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搬运机器人开题报告--第1页

课题名称：搬运机器人总体及纵向部件设计

一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述

1、课题来源

本课题来源于工程实际。

2、课题研究的主要内容

1．总体设计

1)确定机器人的型式；

2)设定机器人的传动方案设计，绘制传动原理图；

3)确定机器人的总体结构，绘制总装图。

2．零部件设计

1)选择动力源；

2)零部件的设计计算和校核；

3)零部件的结构设计，绘制部装图、零件图。

3、国内外现状综述

1960年，美国Unimation公司，根据Devol的技术专利研制出第一台机器人样机，

并定型生产Unimate（意为“万能自动”）机器人，自从第一台工业机器人问世以来，机

器人就显示出了极强的生命力。经过四十年的迅速发展，在工业发达国家中，工业机器

人已经广泛应用与汽车及汽车零部件制造业、电子电器行业、橡胶及塑料工业、食品工

业、木材与家具制造业等诸多领域中。机器人的分类方法有多种，按其应用可分为：工

业机器人、军用机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、空间机器人和娱乐机

器人。作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人是机器人中的一个重

要分支，是机器人领域的重要研究发展方向。对工业机器人运动轨迹规划和控制的研究，

一只搜到人们的普遍关注，工业机器人已经成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的

重要标志。

搬运机器人是工业机器人的一个重要的分支，它的特点是可通过编程来完成各种预

期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点。搬运机器人是可以进行自动

化搬运作业的工业机器人。最早的搬运机器人出现在1960年的美国，Versatran和

Unimate两种机器人首次用于搬运作业。搬运作业是指用一种设备握持工件，是指从一

个加工位置移到另一个加工位置。搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同

形状和状态的工件搬运工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。目前世界上使用的搬

运机器人逾10万台，被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水

线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。部分发达国家已制定出人工搬运的最大限度，

超过限度的必须由搬运机器人来完成。

目前，对机器人技术的发展有重要影响的国家是日本和美国。美国在机器人技术的

综合性水平上仍处于领先地位，日本生产的机器人数量和种类则位居世界首位。我国发

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展机器人技术起步于20世纪70年代末。目前以基本掌握了机器人操作机的设计制造技

术、控制系统硬件和软件设计技术运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器

件，开发了喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人。但是我国的工业机器人技术及其

工业应用的水平和国外比还有一定的距离。在我国，各行业自动化生产线对搬运机器人

需求旺盛，有明确的依托工程，市场风险小。因此，在未来会加强对机器人的各种研究，

积极寻找和开拓新的应用领域。搬运机器人的诞生，为人类解决了很多实质性问题，随

着技术的不断创新和完善，搬运机器人正在朝着更加智能、高速和无线控制的方向发展，

并为人们的工作和生活带来更多的便利。

二、本课题拟解决的问题

1）总体设计问题：动力源的选择；确定机器人的形式，设计所选用的传动方式和

总体的结构。

2）详细设计相关问题：主要零部件的设计计算和校核以及结构设计。

三、解决方案及预期效果

方案：

1.本此设计的搬运机器人由机械手和基座组成。机械手部件的运动必须要有强大的

动力系统和精准的定位系统，因此采用步进电机进行驱动机械手臂和手抓，以至于能实

现手臂完成设计所要求的纵向、横向以及升降作业行程和手爪的开合，并且满足定位精

度，由于设计的机械手动力较强劲