的强度无需校核，这里只需校核齿轮的弯曲疲劳强度接触疲劳强度。选定齿轮类型精度等级材料这里以直齿圆柱齿轮齿条传动。该焊接机器人速度不高，故选用级精度。由机械设计表选择齿轮材料为调质，硬度为，齿条材料为钢调质，硬度为，二者材料硬度差为。按齿面接触强度校核按照机械设计公式进行校核确定公式内的各计算数值计算载荷系数根据，级精度，由表查得动载系数由机械设计表查得使用系数直齿轮，调质，及。查机械设计表的由机械设计表查的级精度小齿轮相对支承非对称布置时，将数据带入后得由查机械设计图得故载荷系数。齿宽系数。由机械设计表查得材料的弹性影响系数。由机械设计图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，本科毕业设计说明书论文第页共页。由机械设计式计算应力循环次数。由机械设计图查得接触疲劳系数。计算接触疲劳许用应力取失效概率，安全系数，由机械设计式得由于这里是齿轮齿条传动，故可认为传动比将上面计算的各项数据带入式得而这里设计该传动的齿轮半径，显然满足接触疲劳强度。按齿根弯曲疲劳强度校核这里按照机械设计公式进行校核确定公式内各计算数值由机械设计图查得齿轮的弯曲疲劳强度极限由机械设计图查得弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，由式得计算载荷系数查取齿形系数由机械设计表查得查取应力校正系数本科毕业设计说明书论文第页共页由机械设计表可查的得计算而这里设计的是，显然满足弯曲疲劳强度，故校核结果符合要求。结论综上，所设计的齿轮参数齿轮直径，齿宽为，模数为符合要求。摆动关节电机选择考虑到摆动关节的实际情况，对电机的要求质量轻，体积小，频繁的正反转，换向性能好，较好的运动控制精度，功率为二十多瓦。故这里选择直流伺服电机中的印刷绕组本科毕业设计说明书论文第页共页式表示活动坐标系在参考系中的方向余旋阵，点的齐次坐标。这里所建立的直角坐标系的坐标轴上的单元格的量值，故，为三维空间点。齐次变换对于任意齐次变换，可以将其分解为齐次坐标将直角坐标系中坐标轴上的单元格的量值作为第四个元素，用有四个数所组成的列向量来表示前述三维空间的直角坐标的点，它们的关系为则，称为三维空间制的基础。在该课题里，很显然这里是已知末端执行器端点焊枪的位移，速度及焊枪与焊缝间的夹角关系，来求三个关节的协调运动，即三个关节的运动规律，故为运动学逆解。运动学分析数学基础齐次变换变换运动学分析正向运动学反之，为了使机器人所握工具相对参考系的位置满足给定的要求，计算相应的关节变量，这过程称为运动学逆解。从工程应用的角度来看，运动学逆解往往更加重要，它是机器人运动规划和轨迹控接机器人机构运动学分析机器人运动学分析指的是机器人末端执行部件手爪的位移分析速度分析及加速度分析。根据机器人各个关节变量，„，的值，便可计算出机器人末端的位姿方程，称为机器人的第页共页课题的完成情况确定集装箱波纹板焊接机器人总体机构方案，并对该机构存在运动学逆解，并求出，该解满足集装箱波纹板的焊接要求。做出了车体结构设计与校核。本科毕业设计说明书论文第页共页焊为小车行走机构即左右平移的焊接机器人本体。所要解决的问题及任务小车行走机构车体结构方案的确定，驱动电机功率的估计，驱动电机的选择传动的校核。其它摆动关节电机的选择等。本科毕业设计说明书论文致。所要解决的问题熟悉运动学逆解的方法建立运动学模型找出变换关系逆解。方法齐次坐标变换方法。焊接机器人结构设计由于在这里借用了个现成的运动关节上下平移的十字滑块，故这里所做的设计主要如图。图三自由度焊接机器人关节模型俯视图证明该方案能够求出三个关节的运动学逆解，并且该解满足定的约束，能够有效的解决在集装箱波纹板在直线段中焊接的焊缝成形与在波内斜边段中焊接的焊缝成形不如图。图三自由度焊接机器人关节模型俯视图证明该方案能够求出三个关节的运动学逆解，并且该解满足定的约束，能够缝的形状，如是直线焊缝曲线焊缝还是折线焊缝等。日本庆应大学学者等研制了管道焊接自主移动机器人该机器人可以沿着管道移动，根据摄取的图象信息，在焊前可以自动寻找并识别焊缝，然后使机器人本体沿管道方向移动达到正确的焊接位置。清华大学机械工程系与北京石油化工学院装备技术研究所联合研制的球罐磁吸附轮式移动焊接机器人该机器人的焊炬跟踪精度可达，能够满足实际工程应用。上海交通大学研制的具有自寻迹功能的焊接移动机器人该机器人在焊前，小车能够自动寻找焊缝并经过轨迹推算后自动调整小车本体和焊炬的位姿到待焊状态在焊接过程中能够进行横向大范围的实时焊缝跟踪。当前绝大多数移动焊接机器人还能焊缝跟踪，焊前必须通过人为的方式，把机器本科毕业设计说明书论文第页共页人放到坡口附近合适的位置，并且通过手动将机器人本体十字滑块等调整到合适的待焊状态，也就是说机器人的自主性还很低，基本上还不具有自主的运动规划能力。未来的发展趋势为三个方面选择视觉传感器来进行传感跟踪，因为与图象处理方面相关的技术得到发展采用多传感信息融合技术以面对更为复杂的焊接任务由于控制技术由经典控制到向智能控制技术的发展，这也将是移动焊接机器人的控制所采用。焊接机器人机构设计的研究现状及发展趋势在当前，机器人的机构设计绝大部分还是采用依据具体的情况来设计专用焊接机器人，称之为固定结构的传统机器人，其运动特性使特定机器人仅能适应定的范围，不利于机器人的发展。解决这问题的方法就是利用关节模块和连杆模块，根据具体的要求开发可重构机器人系统。下面为当前些人所做的研究等人建立的机器人库，将模块分成模块单元连接器连杆模块主关节模块和末端关节模块四类年等提出了种由晶体结构分子组成的可自重构机器人系统上海交通大学的费燕琼和沈阳航空工业学院的张艳丽等对模块化机器人的构形设计进行了研究。运动学分析的常用方法机器人逆运动学问题在机器人运动学动力学及控制中占有非常重要的地位，直接影响着控制的快速性与准确性。逆运动学问题就是根据已知的末端执行器的位姿位置和姿态，求解相应的关节变量。目前机器人运动学逆解方法有三种以手臂的精确的几何模型为前提研究求解运动学方程的方法几何法。该法只能用于特定结构的机器人。通常在假设机器人的雅可比矩阵已知的前提下，利用其逆矩阵来求解逆运动学齐次变换法。智能求解方法。该方法典型的有基于学习的算法和神经网络算法基于扩散方程的学习算法。本课题的研究设计内容及方法本课题所涉及的内容主要是两块，分别为关于集装箱波纹板三自由度焊接机器人本科毕业设计说明书论文第页共页机构的运动学分析，该机器人车体结构的设计。三自由度焊接机器人机构运动学分析机构方案根据实际的集装箱波纹板的焊接条件，我们采用三个运动关节的机器人左右平移的焊接机器人本体上下平