三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人.doc

三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)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(jī)器人的總體設(shè)計(jì)32.1工業(yè)機(jī)器人的組成及各部分關(guān)系概述32.2工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)分析42.2.1設(shè)計(jì)要求52.2.2總體方案擬定52.2.3工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)5第3章工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)63.1工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析63.1.1機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)概述63.1.2機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析73.2工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)83.2.1末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)83.2.2手臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)113.2.3腰部和基座設(shè)計(jì)123.3工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)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(jī)器人的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述204.1工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及對(duì)控制功能的基本要求214.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案224.3硬件電路的組成22第5章工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行時(shí)應(yīng)采取的安全措施225.1安全要求225.2實(shí)施方法23鳴謝23參考文獻(xiàn)24三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人-2-中文摘要在工業(yè)上，自動(dòng)控制系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)自動(dòng)化機(jī)床控制，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，機(jī)器人等。而工業(yè)機(jī)器人是相對(duì)較新的電子設(shè)備，它正開(kāi)始改變現(xiàn)代化工業(yè)面貌。本設(shè)計(jì)為三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人，其工作方向?yàn)閮蓚€(gè)直線方向和一個(gè)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(jiǎn)單的動(dòng)作,本文是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)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(jī)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(jī)器人-3-三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)第一章緒論機(jī)器人工程是近二十多年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的綜合學(xué)科。它集中了機(jī)械工程、電子工程、計(jì)算機(jī)工程、自動(dòng)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(guó)科技界跟蹤國(guó)際高科技發(fā)展的重要方面。工業(yè)機(jī)器人的研究、制造和應(yīng)用水平，是一個(gè)國(guó)家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的象征，正受到許多國(guó)家的廣泛重視。目前，工業(yè)機(jī)器人的定義，世界各國(guó)尚未統(tǒng)一，分類也不盡相同。最近聯(lián)合國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給工業(yè)機(jī)器人下的定義：工業(yè)機(jī)器人是一種可重復(fù)編程的多功能操作裝置，可以通過(guò)改變動(dòng)作程序，來(lái)完成各種工作，主要用于搬運(yùn)材料，傳遞工件。參考國(guó)外的定義，結(jié)合我國(guó)的習(xí)慣用語(yǔ)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人作如下定義：工業(yè)機(jī)器人是一種機(jī)體獨(dú)立，動(dòng)作自由度較多，程序可靈活變更，能任意定位，自動(dòng)化程度高的自動(dòng)操作機(jī)械。主要用于加工自動(dòng)線和柔性制造系統(tǒng)中傳遞和裝卸工件或夾具。工業(yè)機(jī)器人以剛性高的手臂為主體，與人相比，可以有更快的運(yùn)動(dòng)速度，可以搬運(yùn)更重的東西，而且定位精度相當(dāng)高，它可以根據(jù)外部來(lái)的信號(hào)，自動(dòng)進(jìn)行各種操作。工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由初級(jí)到高級(jí)逐步完善，它的發(fā)展過(guò)程可分為三代：第一代工業(yè)機(jī)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(jī)器人，它主要由手部、臂部、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。它的控制方式比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用在線編程，即通過(guò)示教存貯信息，工作時(shí)讀出這些信息，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)按指令再現(xiàn)示教的操作。第二代機(jī)器人是帶感覺(jué)的機(jī)器人。它具有尋力覺(jué)、觸覺(jué)、視覺(jué)等進(jìn)行反饋的能力。其控制方式較第一代工業(yè)機(jī)器人要復(fù)雜得多，這種機(jī)器人從1980年開(kāi)始進(jìn)入了實(shí)用階段，不久即將普及應(yīng)用。第三代工業(yè)機(jī)器人即智能機(jī)器人。這種機(jī)器人除了具有觸覺(jué)、視覺(jué)等功能外，還能夠根據(jù)人給出的指令認(rèn)識(shí)自身和周圍的環(huán)境，識(shí)別對(duì)象的有無(wú)及其狀態(tài)，再根據(jù)這一識(shí)別自動(dòng)選擇程序進(jìn)行操作，完成規(guī)定的任務(wù)。并且能跟蹤工作對(duì)象的變化，具有適應(yīng)工作環(huán)境的功能。這種機(jī)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(jī)器人的總體設(shè)計(jì)2.1工業(yè)機(jī)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(jī)器人-4-圖2-1工業(yè)機(jī)器人的組成圖它主要由機(jī)械系統(tǒng)(執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))、控制檢測(cè)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(jī)器人完成抓取工件，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)所必需的機(jī)械部件，它包括手部、腕部、機(jī)身等。（1）手部：又稱手爪或抓取機(jī)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(fù)荷，并把它傳遞到預(yù)定的位置。（4）機(jī)身：是支承手臂的部件，其作用是帶動(dòng)臂部自轉(zhuǎn)、升降或俯仰運(yùn)動(dòng)。B、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：為執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動(dòng)力，并驅(qū)動(dòng)其動(dòng)力的裝置。常用的機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和電傳動(dòng)。C、控制系統(tǒng)：通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制，