作品包括

Word版说明书1份，共43页，约14000字

任务书一份

外文翻译一份

CAD版本图纸，共2张

摘要

本文在安徽华创智能装备有限公司的资助下，密切结合工业机器人在物流包装工程领域的应用，针对小型搬运为作业任务，设计了一种平面定位型SCARA工业机器人。SCARA机器人具有四个自由度，包括一个直线关节和三个旋转关节，适用于平面运动的装配作业。

  机器人的运动学是机器人的动力学、机器人控制和规划的基础，在机器人研究中占有重要的角色。运动学研究包括正向运动学和逆向运动学。首先分析SCARA机器人机构，分析SCARA机器人的运动学数学基础，结合代数法和几何法实现运动学正、逆解。根据运动学正、逆解方程，运用AutoCAD和SolidWorks软件设计出SCARA机器人的平面模型和三维造型。最后，以Solidworks软件为基础，在Motion环境下进行运动学仿真。对仿真结构进行分析，检验其运动干涉性。

关键字： SCARA机器人；机构设计；运动学分析；运动学仿真；SolidWorks 

目  录

摘  要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 工业机器人的提出 1

1.2工业机器人研究现状及发展趋势 1

1.3 SCARA机器人概述 2

1.4 SCARA机器人的技术领域 3

1.5 SCARA机器人的研究现状 3

1.6  本课题研究的主要内容和意义 4

1.6.1 研究意义 4

1.6.2 研究内容 4

1.7 本章小结 5

第2章 SCARA机器人运动学模型的建立 6

2.1 SCARA机器人的运动学数学基础 6

2.2 SCARA机器人运动学逆解 8

2.3 SCARA机器人运动学正解 10

2.4 SCARA机器人主要技术参数 11

2.5 SCARA机器人外形尺寸与工作空间 11

2.6 本章小结 12

第3章 SCARA机器人结构设计 13

3.1 SCARA机器人的总体传动方案的比较与确定 13

3.1.1 SCARA机器人传动方案的比较 13

3.1.2 SCARA机器人传动方案的确定 13

3.2 SCARA机器人关键零部件设计计算 13

3.2.1 步进电机的计算和选择 13

3.2.2 同步齿型带的设计计算 18

3.2.3 滚珠丝杠副的设计计算 21

3.3 SCARA机器人的几何模型的建立 23

3.3.1 机身的机械结构设计 23

3.3.2 大臂的机械结构设计 25

3.3.3 小臂的机械结构设计 25

3.3.4 滚珠丝杠的机械结构设计 26

3.3.5 丝杠螺母的机械结构设计 26

3.4 运用AutoCAD2011建立SCARA机器人的二维图形 27

3.5本章小结 30

第4章 SCARA机器人运动学仿真 31

4.1 机器人运动学仿真的介绍 31

4.2 机器人运动学仿真的目的 31

4.3 基于Solidworks Motion的SCARA机器人运动学仿真 31

4.4 运动干涉检验 34

4.5 本章小结 35

第5章 结论与展望 36

5.1 全文总结 36

5.2 工作展望 37

致  谢 38

参考文献 39

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