18

3.3.4 电动伺服推杆的设计-20

3.3.5 关节结构设计-27

3.4 驱动、传动装置的相关计算-28

3.4.1 机械手重量与力矩计算-28

3.4.2 电机的功率计算-28

3.4.3 减速器的选择-29

4 总结-31

参考文献-33

致谢-32