搬运机器人设计说明书.docVIP

1 绪论 2 1.1研究背景与意义 2 1.2工业机械手的简史 3 1.3国内外机械手研究现状与发展趋势 7 1.4我国工业机器人的发展 8 2 物料搬运机械手总体设计 9 2.1机械手的功能要求 9 2.2确定机器人类型 10 2.3 工业机器人的组成及各部分关系 10 2.4机械手总体设计及传动形式说明 11 2.4.1机械手的传动形式说明 11 2.4.2滚珠丝杠 12 2.4.3直线导轨 13 2.4.4 步进电机与气缸 14 2.4.5行星齿轮减速器 15 2.5本章小结 16 3 机械手末端执行器及第三臂设计 17 3.1机械手末端执行器设计方案 17 3.1.1末端执行器设计要求和设计参数 17 3.1.2手爪结构的总体设计 17 3.1.3对于手爪气缸的选型计算 18 3.1.4对于手爪直线导轨的选择 19 3.1.5手爪及其连接件设计 19 3.2机械手第三臂设计 20 3.3 小结 21 4 物料搬运机械手小臂设计 22 4.1机械手小臂的主要机械传动部件 22 4.1.1机械传动部件及其功能要求 22 4.1.2滚轴丝杠的选用 22 4.1.3 导轨的选用 23 4.1.4 步进电机的选用 24 4.1.5 联轴器的选用 26 4.2手臂部分运动计算 26 4.2.1速度的计算 26 4.2.2手臂的结构形式 27 4.3小结 27 5底座及第一关节设计 28 5.1总体设计 28 5.2交叉滚子轴承 28 5.3减速步进电机 30 5.4小结 30 6总结 32 1 绪论 1.1研究背景与意义 工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间[1-3]。 机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。 图1-1 生产线上的机械手 Fig.1-1 The manipulator on the production line 进入21世纪，随着我国人口老龄化的提前到来，近来在东南沿海还出现大量的缺工现象，迫切要求我们提高劳动生产率，提高我国工业自动化水平势在必行。工业机械手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，工业机械手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，采用机械手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作以保护人身安全，更显示其优越性，有着阔的发展前途。 1.2工业机械手的简史 用于再现人手的功能的技术装置称为机械手。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。 工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。 机械手的发展是由于它的积极作用正日益为