Z1074-SCARA型机器人及其手爪的机械设计 下载积分：50　资料编号： Z1074

作品包括:

Word版设计说明书1份，共56页，约21000字

任务书一份

开题报告一份

外文翻译一份

CAD版本图纸，共6张

       摘  要

四自由度关节式机器人可以应用在工业装配、医疗等方面，因此对该类机器人的设计不仅对工业应用有利而且还会对教学方面起到了推动作用。

教学机器人很类似于人的手臂的运动，它包含肩关节、肘关节和腕关节来实现水平运动和垂直运动。它是一种工业机器人，具有四个自由度。其中，三个旋转自由度，另外一个是移动自由度。他能实现平面运动，具有柔顺性，全臂在垂直方向的刚度大，在水平方向的柔性大，广泛用于装配作业中。

本文用模块化设计方法设计了教学机器人的机械结构。在分析设计要求的基础上提出了教学机器人总体设计方案；用三维造型软件完成四自由度教学机器人的机械结构设计，完成了机器人整体装配图及主要零部件的工程图，包括关节模块、电机模块、连杆模块。电机模块使用了直流电机、减速齿轮组、电位器三位一体的舵机。关节模块是指将驱动零件都装入大臂和小臂，同时还分析了教学机器人的运动学正解和逆解问题，设计了机器人的控制系统。所设计教学机器人基本上实现模块化设计，符合发展趋势。三个模块相互独立、结构简单、零部件少、精度高、可靠性高，不仅适用于教学式平面关节式装配机器人设计，其一二关节模块结构同样适用于其他关节式机器人前端转动关节设计。采用特殊轴承和特殊的传动结构解决了机器人的抗倾覆问题，这种特殊结构有益于提高系统机械性能。

关键词　计算机辅助设计；教学机器人；模块化设计方法；关节式 

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外机器人技术现状及发展趋势 1

  1.3 教学机器人简介 .........................................................................2

  1.4 本设计主要工作的内容.....................................................................3

    1.4.1 本设计工作的主要内容、技术方案及其意义...........................3

    1.4.2 拟解决的关键问题......................................................................3

    1.4.3 需要完成的工作.........................................................................4

第2章 关节式教学机器人的方案设计 5

2.1 机器人的分类与特点 5

2.1.1 机器人的分类 5

2.1.2 机器人的特点 7

  2.2 教学机器人的总体设计.....................................................................8

2.2.1 教学机器人的技术参数..............................................................8

2.2.2 教学机器人的外形尺寸与工作空间...........................................9

2.2.3 教学机器人的总体传动放案......................................................9

第3章 教学机器人机械结构的设计 11

3.1 机器人关键零部件设计计算 11

3.1.1 同步齿形带的设计计算 11

3.1.2 螺旋传动副的设计计算............................................................13

  3.2 机器人关键零部件的校核计算.......................................................14

3.2.1 螺栓的强度校核计算................................................................14

3.2.2 机械手臂的校核计算................................................................14

  3.3 大臂的机械结构设计.......................................................................16

  3.4 小臂的机械结构设计.......................................................................17

  3.5 腕部机械结构设计...........................................................................17

  3.6 本章小结..........................................................................................18

第4章 手爪的结构设计.............................................................................19

  4.1 手爪的结构形式的选择....................................................................19

4.1.1 手爪的分类与特点.....................................................................19

4.1.2 手爪结构形式的选择.................................................................19

  4.2 手爪的机构设计................................................................................20

  4.3 手爪的校核计算................................................................................21

第5章 教学机器人的三维设计及运动仿真..............................................23

  5.1 教学机器人的三维设计....................................................................23

    5.1.1 UG三维建模环境概述................................................................23

    5.1.2 教学机器人的主要零件的建模过程..........................................26

    5.1.3 教学机器人组件的装配过程......................................................27

  5.2 教学机器人的运动仿真....................................................................27

    5.2.1 UG运动分析模块.......................................................................27

    5.2.2 教学机器人运动仿真的建立过程..............................................27

  5.3 本章小结...........................................................................................30

结论 31

致谢 32

参考文献 33

附录 35

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