機械手腕部設計

摘要

    機器人技術是綜合了許多學科的知識，例如計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術，是當今研究領域十分重視的課題，機器人在很多領域都得到廣泛應用。機器人的應用情況，是一個國家工業自動化水平的重要標志，因而受到各先進工業國家的重視，投入大量人力物力加以研究和應用。

   本文的主要任務和要解決的問題，是設計一臺六自由度的機器人，在已有的技術資料的基礎上，通過分析，確定腕部的傳動系統，然后假設腕部末端的結構，確定腕部的輸出功率，然后計算出腕部所需的電機。在確定電機和傳動機構的基礎上，對錐齒輪和傳動中所需的帶輪以及同步齒形帶進行設計，并且對它們進行校核，確定所設計的腕部結構能夠配合機器人的其他結構進行噴漆動作。并用CAD軟件完成從建模到運動學分析、應力分析的全過程。需要全面理解機械原理、機械設計、機械系統設計以及CAD制圖標準等相關的知識，并考慮其可靠性、實用性、經濟性等性能。

    本課設在已有理論基礎上，針對以往研究的不足，根據實際使用要求，確定采用六自由度的關節型機器人結構方案;由于機器人結構復雜，構件繁多，需要用高端軟件配合進行建模，裝配的工作，而我們現有的材料相當有限，所以本課設只是設計了機器人的腕部結構;并采用CAD繪制了其裝備和零件圖，并對其中某些零件的強度進行了校核，使腕部的整體結構能夠滿足工作的要求。

關鍵詞:機器人  腕部

目錄

1緒論1

1.1機器人的組成2

1.1.1驅動裝置2

1.1.2控制系統2

1.1.3執行機構2

1.2機器人分類4

1.2.1按用途分類4

1.2.2按控制形式分類4

1.2.3按驅動方式分類4

1.3腕部結構選形5

1.3.1單自由度手腕6

1.3.2兩自由度手腕7

1.3.3三自由度手腕8

1.3.4裝配機器人腕部結構選型9

1.4機器人設計11

2末端執行器12

2.1夾持器12

2. 2擬手指型執行器13

2. 3吸式執行器13

3腕部設計15

3.1手腕結構的選擇15

3.2傳動裝置的運動和動力參數計算17

3.2.1選擇電機17

3.2.2分配系統傳動比和動力參數的設計19

4錐齒輪設計23

4．1確定錐齒輪的主要技術參數23

4．2輪齒的受力分析和強度計算24

5.選擇帶輪和齒形帶…………..26

5.1帶輪的選擇26

5.2齒形帶的設計28

總結31

參考文獻32