物料搬运机器人设计毕业设计论文.doc

物料搬运机器人设计物料搬运机器人设计11.前期工作1当今现状：1思想启发：2设计难点：22.机器人的介绍：3整体介绍：32.机器人机械手的设计53基座64胯部：75.大臂86.小臂107.机械手指设计108.手部支座119.法兰盘1210.小臂电机133.驱动传动方式14驱动方式14传动方式：144.制动器及其作用：164后期预测175.心得体会181.前期工作当今现状：在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，国外已有工业机器人从事生产的实例，但是在国内，这方面的研究相对较少，并且真正能投入到生产实践中的工业机器人更少思想启发：本小组同学在看到吊车等处于施工现场的实例，能够在多个维度里面自由运动。鉴于这种想法，就想做一个关于能捡物料的机器人，通过在多个自由度里运动，实现机身的灵活转动。虽然，可能在其中还有更简单的结构，但是作为第一次尝试，只希望这个结构能够顺利的完成预期的工作。设计难点：本小组两个同学都是水利水电专业，本身与机械设计了解甚少，并且对于其中的结构最优化也很不善于分析，虽然如此，我们都对机械设计充满热情，从始至终都不曾间断过，虽然我们花费的时间比较长，但是，这其中我们自学了creo2.0，cad两个专业软件，因为在制图过程中，这些软件能够更有效快捷地绘出装配图和零件图。我们完全是抱着一腔热情来设计的，只能凭一点点生活常识和最基本的力学知识作为基础，其中有不完善的地方，还希望老师同学看完后能够多多指正。在设计过程中，最费时间的环节就是对creo2.0软件的学习，因为在画零件图和装配图的时候总是遇到问题，这就不得不对已有的实例反复的研究。另外在设计过程中，难度最大的就是对每个零件尺寸的计算，因为尺寸的不对直接影响到能不能装配的上，对此，我们的前期工作准备了好长时间，大多数时间都花在设计零件的尺寸上。另外因为时间的原因，内部的齿轮大小及链条都没有画出，因为内不得传动机构要求精度较高，在设计的时候只能做出大概的轮廓，比较粗燥，希望老师能够谅解。还有一方面，因为我们对自动化一无所知，目前还不能编制程序从而来控制机器人完成人们预定的动作。因此对机器人的控制方面做得也很不够。2.机器人的介绍：整体介绍：机器人整体装配1底座应该装在有四个轮子支撑的钢板上，能够带动机身在水平面内二维运动。机身通过一个电动机带动里面的轴转动，从而带动机身上面的部分运动。上面的大臂前端部分带有一个功率适当的电动机，从而带动和机身里面的动力轴固结的大臂能够绕竖直方向转动。大臂的上端固结在小臂电动机的从动轮上，通过小臂上面的电动机带动小臂相对于大臂在竖直方向上转动。小臂的末端固结在手腕的起始端。手腕处也有一个电动机，能够带动手腕部的轴转动，而手腕部的轴与手支座连在一起，从而手腕部的电动机能够使手部相对于手腕部180度旋转。这就实现了机器人整体能够在5个自由度里面运动，从而实现机器人的灵活性能。整体装配图3机器人整体装配2整体装配3机器人整体装配2同时如果更换不同的机器手，即在不同的工作场合换用不同的机械手，就可以完成不同的工作，这也体现了，该机器人在功能上的兼容性。目前只处于概念性的设计阶段，如果对其手部进行更加精密的研究设计，就有希望完成理想中工作。2.机器人机械手的设计机器手装配图机器人的手是关键部位，他直接影响到能否顺利抓取到物品，直接影响到机器人的效率。对手的部位我们采用凸轮传动，通过控制手部的电动机正向和反向转动，从而使两个手指能够灵活的张开与闭合。而手只能在平行于手臂的平面内运动，因此需要改变其他的三个自由度，从而是机器手能够在空间任意平面内转动。传动机构是向手指传递运动和动力，以实现夹紧和松开动作的机构。根据手指开合的动作特点分为回转型和平移形。我们采用回转型传动机构，其原理图如下（对称结构，此图为侧视图）底座轴测图手部原理图在图中，O为电机输出轴，曲柄OA、连杆AB、滑块B和支架构成曲柄滑块机构；滑块B、连杆BC、摇杆CE和支架构成滑块摇杆机构。通过两个机构串联，使电机最终驱动DE的来回摆动，从而实现手指的开合运动。其俯视图如下：底座轴测图底座轴测图3基座基座是整个机器人本体的支撑。为保证机器人运行的稳定性，采用两块“Z”字形实心铸铁作支撑。基座上面是接线盒子，所有电机的驱动信号和反馈信号都从中出入。接线盒子外面，有一个引入线出口和一个引出线出口。该底座由左右对称结果组成，主要起支撑作用。主视图和俯视图如下:底座三视图底座也是机器人的关键部分，它的尺寸大小，直接决定了机器人的大小，决定了上部零件的尺寸，长宽高比例直接影响到机器人的稳定性。因此本小组在进行