1、定。当弹性手工作时，由于夹紧过程具有弹性，就可以避免易损零件被抓伤，变形和破损。工件与弹簧片间的力由上节可知。则弹簧爪截面上的剪应力为，故弹性爪满足强度要求。手臂机构的设计.手臂的设计要求手臂的结构和尺寸应满足机器人完成作业任务提出的工作空间要求根据手臂所受载荷和结构的特点，合理选择手臂截面形状和高强度轻质材料。器人的最大运动速度。它与抓取重量定位精度等参数密切有关，互相影响。目前，国内外机器人的最大直线移动速度为左右，般为回转速度最大为，般为。定位精度和重复定位精度定位精度和重复定位精度是衡量机器人工作质量的项重要指标。编程方式和存储容量。本设计中的三自由度圆柱坐标型工业。

2、。突跳启动很少使用。升速启动是步进电机从静止状态开始逐渐升速，在零时刻，启动频率为零。在段时间内，按定的升速规律升速。启动结束时，步进电机达到了最高运行速度。查看机电综合设计指导图，从矩特性图中，可查得纵向空载启动力矩对应的允许启动频率。查机电综合设计指导表，步进电机启动频率，所以所选电机不会丢步。运行矩频特性校核步进电机的最高快进运行频率可按下式计算见机电综合设计指导公式式中为运动部件最大快进速度。算得。快进力矩的计算公式见机电综合设计指导公式式中为附加摩擦力矩，为快进时，折算到电机轴上的摩擦力矩。。支撑梁采用槽钢，以减轻重量和节省材料，它的结构如图。该种设计采用了环形轴。

3、的计算其中取取紧力的计算要夹持住零件必须满足条件为手指与工件的静摩擦系数，工件材料为号钢，手指为钢材，查机械零件手册表.，为作用在零件内壁上压紧力，为零件重力。所以取由机械制造装备式可知驱动力的计算公式为为斜面倾角为传动机构的效率，这里为平摩擦传动，查机械零件手册表这里取.,.,。取.按液压传动与气压传动公式为汽缸的内径，为工作压力,由液压传动与气压传动表负载工作压力.取.。由液压系统设计可查得,所以由以上计算可知液压缸能产生的推力大于夹紧工件所需的推力。所以该液压缸能够满足要求。.弹性爪的强度校验弹性爪的结构形式如图图弹性爪结构图这种结构是在手爪外侧用螺钉固定弹簧板两端固。

4、机最大角加速度为与运动部件最大快进速度对应的电机最大转速为运动部件从静止启动加速到最大快进速度所需的时间，为运动部件最大快进速度为初选步进电机的步距角为脉冲当量。空载摩擦力矩见机电综合设计指导公式式中为运动部件的总重量为导轨摩擦系数齿轮传动降速比为传动系数总效率，取.为滚珠丝杠的基本导程。附加摩擦力矩见机电综合设计指导公式式中为滚珠丝杠预紧力为滚珠丝杠未预紧时的传动效率，现取.。所以，步进电机所需空载启动力矩初选电机型号应满足步进电机所需空载启动力矩小于步进电机名义启动转矩，即见机电综合设计指导公式从上式可知电机初步满足要求。启动矩频特性校核步进电机启动有突跳启动和升速启动。

5、适用适用于抓取重量大和速度低的专用机械手可用于程序复杂和运动轨迹要求严格的小型通用机械手中小型专用通用机械手都有中小型专用通用机械手都有，特别时重型机械手多用由上表可知步进电机应用于驱动工业机器人有着许多无可替代的优点，如控制性能好，可精确定位，体积较小可用于程序复杂和运动轨迹要求严格的小型通用机械手等，下面就对步进电机的型号进行选取。初选电机为反应式步进电机，型号为。选择和夹紧力的校验．初选油缸型号考虑到所要夹持的是很小的薄壁零件，最大工作载荷很小，故初选液压缸型号为，它的主要技术参数如表。表冶金设备标准液压油技术规格缸径活塞杆直径油口直径速度比通径联接螺纹．夹紧力校验零。

6、机器人的有关技术参数见表。表机械手类型三自由度圆柱坐标型抓取重量.自由度个个回转个移动机座长，回转运动，回转角，步进电机驱动单片机控制腰部机构长，伸缩运动，升降范围，步进电机驱动单片机控制手臂机构长，伸缩运动，伸缩范围，液压缸驱动行程开关控制末端执行器液压缸驱动行程开关控制第章工业机器人的机械系统设计.工业机器人的运动系统分析机器人的运动概述工业机器人的运动，可从工业机器人的自由度，工作空间和机械结构类型等三方面来讨论。如图所示，为工业机器人机构的简图。图机构简图．工业机器人的运动自由度所谓机器人的运动自由度是指确定个机器人操作位置时所需要的独立运动参数的数目，它是表示机器。

7、承的机器人支承结构。它由电动机直接驱动杯形柔轮谐波减速器。这种谐波减速器只有刚轮柔轮和谐波发生器三大件，而无单独的外壳这种结构有利于传动系统的小型化轻型化。由柔轮输出低速的回转运动带动与之固联的机座回转壳体实现手臂的回转运动。齿形皮带传动和位置传感器作为机座用来检测手臂机座的角位移。支座，步进电机，谐波齿轮，转动机座支承工字梁，滚珠丝杠，导向柱，锥环无键联轴器图腰部和基座结构图支座，电机，轴承，带传动，壳体位置传感器，柔轮，波发生器，刚轮图环形轴承的机器人机座.步进电机的选取工业机器人的旋转和上下移动采用了步进电机驱动，下面就给出各种驱动方式的比较，以作为选取步进电机作为驱。

8、俯仰运动。驱动系统为执行系统各部件提供动力，并驱动其动力的装置。常用的机械传动液压传动气压传动和电传动。控制系统通过对驱动系统的控制，使执行系统按照规定的要求进行工作，当发生错误或故障时发出报警信号。检测系统作用是通过各种检测装置传感装置检测执行机构的运动情况，根据需要反馈给控制系统，与设定进行比较，以保证运动符合要求。图各部分关系图.工业机器人的设计分析设计要求综合运用所学知识,搜集有关资料独立完成三自由度圆柱坐标型工业机器人操作机和驱动单元的设计工作。原始自由度,圆柱,坐标,工业,机器人,设计,毕业设计,全套,图纸绪论机器人工程是近二十多年来迅速发展起来的综合学科。它集。

9、方式的依据。表各种驱动方式比较比较内容驱动方式机械传动电机驱动气压传动液压传动异步电机，直流电机步进或伺服电机输出力矩输出力矩较大输出力可较大输出力矩较小气体压力小，输出力矩小，如需输出力矩较大，结构尺寸过大液体压力高，可以获得较大的输出力控制性能速度可高，速度和加速度均由机构控制，定位精度高，可与主机严格同步控制性能较差，惯性大，步易精确定位控制性能好，可精确定位，但控制系统复杂可高速，气体压缩性大，阻力效果差，冲击较严重，精确定位较困难，低速步易控制油液压缩性小，压力流量均容易控制，可无级调速，反应灵敏，可实现连续轨迹控制应用范围适用于自由度少的专用机械手，高速低速均能。

10、，完成规定的任务。并且能跟踪工作对象的变化，具有适应工作环境的功能。这种机器人还处于研制阶段，尚未大量投入工业应用。第章工业机器人的总体设计.工业机器人的组成及各部分关系概述图工业机器人的组成图它主要由机械系统执行系统驱动系统控制检测系统及智能系统组成。执行系统执行系统是工业机器人完成抓取工件，实现各种运动所必需的机械部件，它包括手部腕部机身等。手部又称手爪或抓取机构，它直接抓取工件或夹具。腕部又称手腕，是连接手部和臂部的部件，其作用是调整或改变手部的工作方位。臂部是支承腕部的部件，作用是承受工件的负荷，并把它传递到预定的位置。机身是支承手臂的部件，其作用是带动臂部自转升降。

11、中了机械工程电子工程计算机工程自动控制工程以及人工智能等多种学科的最新研究成果，是当代科学技术发展最活跃的领域之，也是我国科技界跟踪国际高科技发展的重要方面。工业机器人的研究制造和应用水平，是个国家科技水平和经济实力的象征，正受到许多国家的广泛重视。目前，工业机器人的定义，世界各国尚未统，分类也不尽相同。最近联合国国际标准化组织采纳了美国机器人协会给工业机器人下的定义工业机器人是种可重复编程的多功能操作装置，可以通过改变动作程序，来完成各种工作，主要用于搬运材料，传递工件。参考国外的定义，结合我国的习惯用语，对工业机器人作如下定义工业机器人是种机体独立，动作自由度较多，程序。

12、动作灵活程度的参数。本设计的工业机器人具有四转动副和移动副两种运动副，具有手臂伸降，旋转，前后往复三自由度。．机器人的工作空间和机械结构类型工作空间工作空间是指机器人正常运行时，手部参考点能在空间活动的最大范围，是机器人的主要技术参数，工作空间图如图。图工作空间图机械结构类型圆柱坐标型为本设计所采用方案，这种运动形式是通过个转动，两个移动，共三个自由度组成的运动系统代号，工作空间图形为圆柱形。它与直角坐标型比较，在相同的工作条件下，机体占体这种机器人除了具有触觉视觉等功能外，还能够根据人给出的指令认识自身和周围的环境，识别对象的有无及其状态，再根据这识别自动选择程序进行操作。

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