焊接機械手結構設計

摘    要

本設計為焊接機械手的結構設計，主要研究內容：腰部回轉機構的設計；大、小臂和腕部回轉的結構設計。

本設計由整體布局入手，參考現有關節型機械臂的相關設計，初步確定腰部的轉動慣量，從而確定電機的選型，安裝等相關設計。在機械臂的靈活和精度的前提下完成總體結構的設計，然后根據總體結構，從而確定本設計的機械臂各個主要零部件的設計。

在主要零部件的設計中，主要包括腰部殼體的設計、軸的結構設計、軸承的選擇、電機的設計計算、大小臂的結構和固定等。

本設計整體在現有關節型機械臂的結構上做了修改，使得它能夠更好的滿足本設計的設計要求。本設計結構簡單、重量輕、外形尺寸小、設備費用低、運轉安全、操作方便、便于維修和管理。

關鍵詞：機械手；諧波減速器；結構設計

ABSTRACT

The design for the design of welding structure of ....

KeyWords：robot arm；harmonic drive；structure design

目  錄

第一章  緒論 1 

第二章  焊接機器人的總體方案 5 

2.1總體設計的思路 5 

2.2自由度和坐標系的選擇 5 

2.3自由度和坐標系的選擇 6 

2.4焊接機器人結構設計的基本要求 6 

2.5機械手的組成 7 

第三章  驅動方式的選擇 11 

3.1 液壓驅動 11 

3.2 氣壓驅動 11 

3.3 電機驅動 12 

第四章 傳動方式的選擇 13 

4.1帶傳動 13 

4.2鏈傳動 13 

4.3齒輪傳動 14 

4.4蝸桿傳動 15 

第五章  焊接機器人的組成 16 

5.1執行機構 16 

第六章 腕部結構的設計 18 

6.1腕部結構設計的基本要求 18 

6.2腕部結構及選擇 18 

第七章 臂部結構的設計及計算 26 

7.1臂部結構 26 

7.2臂部結構的選擇及計算校核 27 

第八章 機械手機座設計 29 

8.1機座結構設計 29 

8.2電動機的選擇 29 

第九章 機械手材料選擇 31 

9.1材料選擇原則 31 

8.2電動機的選擇 32 

第十章 焊接機器人的運動軌跡計算 34 

9.1位姿矩陣 34 

9.2焊接機器人位姿方程的正、逆解 38 

總  結 41 

致  謝 42 

參考文獻 43