三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機器人設(shè)計說明書.doc

三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機器人-1-目錄目錄1中文摘要2Abstract2第1章緒論3第2章工業(yè)機器人的總體設(shè)計32.1工業(yè)機器人的組成及各部分關(guān)系概述32.2工業(yè)機器人的設(shè)計分析42.2.1設(shè)計要求52.2.2總體方案擬定52.2.3工業(yè)機器人的主要技術(shù)參數(shù)5第3章工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)設(shè)計63.1工業(yè)機器人的運動系統(tǒng)分析63.1.1機器人的運動概述63.1.2機器人的運動過程分析73.2工業(yè)機器人的執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計83.2.1末端執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計83.2.2手臂機構(gòu)設(shè)計113.2.3腰部和基座設(shè)計123.3工業(yè)機器人的機械傳動裝置設(shè)計183.3.1滾珠絲杠的選擇183.3.2諧波齒輪的選擇193.3.3聯(lián)軸器的選擇20第4章工業(yè)機器人的計算機控制系統(tǒng)概述204.1工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點及對控制功能的基本要求214.2計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計方案224.3硬件電路的組成22第5章工業(yè)機器人運行時應(yīng)采取的安全措施225.1安全要求225.2實施方法23鳴謝23參考文獻24三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機器人-2-中文摘要在工業(yè)上，自動控制系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)自動化機床控制，計算機系統(tǒng)，機器人等。而工業(yè)機器人是相對較新的電子設(shè)備，它正開始改變現(xiàn)代化工業(yè)面貌。本設(shè)計為三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機器人，其工作方向為兩個直線方向和一個旋轉(zhuǎn)方向。在控制器的作用下，它執(zhí)行將工件從一條流水線拿到另一條流水線這一簡單的動作,本文是對整個設(shè)計工作較全面的介紹和總結(jié)。關(guān)鍵詞：三自由度，圓柱坐標(biāo)，工業(yè)機器人AbstractIndustrially,automaticcontrolsystemsarefoundinnumerousapplications,suchasautomationmachinetoolcontrol,computersystemsandrobotics.Industrialrobotsarerelativelynewelectromechanicaldevicesthatarebeginningtochangetheappearanceofmodernindustry.Thisschemeintroducedacylindricalrobotforthreedegreeoffreedom.Itiscomposedoftwolinearaxesandonerotaryaxiscurrentcontrolonlyallowsthesedevicesmovefromoneassemblylinetootherassemblylineinspace,performrelativelysimpletaskes.Thispaperismorecomprehensiveintroductionandsumming-upfortheforthewholedesignwork.Keywords：threedegreesoffreedom,cylindrical,Industrialrobot三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機器人-3-三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機器人設(shè)計專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化，學(xué)號：2001121622，姓名：劉建軍指導(dǎo)老師：李作全第一章緒論機器人工程是近二十多年來迅速發(fā)展起來的綜合學(xué)科。它集中了機械工程、電子工程、計算機工程、自動控制工程以及人工智能等多種學(xué)科的最新研究成果，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一，也是我國科技界跟蹤國際高科技發(fā)展的重要方面。工業(yè)機器人的研究、制造和應(yīng)用水平，是一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的象征，正受到許多國家的廣泛重視。目前，工業(yè)機器人的定義，世界各國尚未統(tǒng)一，分類也不盡相同。最近聯(lián)合國國際標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國機器人協(xié)會給工業(yè)機器人下的定義：工業(yè)機器人是一種可重復(fù)編程的多功能操作裝置，可以通過改變動作程序，來完成各種工作，主要用于搬運材料，傳遞工件。參考國外的定義，結(jié)合我國的習(xí)慣用語，對工業(yè)機器人作如下定義：工業(yè)機器人是一種機體獨立，動作自由度較多，程序可靈活變更，能任意定位，自動化程度高的自動操作機械。主要用于加工自動線和柔性制造系統(tǒng)中傳遞和裝卸工件或夾具。工業(yè)機器人以剛性高的手臂為主體，與人相比，可以有更快的運動速度，可以搬運更重的東西，而且定位精度相當(dāng)高，它可以根據(jù)外部來的信號，自動進行各種操作。工業(yè)機器人的發(fā)展，由簡單到復(fù)雜，由初級到高級逐步完善，它的發(fā)展過程可分為三代：第一代工業(yè)機器人就是目前工業(yè)中大量使用的示教再現(xiàn)型工業(yè)機器人，它主要由手部、臂部、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。它的控制方式比較簡單，應(yīng)用在線編程，即通過示教存貯信息，工作時讀出這些信息，向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，執(zhí)行機構(gòu)按指令再現(xiàn)示教的操作。第二代機器人是帶感覺的機器人。它具有尋力覺、觸覺、視覺等進行反饋的能力。其控制方式較第一代工業(yè)機器人要復(fù)雜得多，這種機器人從1980年開始進入了實用階段，不久即將普及應(yīng)用。第三代工業(yè)機器人即智能機器人。這種機器人除了具有觸覺、視覺等功能外，還能夠根據(jù)人給出的指令認識自身和周圍的環(huán)境，識別對象的有無及其狀態(tài)，再根據(jù)這一識別自動選擇程序進行操作，完成規(guī)定的任務(wù)。并且能跟蹤工作對象的變化，具有適應(yīng)工作環(huán)境的功能。這種機器人還處于研制階段，尚未大量投入工業(yè)應(yīng)用。第2章工業(yè)機器人的總體設(shè)計2.1工業(yè)機器人的組成及各部分關(guān)系概述三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機器人-4-圖2-1工業(yè)機器人的組成圖它主要由機械系統(tǒng)(執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng))、控制檢測系統(tǒng)及智能系統(tǒng)組成。A、執(zhí)行系統(tǒng)：執(zhí)行系統(tǒng)是工業(yè)機器人完成抓取工件，實現(xiàn)各種運動所必需的機械部件，它包括手部、腕部、機身等。（1）手部：又稱手爪或抓取機構(gòu)，它直接抓取工件或夾具。（2）腕部：又稱手腕，是連接手部和臂部的部件，其作用是調(diào)整或改變手部的工作方位。（3）臂部：是支承腕部的部件，作用是承受工件的負荷，并把它傳遞到預(yù)定的位置。（4）機身：是支承手臂的部件，其作用是帶動臂部自轉(zhuǎn)、升降或俯仰運動。B、驅(qū)動系統(tǒng)：為執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動力，并驅(qū)動其動力的裝置。常用的機械傳動、液壓傳動、氣壓傳動和電傳動。C、控制系統(tǒng)：通過對驅(qū)動系統(tǒng)的控