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《工业机器人及应用》教案第__15_次课

附章工业机器人总体设计

授课内容观看工业机器人视频资料

掌握工业机器人总体设计内容、步骤、方案制定与参数选择

目的要求

重点：总体设计方案制定、驱动方式和传动方式选择

重点难点

难点：方案制定和参数选择

授课时间授课地点

课型授课计划学时2课前准备

一、工业机器人系统的形成

1.分析和确定机器人系统的方案阶段；2.详细设计阶段传动比计算；

二、总体设计中技术方案的制定

三、驱动方式的选择和传动方案设计

工业机器人视频录像

课堂小结

作业、思考

课后小结

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山东建筑大学备课纸

附章工业机器人的总体设计

机器人工程（设计）是一门跨学科得综合性技术，它涉及到力学、机构学、

机械设计、气动液压技术、传感技术、计算机和自动控制技术等学科领域。

从系统功能得观点来看，将一部复杂得机器看成一个系统，由若干个子系统

按一定规律有机地联系在一起，是一个不可分得整体。

1）整体性－若干个不同性能子系统构成一个总得机械系统应具有一个整体特

定性能。

2）相关性－各子系统之间有机联系、相互作用，具有某种相互依赖的特定关系。

3）目的性－具有明确得目的和功能，系统的结构、系统内各子系统的相互方式

决定于系统的目的和功能。

4）环境适应性－任何一个系统存在于一定的环境中，必须能适应外部环境的变

化。

第一节工业机器人系统的形成

工业机器人的特点在于它在功能上的通用性和重新调整上的柔性，可有效

应用于柔性制造系统中。

一、分析和确定机器人系统的方案阶段

①机器人系统的应用和可行性调查－技术和经济。

②确定产品工艺过程和机器人作业动作要求。

③确定机器人系统的能力和使用的作业范围和外围装置。

④进行不同方案的对比研究。

⑤确定机器人系统方案。

二、详细设计阶段传动比计算

①机器人机座、手臂、手腕、末端执行器及机器人作业对象有关设计。

②外围设备的设计。

③安全装置设计

④布局设计-人机系统详细内容、作业对象的流动系统、维护和服务等

的布局设计。

⑤安全保护设施的设计。

三、制造、安装、试运转阶段

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第二节工业机器人总体设计中技术方案的制定

一、确定基本技术参数

额定载荷；工作范围；运动速度；分辨率位姿准确度、重复性等。

二、选择机器人操作计的机械结构类型

三、确定工业机器人手臂的配置形式

四、机器人控制方式的选择和控制系统设计

第三节工业机器人驱动方式的选择和传动系统设计

一、工业机器人驱动方式的选择

1.电动机驱动方式

2.液压驱动方式

3.气压驱动方式

二、工业机器人的电机驱动系统

三、工业机器人机械传动系统设计

(一)谐波齿轮减速装置

1.工作原理

谐波传动是利用一个构件的可控制的弹性变形来实现机械运动的传

递。谐波传动通常由三个基本构件(俗称三大件)组成，包括一个有内齿

的刚轮，一个工作时可产生径向弹性变形并带有外齿的柔轮和一个装在

柔轮内部、呈椭圆形、外圈带有滚动轴承的波发生器。柔轮的外齿数少

于刚轮的内齿数。在