（答辩稿）焊接机械手的结构设计（CAD图纸+DOC论文）

工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件如油缸气缸齿轮齿条机构连杆机构螺旋机构和凸轮机构等与驱动源如液压气压或电机等相配合，以实现手臂的各种运动。

手臂在进行伸缩或升降运动时，为了防止绕其轴线的转动，都需要有导向装置，以保证手指按正确方向运动。

此外，导向装置还能承担手臂所受的弯曲力矩和扭转力矩以及手臂回转运动时在启动制动瞬间产生的惯性力矩，使运动部件受力状态简单。

导向装置结构形式，常用的有单圆柱双圆柱四圆柱和形槽燕尾槽等导向型式。

立柱立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的部分，手臂的回转运动和升降或俯仰运动均与立柱有密切的联系。

机械手的立柱通常为固定不动的，但因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。

行走机构当工业机械手需要完成较远距离的操作，或扩大使用范围时，可在机座上安装滚轮轨道等行走机构，以实现工业机械手的整机运动。

滚轮式行走机构可分为有轨的和无轨的两种。

驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。

机座机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接的作用。

.驱动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置，通常由动力源控制调节装置和辅助装置组成。

常用的驱动系统有液压传动气压传动电力传动和机械传动等四种形式。

.控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。

目前工业机械手的控制系统般由程序控制系统和电气定位或机械挡块定位系统组成。

控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息如动作顺序运动轨迹运动速度及时间，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。

.位置检测装置控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以定的精度达到设定位置。

.本文主要研究工作本文首先确定了机械手的总体布局，然后提出了各个部分的具体设计方案，根据方案，主要的设计和研究内容有.腰部回转机构的结构设计.大臂摆动机构的结构设计.小臂摆动机构的结构设计.腕部摆动机构的结构设计。

机械手的总体结构.机械手总体结构的类型工业机器人的结构形式主要有直角坐标结构，圆柱坐标结构，球坐标结构，关节型结构四种。

各结构形式及其相应的特点，分别介绍如下.直角坐标机器人结构直角坐标机器人的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的。

为了实现定的运动空间，直角坐标机器人的结构尺寸要比其他类型的机器人的结构尺寸大得多。

直角坐标机器人的工作空间为空间长方体。

直角坐标机器人主要用于装配作业及搬运作业，直角坐标机器人有悬臂式，龙门式，天车式三种结构。

.圆柱坐标机器人结构圆柱坐标机器人的空间运动是用个回转运动及两个直线运动来实现的。

这种机器人构造比较简单，精度还可以，常用于搬运作业。

其工作空间是个圆柱状的空间。

.球坐标机器人结构球坐标机器人的空间运动是由两个回转运动和个直线运动来实现的。

这种机器人结构简单成本较低，但精度不很高。

主要应用于搬运作业。

其工作空间是个类球形的空间。

.关节型机器人结构关节型机器人的空间运动是由三个回转运动实现的。

关节型机器人动作灵活，结构紧凑，占地面积小。

相对机器人本体尺寸，其工作空间比较大。

此种机器人在工业中应用十分广泛，如焊接喷漆搬运装配等作业，都广泛采用这种类型的机器人。

本题目规格参数腰部回转最大角度度摆动最大角度度工作范围范围本机械手的主要动作是首先腰部回转机械臂和焊点处于同平面接着大臂回转，调整焊枪和焊点的距离然后小臂回转，使焊枪接触焊点最后腕部回转，使焊枪和焊点垂直，达到焊接的目的。

.设计具体采用方案具体到本设计，因为焊枪质量约.，且考虑到焊接机械手的加工精度，应尽量简化结构，以减小成本提高可靠度。

该机械手在工作中需要四种运动，腰部回转大臂回转小臂回转腕部回转。

综合考虑，机械手自由度数目取为四。

因此选择关节型机械臂。

具体到本设计，要求工作区间，扩大到，为扩大倍。

因为。

所以当定时，机械臂为最短.，又因为小臂比大臂更灵活，活动更频繁，所以初始取大臂小臂腕部。

整体布局如图图.整体尺寸设计图本设计的三维建模基于。

首先进行腰部回转机构的结构设计，再进行大臂摆动机构的设计，然后进行小臂摆动机构的设计，最后进行腕部的设计。

在所有设计完成之后，整体的效果如下图所示图.设计完成整体图机械手腰部机座.机械手腰部机座结构的设计进行了机械手的总体设计后，就要针对机械手的腰部大臂小臂腕部等各个部分进行详细设计。

机械手腰座结构的设计要求工业机器人腰座，就是圆柱坐标机器人，球坐标机器人及关节型机器焊接机械手的结构设计摘要焊接，机械手，结构设计，毕业设计，全套，图纸点焊机器人介绍及其研究意义机器人的组成.机械手的组成.本文主要研究工作机械手的总体结构.机械手总体结构的类型.设计具体采用方案机械手腰部机座.机械手腰部机座结构的设计.机械手腰部机座设计的具体采用方案.电动机的选择.减速器的选择.键的选择机械手手臂的结构设计.设计具体采用方案.大臂电动机的选择.大臂减速器的相关计算.小臂电动机的选择.小臂减速器的相关计算机械手腕部的结构方案设计.腕部电动机的选择.腕部减速器的选择轴承的选用与校核结论参考文献致谢绪论.机器人简介工业机器人英语。

简称是广泛适用的能够自主动作，且多轴联动的机械设备。

它们在必要情况下配备有传感器，其动作步骤包括灵活的，转动都是可编程控制的即在工作过程中，无需任何外力的干预。

它们通常配备有机械手刀具或其他可装配的的加工工具，以及能够执行搬运操作与加工制造的任务。

机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的种机器。

联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义“种可编程和多功能的，用来搬运材料零件工具的操作机或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。

”工业机器人在经历了长期发展后，已经成为制造业中不可缺少的核心设备。

同时随着社会的发展和人们生活水平的提高，各种各样的机器人也被开发出来去适应制造领域意外的各个行业。

这些机器人作为机器人家族的后起之秀，由于其用途广泛而大有后来居上之势，仿形机器人农业机器人服务机器人水下机器人医疗机器人军用机器人娱乐机器人等各种用途的特种机器人纷纷面世，而且正以飞快的速度向实用化迈进。

工业机器人由操作机机械本体控制器伺服驱动系统和检测传感装置构成，是种仿人操作自动控制可重复编程能在三维空间完成各种作业的机电体化自动化生产设备。

特别适合于多品种变批量的柔性生产。

它对稳定提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作精确度高抗恶劣环境的能力，从种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

机器人的发展及应用年捷克斯洛伐克作家卡雷尔•恰佩克在他的科幻小说罗萨姆的机器人万能公司中，根据捷克文，原意为“劳役苦工”和波兰文，原意为“工人”，创造出“机器人”这个词。

年美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人。

它由电缆控制，可以行走，会说个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。

但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。

年美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。

虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。

年美国人乔治•德沃尔制造出世界上第台可编程的机器人，并注册了专利。

这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。

年在达特茅斯会议上，马文•明斯基提出了他对智能机器的看法智能机器“能够创建周围环境的抽象模型，如果遇到问题，能够从抽象模型中寻找解决方法”。

这个定义影响到以后年智能机器人的研究方向。

年德沃尔与美国发明家约瑟夫•英格伯格联手制造出第台工业机器人。

随后，成立了世界上第家机器人制造工厂公司。

由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。

年年传感器的应用提高了机器人的可操作性。

人们试着在机器人上安装各种各样的传感器，包括年恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器，而麦卡锡年则开始在机器人中加入视觉传感系统，并在年，帮助推出了世界上第个带有视觉传感器，能识别并定位积木的机器人系统。

年约翰•霍普金斯大学应用物理实验室研制出机器人。

已经能通过声纳系统光电管等装置，根据环境校正自己的位置。

世纪年代中期开始，美国麻省理工学院斯坦福大学英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。

美国兴起研究第二代带传感器“有感觉”的机器人，并向人工智能进发。

年美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人。

它带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木，不过控制它的计算机有个房间那么大。

可以算是世界第台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。

年世界上第次机器人和小型计算机携手合作，就诞生了美国公司的机器人。

年美国