（答辩稿）六自由度关节型机器人腰部结构设计（CAD图纸+DOC论文）

格式：RAR

六自由度关节型机器人腰部结构设计摘要，根据平行轴定理可得绕第关节轴的转动惯量为分别为。分别为重心到第关节轴的距离，其值分别为，在式中故可忽略不计。所以绕第关节轴的转动惯量为同理可得小臂及腕部绕第二关节轴的转动惯量式中小臂重心距第二关节轴的水平距离。腕部重心距第二关节轴的水平距离。设主轴速度为，则旋转开始时的转矩可表示如下式中旋转开始的转矩角加速度使机器人主轴从到所需时间为则若考虑绕机器人手臂的各部分重心轴的转动惯量及摩擦力矩，则旋转开始时的启动转矩可假定为电动机的功率可按下式估算式中电动机功率负载力矩负载转速传动装置的效率，初步估算取.系数为经验数据，取.估算后就可选取电机，使其额定功率满足下式选择串励直流电动机表串励直流电动机技术数据功率额定电压额定电流额定转速滤磁方式绝缘等级工作制.串励.计算传动装置的总传动比和分配各级传动比根据经验取主轴的转速。传动装置总传动比取，分二级传动，第级是加工在轴上的齿轮与小齿轮啮合，传动比第二级传动比为.轴的设计计算计算各轴转速转矩和输入功率.各轴转速Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴Ⅲ.各轴输入功率Ⅰ轴制动器效率Ⅱ轴齿轮啮合的效率角接触球轴承的效率Ⅲ轴Ⅲ各轴输入扭矩Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴确定三根轴的具体尺寸两实心轴的材料均选用号钢，查表知轴的许用扭剪应力，由许用应力确定的系数为第根轴设计及校核.此轴传递扭矩因为轴是齿轮轴,所以可以将轴的轴径加工的大点,以满足齿轮啮合时强度的要求。齿轮的分度圆直径为,齿轮两端装有轴承,加工段轴肩来定位轴承.齿轮轴上装型号为滚动轴承,内径为。具体尺寸如图所示。图第级齿轮轴结构图.轴在初步完成结构设计后，进行校核计算。计算准则是满足轴的强度或刚度要求。进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的方法，并恰当地选取其许用应力，对于用于传递转矩的轴应按扭转强度条件计算，对于只受弯矩的轴心轴应按弯曲强度条件计算，两者都具备的按疲劳强度条件进行精确校核等。图轴的受力分析和弯扭矩图求作用在齿轮上的力画轴的受力简图见图计算轴的支承反力在水平面上在垂直面上画弯矩图见图在水平面上，剖面左侧剖面右侧在垂直面上合成弯矩，剖面左侧剖面右侧画转矩图见图判断危险截面截面左右的合成弯矩左侧相对右侧大些，扭矩为，则判断左侧为危险截面，只要左侧满足强度校核就行了。轴的弯扭合成强度校核许用弯曲应力，六自由度关节型机器人腰部结构设计摘要自由度,关节,机器人,腰部,结构设计,毕业设计,全套,图纸目录前言.题目来源及分析.研究目的.国内外发展及研究现状关节型机器人总体设计.确定基本技术参数机械结构类型的选择额定负载工作范围操作机的驱动系统设计控制系统的选择确定关节型机器人手臂的配置形式.关节型机器人本体结构设计关节型机器人腰部结构设计.电动机的选择.计算传动装置的总传动比及分配各级传动比.轴的设计计算计算各轴转速转矩和输入功率确定三根轴的具体尺关节型机器人腰部结构设计摘要为了提高生产效率和产品的焊接质量,满足实际工作需要,本课题设计了用于焊接的关节型机器人。根据机器人的工作要求和结构特点，进行了机器人的总体设计，确定了机器人的外形尺寸和工作空间，拟定了机器人各关节的总体传动方案，对机器人腰关节结构进行了详细设计，合理布置了电机和齿轮，确定了各级传动参数，进行了齿轮轴和轴承的设计计算和校核。利用齐次变换矩阵法建立了六自由度关节机器人的正运动学模型，求出机器人末端相对于各自参考坐标系的齐次坐标值，建立了在直角坐标空间内机器人末端执行器的位置和姿态与关节变量值的对应关系。基于几何投影原理推导出相应的逆运动学模型，求出了各个关节的角度值，建立了机器人关节空间与世界空间的映射关系。该机器人具有刚性好，位置精度高运行平稳的特点。关键词关节型机器人位姿分析总体设计腰部结构设计前言.题目来源与分析题目关节型机器人腰部结构设计来源于生产实践中。要求设计的机器人具有个自由度腰关节回转臂关节俯仰肘关节俯仰腕关节仰腕摆腕旋腕。其中要详细地设计机器人基座和腰部的结构。整体机器人要实现腕部最大负荷，最大速度，最大工作空间半径。机器人是近年发展起来的种典型的机电体化的独立的自动化生产工具。在制造工业中，应用工业机器人技术是提高生产过程自动化，改善劳动条件，提高产品质量和生产效率的有效手段之，也是新技术革命的个重要内容。自古以来,人们所设想的机器人般是种在外形和功能上均能模拟人类智能的机器。特别是在世纪年代前后,捷克和美国的些科幻作家创作了批关于未来机器人与人类共处中可能发生的故事之类的文学作品,更使机器人在人们的思想中成为种无所不能的“超人”。在现实生活中,些民间工匠根据这些文学描绘,也制造出些仿人或仿生的机器人。然而在当时的科技条件下,要使机器人具有种特殊的“智能”而成为“超人”,显然是不可能的。美国的戴沃尔设想了种可控制的机械手,他首先突破了对机器人的传统观点,提出机器人并不定必须像人,但是必须能做些人的工作。年,他依据这想法设计制作了世界上第台机器人实验装置,发表了适用于重复作业的通用性工业机器人文,并获得了美国专利。戴沃尔将遥控操纵器的关节型连杆机构与数控机床的伺服轴联结在起,预定的机械手动作经编程输入后,机械等就可以离开人的辅助而独立运行。这种机器人也可以接受示教而完成各种简单任务。示教过程中操作者用手带动机械手依次通过工作任务的各个位置，这些位置序列记录在数字存储器中，任务的执行过程中，机器人的各个关节在伺服驱动下再现出那些位置序列。因此，这种机器人的主要技术就是“可编程”以及“示教再现”。.研究目的焊接机器人是最大的工业机器人应用领域,它占工业机器人总数的左右。由于对许多构件的焊接精度和速度等提出越来越高的要求,般工人已难以胜任这工作此外,焊接时的火花及烟雾等,对人体造成危害,因而,此课题的提