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机械设计制造及自动化毕业论文-3D工业机器人结构设计案例范本

摘要

本文主要介绍了一种基于3D设计软件的工业机器人结构设计方案。首先，通过

对工业机器人的功能和工作原理进行分析，确定了机器人的结构设计需求。其次，

采用SolidWorks软件进行机器人的三维建模，包括机械臂、末端执行器、控制

箱等部分的设计。最后，通过对设计方案进行有限元分析和动态仿真，验证了机

器人结构的可行性和稳定性。

关键词：3D设计；工业机器人；结构设计；有限元分析；动态仿真

Abstract

Thispaperpresentsastructuraldesignschemeforindustrialrobotsbasedon3D

designsoftware.First,thestructuraldesignrequirementsoftherobotwere

determinedbyanalyzingthefunctionsandworkingprinciplesoftheindustrial

robot.Secondly,SolidWorkssoftwarewasusedtocarryoutthethree-dimensional

modelingoftherobot,includingthedesignofthemechanicalarm,endeffector,

controlboxandotherparts.Finally,thefeasibilityandstabilityoftherobot

structurewereverifiedthroughfiniteelementanalysisanddynamicsimulationof

thedesignscheme.

Keywords:3Ddesign;industrialrobot;structuraldesign;finiteelementanalysis;

dynamicsimulation

1.引言

随着工业自动化水平的不断提高，工业机器人在生产制造领域的应用越来越广泛。

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机器人可以完成一些重复性高、危险性大、作业环境恶劣的工作，提高了生产效

率和产品质量。在机器人的设计中，结构设计是至关重要的一步。因此，本文提

出了一种基于3D设计软件的工业机器人结构设计方案。

2.工业机器人结构设计需求

工业机器人是一种能够代替人完成一些特定工作的机器人。其主要由机械臂、末

端执行器、控制箱等部分组成。机械臂是机器人最重要的部分，它是机器人执行

各种任务的关键部件。末端执行器是机械臂的末端，用于完成具体的工作。控制

箱则是机器人的大脑，通过控制箱可以对机器人进行编程和控制。

在进行机器人结构设计时，需要考虑以下几个方面的需求：

（1）机械臂的结构应该具有一定的柔性和刚性，以适应不同工作环境和任务要

求。

（2）末端执行器应该能够完成不同的工作任务，例如抓取、夹持、喷涂等。

（3）控制箱应该能够实现机器人的精确控制和编程。

（4）机器人的结构应该具有一定的安全性，以避免发生意外事故。

3.工业机器人结构设计方法

本文采用SolidWorks软件进行工业机器人的结构设计。SolidWorks是一种三维

计算机辅助设计软件，具有强大的建模、分析和仿真功能，是工业机器人结构设

计的理想工具。

3.1机械臂的设计

机械臂是工