（终稿）自动机器人组装机构设计（全套完整有CAD）

装配机器人机构合理，性能完善，必将加速产品化的进程改善工人的劳动环境，降低了工人的劳动强度大大提高了劳动生产率。

这将意味着装配工作的生产自动化的开始，开辟了工业机器人应用的新领域。

六已具备的条件和尚需解决的问题已具备的条件如今自动机器人的发展突飞猛进，多自由度，多功能的机器人的技术也日臻成熟，为我们的研究带来了很大的帮助。

有待解决的问题如何展开分析克服螺钉自动装配作业中存在的认扣成功率低机构复杂专用设备成本较高等缺点，在分析典型轴孔间隙配合插入问题的基础上，采用什么样的方法对螺钉在螺孔中装配时的允许倾斜角度进行计算，阐述螺钉认扣过程中的几种状态。

七指导教师意见指导教师签名年月日河北科技师范学院本科毕业设计中期检查表题目自动机器人组装机构设计学生姓名宋宗南学号专业机械设计制造及其自动化指导教师李志红李锦泽职称副教授主要研究内容及进展主要研究内容，对拧紧螺钉用装配机器人采用系统的观点进行整体功能分析，以实现结构优化，实现经济性灵活性和高可靠性系统设计.课题进展情况初步设计已经完成，校核已经完毕。

尚须完成的任务制作图纸，完成设计说明书。

存在的主要问题及解决措施问题蝶形弹簧和扭矩转换器的选取解决措施在网上查询相关资料，借阅工具书。

指导教师审查意见指导教师签名年月日院系部审查意见签字盖章年月日河北科技师范学院本科毕业论文设计答辩记录表题目学生姓名学号专业答辩主持人答辩组成员答辩记录人地点时间年月日答辩过程及内容组长签名成员签名河北科技师范学院本科毕业论文设计成绩评定汇总表指导教师评分表工作态度出勤与工作量调研论证或实验设计论文设计质量创新完成情况总成绩指导教师评语是否同意参加答辩指导教师签字评阅人评分表选题质量能力水平创新论文设计质量总成绩评阅人评语是否同意参加答辩是评阅人签字答辩小组评分表论文设计创新陈述答辩总成绩答辩小组评语答辩小组成员签字院系部答辩委员会意见综合成绩院系部答辩委员会主任签字院系部盖章年月日河北科技师范学院本科毕业设计工作总结自动机器人组装机构设计院系部名称机电工程学院专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名宋宗南学生学号指导教师李志红李锦泽年月日河北科技师范学院教务处制计划的实施情况及工作的详细进程毕业设计时间共周，具体时间分配如下第周组织学习毕业设计大纲任务书指导书选择确定课题调查分析收集原始资料，查找有关文献，学习新的知识。

第周需求分析阶段分析设计任务书的要求和用户需求，进行可行性分析和需求分析，确定系统所需的功能和任务目标安装建立设计所需软硬件环境对系统所需的数据进行分析，确定系统的输入数据输出数据和中间结果数据，以及数据的格式类型范围，所要输出的数据表格等。

第周设计阶段进行方案设计，系统分析，框架设计和模块划分，并进行分工按模块编写程序代码，进行模块调试和测试。

第周调试阶段模块的连接，系统调试和完善设计系统调试数据，进行系统测试，并纠正系统错误由用户或指导教师对系统进行验收。

第周毕业设计资料准备阶段整理和编写毕业设计规划报告书网站使用说明书等设计资料提交毕业设计资料。

成绩评定。

二研究结果及意义本设计机器人结构简单，造价低，自由度高，适应面广，对在本设计过程中，综合运用了机械传动和控制的知识。

下成果.对自动组装螺钉机器人采用机械电子学思想进行了总体设计。

立足于机电体化的观点，对机器人的机械结构形式驱动装置传动方式等各组成部分进行了较为全面的分析，最后得出自动组装螺钉机器人的总体方案，提出用步进电机驱动，用滚珠丝杠和导轨传动力和扭矩。

.根据自动组装螺钉机器人的结构特点，对执行部件的运动方式和特点进行了详细的分析。

采用弹簧和扭矩传递器来防止扭矩和力过大，使旋转机构损坏。

.通过参考国内外的自动送料装置结构，结合自己的些创新，设计出本机器人的自动送料机构，该机构结构简单，安装方便，成本低，性价比较好。

通过以上的工作，从总体结构分析和驱动系统的设计和制造，最终实现了自动装配螺钉机器人的简单实用的整体设计方案。

总结以前的研究工作，认为有必要在以下几个方面进行进步的研究提高机器人的操作精度的研究。

机器人的操作精度很大程度上依赖于电机驱动精度，如果仅仅依靠采用小步距角的步进电机是不够的。

现在步进电机开环控制有许多提当高精度的措施，如细分控制可以达到与闭环不相上下的精度。

但是，在机器人中的应用尚有待于进步的研究。

本文提出的自动组装螺钉机器人的整体方案对其它机器人的开发也有借鉴意义，但是尚未形成完整的理论。

如果能对机器人设计研究提出般性的理论原则，必然能对我国机器人的开发具有更大的推动作用，这问题的研究也需大量的工作。

参考文献孟威，张伯鹏，赵大泉，徐家球，郑力.螺钉自动抓拿认扣装置的设计.清华大学学报.张效祖.工业机器人的现状与发展趋势冯光涛，张伟军，赵锡芳，秦志强.机器人装配操作的规划与控制.机器人.蒋新松.机器人与工业自动化.河北教育出版社蔡自新.机器人原理及其应用.中南工业出版社李绣峰，刘桂雄，李玩雪，谢存禧.机器人装配作业位置调整技术.华南理工大学学报自然科学版.马香峰.机器人机构学.北京，机械工业出版社.杨化树，曲新峰.工业机器人技术的应用及发展.黄河水利职业技术学院学报.陈民.工业机器人通用控制器研究开发.上海大学学报自然科学版.郑时雄，刘桂雄，阎华，温伟成.机器人视觉在自动装配线中的应用.光学精密工程.费仁元，张彗慧.机器人机械设计和分析.北京工业大学出版社.张进平，马若丁.农业机械设计手册下.北京中国农业技术出版社.赵满全，窦卫国，赵世杰，杜文亮.系列马铃薯挖掘机的研制.农村牧区机械化，.赵满全，窦卫国，赵世杰，杜文亮.机器人研制与开发.内蒙古农业大学学报，.张兴东，朱月玲.工业机器人造型与虚拟样机关键部件仿真.工业机械学报，.，，，.“”，致谢通过本次毕业设计，我掌握了机械设计的方法和各方面的要求，同时，熟练掌握了制图软件，对以前所学习的机械专业课程得到了很好的巩固。

本课题设计的所有工作，从课题的选择构思整体结构的分析和研究，到论文的写作等阶段都是在李志红老师和李锦泽老师的悉心指导下完成的。

两位老师对工作认真负责，在我做毕业设计的每个阶段，从课题选择到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我很好的建议和指导。

我的设计较为复杂烦琐，但是老师仍然细心地纠正图纸中的错误。

她们严谨的治学态度渊博的学术知识诲人不倦的敬业精神以及宽容的待人风范使我获益颇多。

感谢我的指导师，她们的严谨细致丝不苟的作风直是我工作学习中的榜样她们循循善诱的教导和不拘格的思路给予我无尽的启迪。

通过四年的专业学习，我对机械各方面的知识进行了系统的学习，更加热爱这个专业，在这里，感谢所有指导和帮助我的老师。

为了满足位置决定精度.。

所以必须选择.以内的导向精度。

根据滚珠丝杠的精度等级，选定等级，即积累导向误差为.。

精度等级的轧制滚珠丝杠与精度滚珠丝杠，选择价格较低的轧制滚珠丝杠来使用。

二轴向间隙的确定为了满足回复间隙为.的要求，因此选择轴向间隙必须低于.。

根据满足轧制滚珠丝杠的轴向间隙要小于.，所以选择轴径低于，精度等级为的轧制滚珠丝杠。

.丝杠轴的确定丝杠轴的选择根据工作任务，以及滚珠丝杠的精度等级要求，选择轴径，导程，全长为的滚珠丝杠。

二丝杠轴支撑方法的选择因为滚珠丝杠的行程长，最大速度为，所以丝杠轴的支撑方法有固定固定型和固定支撑型，但是，固定固定型的构造比较复杂，而且部件精度和组装精度的要求非常高，所以丝杠轴径的支撑方法选择固定支撑型。

三容许轴向载荷的确定搬送质量工作面的摩擦系数.工作面无负载时阻力最高速度加速时间.加速度.进程加速时进程等速时的轴向负载.进程减速时的轴向负载返程减速时的轴向负载返程等速时的轴向负载.返程减速时的轴向负载因此滚珠丝杠上作用的最大轴向载荷为.丝杠轴的弯曲载荷导程丝杠轴外径丝杠长度丝杠轴的许用拉压载荷丝杠轴的弯曲载荷与许用拉压载荷在使用上都能满足要求。

.螺母的确定滚珠丝杠螺母型号的选择经查表并计算后选择型螺母。

静态安全系数滚珠丝杠副在静止或运动的状态下受到过大的载荷及很大的冲击负载时，会在沟道滚动面和滚珠表面形成永久性变形。

基本额定静负载。

在承受到最大应力的接触部位上使滚珠的永久性变形量和沟道滚动面的永久性变形量之和，达到滚珠直径的.倍的方向和大小定的静止负载叫做基本额定静负载。

静态安全系数。

所谓基本额定静负载，般的作为滚珠丝杠副的容许轴向载荷。

根据使用条件在计算载荷时有必要考虑下述的静态安全系数。

因为滚珠丝杠副在静止或运动中会承受由于冲击或启动停止而发生惯性力等，想不到的外力作用，要特别注意。

容许轴向载荷基本额定静负载，查得.静态安全系数。

查得与最大轴向载荷.比较大，因此许用轴向载荷适合。

寿命分析滚珠丝杠副的寿命滚珠丝杠副受外部负载而运动时，沟道滚动面及滚珠会不断地受到循环应力的作用，达到临界值时，滚动面就会产生疲劳破损，表面的部分会发生鱼鳞状剥落。

所谓滚珠丝杠副的寿命指的是滚动面或滚珠其中任由于材料的滚动疲劳而最初产生表面剥落为止的总会转数。

滚珠丝杠副的寿命具有很大的分散性，即使同批制造的产品，在同样运动条件下使用，寿命也会有很大差别。

因此为了确定直线运动系统的寿命，般使用额定寿命，其定义如下额定寿命指的是让批同样的滚珠丝杠副在同条件下分别运动，其中发生表面剥落时达到的总转数。

基本额定动负载基本额定负载用于滚珠丝杠副在受到负载而运动时的寿命计算。

基本额定动负载指是让批同样的滚珠丝杠副分别运动时，使额定寿命达到的方向与大小不变的负载。

迹控制。

考虑到步进电机的输出不是连续量，为了达到些系统较高的定位精度要求，可以对步进电机驱动系统进行细分控制，也可以采用闭环控制方式获得更高的驱动性能。

由于步进电机驱动具有较好的经济性，随着电机制造技术的提高，尤其是步进电机驱动技术的革命性变化，步进电机也己经被广泛应用于数控机床复印机打印机以及机器人关节臂的驱动上。

平面关节型机器人多采用步进电机直接驱动方式，不但可以节省机械传动装置，而且可以有效的消除机械减速所带来的误差和效率的降低，提高运行的速度和定位精度。

开环控制由于不存在噪声干扰问题，工作安全可靠，系统简单，价格低廉，特别是电子计算机技术的迅速发展和提高，步进电机开环控制精度几乎能达到闭环控制的控制精度。

考虑到控制的方便性可靠性以及系统整体上的经济性，对移动系统和控制手爪转动的电机均采