MJR码垛机器人结构设计与工作空间分析

搬运码垛机器人毕业设计

搬运码垛机器人毕业设计 Prepared on 22 November 2020

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1绪论研究背景及意义随着现代社会科技水平日新月异的变化，机器人技术已经渗透到人类生活中的方方面面，演着不可替代的角色。机器人是多个学科技术综合而成的产物，其应用程度已经逐渐宽广起来研究机器人已经成为了当今时代的趋势。机器人的应用状况已经可以作为权衡一个国家现化程度高低的重要因素。从机器人工作的环境来对机器人进行分类，大体上能划分成两种，就是工业机器人与特种机器人。工业机器人是一种具有良好性能的自动化机械装置，是典型的含有很高科技含量的机电一体化产品。它在提高产品质量、增加经济效益、提高生产率方面起着重要作用。同时工业机器人的发展情况也是日新月异的，所以研发工业机器人是一件刻不容缓的事情。码垛是随着物流产业的不断壮大而发展起来的一项高新技术，其思想是把物品按照一定规律码放在托盘上，从而能够使物品的存放、搬运、转移等活动变成单元化操作，从而大大提高物流运输的效率。在物料质量不大、尺寸不大、码垛速度要求不高的情况下，码垛工作都是通过人工来实现的。后来为了减轻工人在码垛时的工作强度，产生了托盘操作机、工业机械手等一些比较简单的机械设施。但是随着人们对码垛速度要求的不断提高，传统的人工码垛方式越来越难以达到人们的要求，这种情况下码垛机器人应运而生。作为工业机器人典型的一种，码垛机器人技术近几年有着非常快速的发展，这样的发展速度和当今世界制造业的小批量、多种类的发展模式是十分吻合的。码垛机器人有着工作能力强、运行速度快、体积比较小、抓取种类多、应用范围广等特点，从而在市场上备受青睐，正因为这些优点，才使得码垛机器人被普遍应用于制造业、码垛、装配、焊接等诸多操作中。近年来，袋装物品的需求和产量都十分巨大，进而对袋装物品进行运输的需求也在急剧增长。在我国有大量的袋装物品需要进行码垛、卸垛和运输。目前，对袋装物品的火车运输来讲，火车站台卸车、站台码垛、运输装车、运输卸车、库房码垛等工

搬运码垛机器人毕业设计

搬运码垛机器人毕业设计 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

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码垛机器人设计_毕业设计说明书

码垛机器人设计_毕业设计说明书目录第一章绪论 (1) 1.1课题的背景、来源及意义 (1) 1.2码垛机器人的发展进程及发展趋势 (2) 1.3课题的设计内容 (2) 第二章码垛机器人总体结构设计 (4) 2.1方案的确定 (4) 2.2总体设计思路 (6) 第三章码垛机器人腕部和腰部设计 (7) 3.1码垛机器人腕部设计 (7) 3.1.1 减速机的计算与选型 (7) 3.1.2联轴器的计算与选型 (8) 3.1.3轴承的选型 (10) 3.2码垛机器人腰部设计 (11) 3.2.1腰部电机选型 (11) 3.2.2腰部联轴器计算选型 (12) 3.3本章小结 (13) 第四章码垛机器人手臂结构及其驱动系统设计 (14) 4.1平面机构受力分析 (14) 4.2手臂关节轴承的选型与校核 (15) 4.3销轴校核 (16) 4.3.1 后大臂与支架销轴联接校核 (16) 4.3.2 后大臂与小臂销轴联接校核 (17) 4.3.3 前大臂与支架销轴联接校核 (17) 4.3.4 前大臂与小臂销轴联接校核 (18) 4.3.5 其它销轴联接校核 (18) 4.4竖直滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (19) 4.4.1 最大工作载荷的计算 (19) 4.4.2 最大动载荷的计算 (19) 4.4.3 初选滚珠丝杠副型号 (20) 4.4.4 传动效率计算 (20) 4.4.5刚度的验算 (21)

内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 4.4.6压杆稳定性校核 (22) 4.5水平滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (23) 4.5.1最大工作载荷的计算 (23) 4.5.2最大动载荷的计算 (23) 4.5.3初选滚珠丝杠副型号 (24) 4.5.4 传动效率计算 (24) 4.5.5刚度的验算 (24) 4.5.6压杆稳定性校核 (26) 4.6水平滚动导轨副的计算选型 (26) 4.6.1滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选择 (26) 4.6.2额定行程寿命的计算 (28) 4.7竖直滚动导轨副的计算选型 (30) 4.7.1滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选择 (30) 4.7.2.额定行程寿命L的计算 (30) 第五章 PRO/E建模和仿真 (32) 5.1主要部件建模及其简介 (32) 5.1.1轴承建模的主要过程 (32) 5.1.2 机器人的主要部件及装配模型 (35) 5.2三维机构运动仿真的基本介绍 (37) 5.2.1 机构运动仿真的特点 (37) 5.2.2 机构运动仿真的工作流程 (37) 5.2.3 机构仿真运动装配连接的概念及定义 (37) 5.2.4 机构的仿真运动 (38) 第六章 ANSYS有限元分析 (40) 结论 (46) 参考文献 (47) 谢辞 (48)

100KG四自由度码垛机器人底座设计及分析.

100KG四自由度码垛机器人底座设计及分析（……，…….，……..，…….）摘要：本文主要设计和研究了一个抓重为100KG的四自由度的码垛机器人，用于企业生产中的码垛物品。首先对机器人的整体方案和具体的结构按要求进行了分析，接着主要设计了机器人底座和腰部结构并进行了建模和装配。最后,利用分析软件（UG）对机器人底座和腰部进行有限元仿真分析。关键词：码垛机器人；结构设计；建模；有限元分析 Design and Analysis of 100KG 4-dof Palletizing Robot Base … … … （School of Transportation，Institute of Transportation Mechanical Design Manufacturing and Automation，jixieben1104 ， 20112814726） Abstract:In this paper, the design and research of a catch weight of 100KG of 4-dof palletizing robots for the production of stacking items.At first, the overall program and the specific structure of the robot were analyzed according to the requirements, then the main work is to design the base and waist of the robot and carry on the modelling and analyze.Finally, this paper uses the analysis software (UG) to make finite element analysis of it. Key words: Palletizing robot；Structural Design；Modeling；Finite Element Analysis 1引言随着科技的不断发展和进步，企业越来越重视自动化生产。[1]在这种背景下，机器人的使用越发普及，码垛机器人就是其中之一。效率高，适用性强，能耗低，占地面积少等诸多优势让它在各个领域大放异彩。 2课题的设计内容本设计主要是研究码垛机器人的结构设计，尤其是底座和腰部设计，主要工作内容有以下几点: 1.了解码垛机器人发展近况以及未来发展方向，并掌握码垛机器人的基本构成部

码垛机器人系统设计

（分类号: 学校代码: 10128 U D C : 学号: 201130101045 科研训练开题报告题目：码垛机器人控制系统设计学生姓名：刘金来学院：机械学院班级：机制11-3 指导教师：武建新二零一四年十二月

1.选题目的和意义近几年机器人自动化生产线已经不断出现，机器人自动化生产线的市场也会越来越大，并且逐渐成为自动化生产线的主要方式，而过去的自动化码垛作业大部分是由机械式码垛机完成或人工搬运，由于机械式码垛机其结构等因素的限制，存在着占地面积大、程序更改麻烦（甚至无法更改）、耗电量大等缺点；而人工搬运劳动量大，完成同一工作量所需不少工人，在一些实际场所应用中，码垛机器人与传统码垛机一样，一次能搬运一整层箱子，有些顾客在传统码垛机坏了时，就用机器人代替，通常这些机器人系统都有层成型平台和臂尾加工装置，能将整层箱子搬起来，功能较强的码垛机器人还能更换不同的货盘；其码垛速度甚至可以达到100个小箱/分钟；码垛机器人装有低水平纸箱横进给装置，使用灵活底盘，有利于车间的良好布局；另外其性能可靠，大多用户容易掌握使用的软件，能够迅速转换对进行不同箱子的码垛。2．国内外研究现状及其发展趋势 2.1课题来源：内蒙古工业大学 2.2码垛机器人控制系统设计的发展前景作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。据相关统计数据表明，工业机器人主要用于汽车工业及汽车零部件工业，占整个机器人市场的61%，金属制品业占8%、橡胶及塑料工业和电子电气行业分别占7%，食品工业占2%，其他工业占15%。依赖进口——我国工业机器人之阵痛目前，我国进口的工业机器人主要来自日本，随着我国从劳动密集型向现代化制造业方向发展，虽然机器人保有量达到一定的规模，但与发达国家相比仍然有不少差距。仅从汽车工业每百万名生产工人占有的机器人来讲，（日本1710台、意大利1600台、美国770台、英国610台、瑞典630台，而我国还不到90台），中国仍然是世界上相对比较落后的国家。面对中国这样庞大的市场，每一个机器人供应商都有着非常大的用武之地。产业化不足——我国工业机器人之弊端 20世纪90年代末，我国建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。产业化

matlab实现puma机器人工作空间

matlab实现PUMA机器人的工作空间 PUMA机器人的工作空间主要有前3个关节决定，后3个关节决定姿态。程序编写好了，请看运行结果！步长为20度步长为10度

步长为5度步长为3度步长为2度

步长为5度时的XY平面步长为5度时的XZ，YZ平面

编写时的界面，为运行源代码如下： function varargout = mypuma(varargin) gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ...

'gui_OpeningFcn', @mypuma_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @mypuma_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [], ... 'gui_Callback', []); if nargin && ischar(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end handles.output = hObject; guidata(hObject, handles); function varargout = mypuma_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout{1} = handles.output; %步长为20度时的工作空间，2个for循环就搞定 function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) hold off; for a=(-160:20:160)*pi/180

四自由度机器人手臂工作空间分析

四自由度机器人手臂设计 ---工作空间分析 050696135 张东红指导老师：刘铁军讲师第1章绪论 1．1 机器人的概念我们一直试图为自己的研究对象下一个明确的定义----就象其他所有的技术领域一样----始终未能如愿。关于机器人的概念，真有点像盲人摸象，仁者见仁，智者见智。在此，摘录一下有代表性的关于机器人的定义：牛津字典： Automation with human appearance or functioning like human 科幻作家阿西莫夫（Asimov）提出的机器人三原则：第一，机器人不能伤害人类，也不能眼见人类受到伤害而袖手旁观；第二，机器人必须绝对服从人类，除非人类的命令与第一条相违背；第三，机器人必须保护自身不受伤害，除非这与上述两条违背；日本著名学者加藤一郎提出的机器人三要件： 1．具有脑、手、脚等要素的个体； 2．具有非接触传感器（眼、耳等）和接触传感器； 3．具有用于平衡和定位的传感器；世界标准化组织（ISO）

机器人是一种能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务的机器。细细分析以上定义，可以看出，针对同一对象+所做的定义，其内涵有很大的区别，有的注重其功能，有的则偏重与结构。这也就难怪对同一国家关于机器人数量的统计，不同资料的数据会很大差别。虽然现在还没有一个严格而准确的普遍被接受的机器人定义，但我们还是希望能对机器人做某些本质性的把握。首先，机器人是机器而不是人，它是人类制造的替代人类从事某种作业的工具，它只能是人的某些功能的延伸。在某些方面，机器人可具有超越人类的能力，但从本质上说机器人永远不可能全面超越人类。其次，机器人在结构上具有一定的仿生性。很多工业机器人模仿人的手臂或躯体结构，以求动作灵活。海洋机器人则在一定程度上模仿了鱼类结构，以期待得到最小的水流阻力。第三，现代机器人是一种机电一体化的自动装置，其典型特征之一是机器人受微机控制，具有（重复）编程的功能。 1．2 机器人的基本组成和分类机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成。这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人—环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统。 1．驱动系统要使机器人运行起来，需给各个关节即每个运动自由度安置传动装置，这就是驱动系统。 2.机械机构系统

机器人工作空间配置的可靠性规划

第２３卷第２期机械科学与技术Ｖ０１．２３Ｎｏ．２２００４年２月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＦｅｂｒｕａｒｙ２００４段齐骏文童编号：１００３－８７２８（２００４）０２一０２００—０３机器人工作空间配置的可靠性规划段齐骏（南京理工大学机械工程学院，南京２１００９４）摘要：机器人工作空间是机器人远行控制的一个重要指标。本文依据动作可靠性的基本概念，结合机器人动作可靠性评价的基本要求，建立了机器人运动误差分析模型。基于针对机器人工作空间配置的数学描述，给出了机器人工作空间配置的可靠性评价方法与规划策略。运用一个４自由度机器人工作空间规划分析的实例说明，机器人工作空间配置的可靠性规划，是全面完善系统性能的一个有效途径。关键词：机器人；工作空间；可靠性；规划中图分类号：ＴＢｌｌ４．３文献标识码：ＡＲｅＵａｂｉｌｉｔｙＰｌａｎｉｎｔｈｅＡｒｎｎｇｅｍｅｎｔｏｆａＲｏｂｏｔ’ｓＷｏｒｋｓｐａｃｅＤＵＡＮＱｉ．ｊｕｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｏｒｋｓｐａｃｅｏｆａｍｂｏｔｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｎａｎｔｆａｃｔｏｒ，ｆｏｒｒｏｂｏｔ’ｓｗｏｒｋｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒ０１．Ａｃ－ｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｍｏｔｉｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ａｎａｎａＩｙｓｉｓｍｏｄｅｌｆｏｒｍｏＶｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｃｏｎｓｉｄ—ｅｒｉｎｇｂａｓｉｃｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｍｂｏｔｍｏｔｉｏｎｒｅｌｉ８ｂｉｌｉｔｙｉｎｔｈｉｓｐ８ｐｅｒ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｒｒ８ｎｇｅｍｅｎｔｏｆｍｂｏｔｗｏｒｋｓｐａｃｅ，ｔｈｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｂｏｕｔｔｈｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ《ｒｏｂｏｔｗｏｒｋｓｐａｃｅａｎｄｔｈｅｐｌａｎｏｆｗｏｒ王【ｓｐａｃｅａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｂｙａｎａｃｔｕａｌｅｘａｍｐｌｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｐｌａｎｏｆｗｏｒｋｓｐａｃｅｏｆｒｏｂｏｔｗｉｔｈ４ｆｒｅｅ—ｄｏｍｓ，ｉｔｉｓｉｌｌｕｓｔｍｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｐｌａｎｏｆａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｍｂｏｔｗｏｒｋｓｐａｃｅｗｉｌｌｂｅａｎｅ妇ｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｆｏｒｉｍｐｒｏＶｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉＶｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒｏｂｏｔ；Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ；Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；Ｐｌａｎ机器人的工作空间是指机器人末端执行器工具中心点所能到达的空间点的集合。一般而言，臂部的自由度主要用来确定手部及工件（或工具）在空间运动的范围或位置，而腕部的自由度主要是用来调整手部及工件（或工具）在空间的姿态。显然，机器人的工作空间取决于臂部的运动。机器人的工作空间及其在此空间内的运动规划同题，一直是机器人研究的主要问题，研究的出发点涉及机器人运动学、动力学及机器人控制等许多方面。但是，根据系统科学的基本观点，相互联系、相互影响、相互作用的组成部分称作系统结构，系统结构与系统环境决定系统动能¨】，机器人的性能实现必然与其工作环境与工作过程密切相关。从这个角度出发，机器人在其工作空间的运动规划问题，应在针对机器人系统及其隶属的复杂系统等多个层面上展开。机器人系统的动作可靠性是机器人性能的一个重要指标，根据可靠性的基本概念，机器人动作可靠度的定义：机器人在规定的工作时间及规定的使用条件下，准确、及时并协收稿日期：２００２一０４—０３作者简介：段齐骏（１９６４一）。女（汉）。江苏。副教授，博士Ｅ—ｍａｉｌ：ｐｙｌｄｕ¨＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ调地完成规定功能的能力。当用概率来描述这种能力时，则称为可靠度。显然，规定的使用条件包括工作空间及工作空间的环境因素，比如温度、粉尘等。由此，可以肯定，机器人的动作可靠性不仅与机器人本身的结构、控制与工作方式有关，还与机器人工作空间配置的合理性有相当大的关系。基于提高或者保障系统可靠性的目的，本文试图就机器人工作空间的合理配置，提出进行可靠性规划的方法。１机器人动作可靠性评价的基本要求从系统的角度看，机器人一般服务于一个复杂系统，它本身与系统的监控子系统有着频繁的信息交流，它的运动控制流程见图ｌ。图ｌ机器人运动控制因此机器人的位姿特性可以通过伺服系统进行修正，也就是说无论指令所给出的要求是怎样的，只要指令所提出的要求在机器人的工作空间内或者与机器人的设计要求没有冲突，最终机器人总能完成指令（动作要求），排除因设备故障所带来的动作失

一种码垛机器人的设计与仿真

一种码垛机器人的设计与仿真节 1.01 摘要 21世纪，科学技术的发展可谓日新月异，各种信息技术的不断发展进步，推动着社会生产的各个领域的进步，尤其是自动化技术的应用。码垛技术是近年来活跃在物流自动化领域的一项新兴的技术。码垛技术的概念是指在日常的物流运输的过程中，为了实现实现物料的搬运、装卸等物流的活动，设计一定的物料的堆码成垛的模式，这种模式是基于集成单元化的思想之上的，这种堆码成垛实现物流运输的技术就是码垛技术。我们在实现码垛技术的同时，发明了相关的码垛机器人。码垛机器人是基于码垛技术而产生的，它是一种具备特殊功能的机器人，具有垂直的多关节型的特点。码垛机器人自产生以来，已经广泛应用于社会生产的不同的专业领域，比如食品加工、石油化工等。对于不同的物流对于码垛要求参数的不同，码垛机器人可以通过自身的主计算机进行相应的参数的设置，从而进一步实现不同产品包装的码垛要求。现代物流的发展，对于码垛机器人的要求也呈现出越来越高的趋势，比如物料的码垛的精度的提高，是的码垛机器人必须具有一定的刚度和强度，防止搬运过程中出现差池。本文主要是设计一种码垛机器人的机械部分，应用于自动化生产线的物料的码垛。在进行码垛机器人的设计的时候，主要是结果机械、电子以及码垛机器人的软件等方面，根据不同方面的特点进行综合的分析，实现码垛机器人的设计。关键词：码垛技术，机器人，有限元分析，运动仿真 Abstract In the 21st century, the development of science and technology is changing, all kinds of the continuous development of information technology progress, push the progress of the various fields of social production, especially the application of automation technology. Stacking technology is active in recent years a new technology in the field of logistics automation. Stacking technology refers to the concept of in the daily logistics transportation process, in order to achieve the

基于Matlab的空间描点机器人建模与仿真报告

课程设计课程名称机器人学题目名称空间描点机器人建模仿真学生学院专业班级学号学生姓名指导教师

目录 1.课程设计要求 (1) 2.空间描点机器人的设计 (2) 2.1机器人构型及坐标 (2) 2.2D-H参数表 (4) 3.正运动学 (5) 3.1齐次变换矩阵 (5) 3.2 空间描点机器人工作空间 (6) 4.几何法求逆解 (7) 5.程序流程图 (8) 6.总结分析 (9) 7.Matlab程序附录 (10) 7.1 Mov_6DOF_Rob_Lnya.m (10) 7.2 DHfk6Dof_Lnya.m (12) 7.3 IK_6DOF_Rob_Lnya.m (13) 7.4 Build_6DOFRobot_Lnya.m (14) 7.5 Erzhihua.m (14) 7.6 draw_Workplace.m (15) 7.7 Matrix_DH_Ln.m (16) 7.8 Connect3D.m (17)

1. 课程设计要求一，按照附件模板填写，要求有封面和目录，除签名处不能有手写。二，主要内容包括下面几个部分， 1，设计一款六自由度机器人，要求2，3，4，5关节中有一个是滑动关节，其余关节应为转动关节。试构想该机器人的功能，并根据功能设定机器人的介绍参数（杆件长度及关节极限） 2，建立机器人的正运动学模型，进行Matlab 运动仿真。（分析机器人的工作空间，制作机器人各个运动的动画。）注意事项： 1）要求画出机器人的关节坐标系，列出DH 参数表，以及各个关节间的齐次变换矩阵。 2）Matlab仿真应画出工作空间的立体图和剖面图。采用机器人产品的同学应与实际说明书的工作空间做对比。自行设计的同学要做简单的分析讨论。 3）直接采用例程里面的三自由度机器人该部分得0 分。 3，实现逆运动学轨迹规划注意事项： 1）这里特指机器人末端的轨迹规划，不是关节空间的轨迹规划。2）要实现控制机器人末端在空间中完成某种轨迹。（如直线，圆弧，心型，写字等） 3）可以采用求解逆运动的方程或者是利用微分运动。 4）写出详细的推导过程（公式）。 5）要求有仿真截图及动画。 6）只能使用matlab 及本课程提供的例程，不能使用工具箱。 7）仅仅使用3自由度例程的同学本部分分数会很低 4，自由发挥项（完成这一部分的同学才能够得到90分以上） 1）机器人完整逆解的求解方式（数值解）； 2）寻找奇异点，分析奇异位型。 5，Matlab程序作为附录应添加在课程设计报告书的最后面。要求在第一页附上程序流程图，注明函数调用过程，此外，程序要排好版。

码垛机器人技术进展及方案设计

研究生课程论文封面课程名称：机器人技术及应用论文题目：码垛机器人研究进展及方案设计学生班级；机械工程学生姓名：黄凰任课教师：王中任学位类别：专业硕士评分标准及分值选题与参阅资料（分值）论文内容（分值）论文表述（分值）创新性（分值）评分

确的完成抓取工作，抓取后对工件进行分类码垛。关键词：机器人，码垛，视觉

码垛机器人研究进展及方案设计 1. 机器人概述近年来，机器人技术发展非常迅速，各种用途的机器人在各个领域得到广泛的应用。于此同时，码垛技术也获得了飞速发展，尤其是机器人码垛发展更为迅猛，这种发展趋势是与当今制造领域出现的多品种小批量的发展趋势相适应的[1][2]。码垛机器人是用在工业生产过程中执行大批量工件、包装件的获取、搬运、码垛、拆垛等任务的一类工业机器人，是集机械、电子、信息、智能技术、计算机科学等学科于一体的高新机电产品[3]。码垛机器人技术在解决劳动力不足、提高劳动生产效率、降低生产成本、降低工人劳动

强度、改善生产环境等方面具有很大潜力[4]。国外从 20 世纪 60 年代开始研究工业机器人，码垛机器人是伴随着工业机器人技术的发展而出现的，日本、德国、美国等发达国家的研究已取得一定成果，我国在这方面的研究刚起步不久，还需加快研究步伐，提高研究水平，为我国物流包装企业的生产和发展做出贡献[5]。最早将工业机器人技术用于物体的码放和搬运是日本和瑞典[6]。20世纪70年代末日本第一次将机器人技术用于码垛作业。1974年，瑞典ABB公司研发了全球第一台全电控式工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料的搬运[7]。除此之外，德国、意大利、韩国等国家工业机器人的研发水平也相当高。随着计算机技术、工业机器人技术以及人工智能控制等技术的发展和日趋成熟，日本、德国、美国、瑞典、意大利、韩国等国家在包装码垛机器人的研究上做了大量工作，相应推出了自己的码垛机器人，如日本的 FANUC [8]和 OKURA 以及 FUJI 系列，德国的KUKA 系列[9]，瑞典的 ABB 系列等。德国、瑞典以及日本等国家的码垛机器人一般

码垛机器人设计说明书

机电一体化课程设计码垛机器人课程名称：机电一体化课题名称：五自由度小型码垛机器人专业：机械设计制造及其自动化班级：小组成员：指导教师：课设时间：2016年1月

摘要 (1) 第一章背景介绍 (2) 第二章机械结构总体设计 (4) 2.1总体设计要求 (4) 2.2机械部分总体结构 (4) 2.3电机的选择 (6) 2.4底座的设计 (7) 2.5腰部的设计 (10) 2.6臂部的设计 (12) 2.6.1大臂的设计与校核 (12) 2.6.2小臂的设计与校核 (14) 2.7腕部的设计 (16) 2.8其他零件的设计与选择 (18) 第三章控制系统设计 (23) 第四章运动分析 (28) 4.1 运动轨迹分析 (28) 4.2 运动函数分析 (29) 参考文献 (31)

近年来,机器人技术发展非常迅速,各种用途的机器人在各个领域得到广泛的应用。于此同时,码垛技术也获得了飞速发展,尤其是机器人码垛发展更为迅猛,这种发展趋势是与当今制造领域出现的多品种小批量的发展趋势相适应的。本文围绕一个小型码垛机器人进行设计和分析。首先根据设定的工作要求确定机器人的各项基本技术指标,为机器人的结构设计提供依据。在参考多种相关机器人的基础上,设计了机器人的整体方案和机械结构,码垛机器人是四自由度机器人,所有关节均采用转动关节,确定了采用舵机传动的方案。通过计算对机器人进行受力分析,目的是为了检验设计的机器人结构在强度和刚度上是否能够满足工作的要求。本课程设计将设计四自由度的抓取听装可乐小型简单码垛机器人。关键词：码垛机器人机器人技术动态性能

第一章背景介绍自20世纪80年代，我国码垛机器人在国家支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，经过几十年的发展，我国在机器人领域取得了很大成就。按机器人的发展过程，分为三代机器人。第一代机器人，具有视角再现功能或具有可编程的NC装置，但对外部信息不具备反馈能力;第二代机器人，不仅具有内部传感器，能获取外部环境信息。虽然没有应用人工智能技术，但是能进行机器人环境交互，具有在线适应能力；第三代机器人，具有多种智能传感器，能感知和领会外部环境信息。目前码垛机器人的应用主要在以下两个方面。恶劣工作环境，危险工作场合，这个领域的作业是一种有害于健康，并危及生命或不安全因素很大而不宜与人去干的作业。例如在冲床上下料、采矿、锻造等。在自动化生产领域，码垛机器人可用来上下料、码垛、卸货以及抓取零件重新定向等作业。一个简单抓放作业机器人只需要较少的自由度，一个给零件定向作业的机器人要求具有更多的自由度，增加其灵巧性。工业机器人具有减少劳动力费用、提高生产效率、改进产品质量、增加制造过程的柔性、减少材料浪费、控制和加快库存的周转、降低成本、消除危险和劣势的劳动岗位。目前工业机器人的开发正处在一个蓬勃发展的阶段，在先进的工业发达国家里，工业机器人的开发与制造正在形成一个庞大的产业，全世界每年的工业机器人销售额可达42亿美元。尽管如此，工业机器人产业仍在不断拓展，不断向

(完整word版)《工业机器人编程、仿真及调试》实训报告书

广州城建职业学院综合实训报告课程名称：《工业机器人编程、仿真及调试》实训项目：手动操纵ABB工业机器人学生姓名：罗吉祥学生学号： 1509010430 所在班级： 15机电4班指导教师：张志杰机电工程学院 2017-2018学年第1学期

实训项目手动操纵工业机器人一、学习准备 1．主要设备：工业机器人 2．学习资料：安全操作规程、工作页、多媒体设备、焊接手册； 3．劳动保护用品：工作服、电焊手套、面罩、绝缘鞋、滤光玻璃二、学习过程引导问题： 1.请同学们查阅资料并写出手动模式下可以进行微动控制，无论“示教器”上显示什么视图都可以进行微动控制，但在程序执行过程中无法进行微动控制。答：微动控制就是使用 FlexPendant 控制杆手动定位或移动机器人或外轴。什么时候可以微动控制？手动模式下可以进行微动控制。无论 FlexPendant 上显示什么视图都可以进行微动控制，但在程序执行过程中无法进行微动控制。关于动作模式和机器人选定的动作模式和 / 或坐标系确定了机器人移动的方式。在线性动作模式下，工具中心点沿空间内的直线移动，即 " 从 A 点到 B 点移动 " 方式。工具中心点按选定的坐标系轴的方向移动。在逐轴模式下，一次只能移动一根机器人轴。因此很难预测工具中心点将如何移动。关于动作模式和附加轴附加轴只能进行逐轴微动控制。附加轴可设计为进行某种线性动作或旋转（角）动作的轴。线性动作用于传送带，旋转动作用于各种工件操纵器。附加轴不受选定的坐标系影响。关于坐标系如果工具坐标系的其中一个坐标与钻孔平行，则能轻而易举地使用机械爪将销子定位于钻孔内。在基坐标系中执行同样的任务时，可能需要同时在 x 、和 z 坐标进行微动控制，从而增加了精确控制的难度。选择合适的坐标系会使微动控制容易一些，但对于选择哪一种坐标系并没有简单或唯一的答案学习目标： 1、掌握各轴的运动规律； 2、熟练使用机器人的三种运动方式； 3、能够使用示教器摇杆熟练控制机器人各轴运动； 4、能够使用增量控制机器人的步进运动； 5、培养学生认真细致的工作态度；建议学时: 学习地点：一体化学习工作站

码垛机器人使用说明讲解学习

码垛机器人使用说明

码垛机器人使用说明非常感谢贵公司购买码垛机器人。本系统是将上流传送带传送过来的产品按一定的堆放形状放置到托盘上的码垛机器人设备。 1.功能概述为适应我国在石油、化工领域的快速发展，我们在吸收国外先进技术的基础上，自主开发了RB200型垂直多关节型机器人。 RB200型码垛机器人是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种规定作业的机电一体化生产设备。其主要由机械本体、伺服驱动系统、手臂机构、末端执行器（抓手）、末端执行器姿态调节机构以及检测机构等构成，它根据不同的物料包装、堆垛顺序、层数要求等进行参数设置，实现不同类型物料包装的码垛作业。 2.码垛机器人与传统机械式码垛机比较,特点如下: 2.1.结构简单、零部件少。因此零部件的故障率低、性能可靠、保养维修简单、所需库存零部件少。 2.2.占地面积小。有利于客户厂房的总体布置，并可留出较大的库房面积。 2.3.适用性强。当客户产品的尺寸、体积、形状及托盘的外形尺寸发生变化时只需在触摸屏上稍做修改即可，不会影响客户的正常的生产，甚至一台码垛机器人可同时对两条包装不同物料的生产线进行码垛操作。

2.4.能耗低。传统机械式码垛机的功率在26kW左右，而码垛机器人的功率为10kW，能大大降低客户的长期运行成本。 3.主要技术特点： 3.1.码垛机器人具有4个自由度，分别为手臂的两个关节沿垂直轴、水平轴作直线运动，机械本体和抓手绕各自的回转轴作回转运动。 3.2.手臂采用平行四边形连杆机构，由伺服电机通过带轮、同步带、滚珠丝杠、直线导轨驱动，并采用末端执行器姿态调节机构，使末端执行器（抓手）实现垂直轴、水平轴无藕合线性运动。 3.3.机械本体用于承载手臂机构及其驱动机构，机械本体安装在交叉滚子轴承上，由伺服电机通过精密摆线减速机驱动，实现码垛机器人在水平面内的回转作业。 3.4.抓手腕部回转由伺服电机通过精密摆线减速机驱动。 3.5.机械手主要材料采用铝合金型材，具有质量轻，动作灵活等特点。 4.主要技术指标：码垛最大能力：1200bags/h 橡胶：600bags/h 最大载荷：200kg 结构形式：4自由度关节型运动模式：柱面坐标动作范围 Z轴（垂直）： 2300mm X轴（水平）： 1500mm θ轴（本体回转）： 330° a轴（手腕回转）： 330° 5.动作范围:

码垛机器人

码垛机器人摘要：随着我国经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，使得机器人在码垛、涂胶、点焊、弧焊、喷涂、搬运、测量等行业有着相当广泛的应用。现在有很多个原因，包括包装的种类、工厂环境和客户需求等将码垛变成包装工厂里一块难啃的骨头。为了克服这些困难，码垛设备的各个方面都在发展改进，包括从机械手到操纵它的软件。最近市场上对灵活性的需求不断增长，这一个趋势已经影响到了包装的多个方面，生产线的后段也不例外。一个处理随机装载的机器人码垛机需要特殊的软件，通过软件，机器人码垛机与生产线的其他部分相连接，这是个巨大的进步。关键词：码垛，机器人，装载，生产线; 一、码垛机器人简介最近市场上对灵活性的需求不断增长，这一个趋势已经影响到了包装的多个方面，生产线的后段也不例外。零售客户，尤其是那些具有影响力的如沃尔玛一样的大型超市，经常需要定制一些随机货盘，但是他们不得不定制每一个货盘，而货盘的形式只是偶尔会有重复。而且这类随机的货盘的高效生产是比较困难的。对于随机货盘来说，码垛机器人是唯一的选择。尽管如此，机器人装载也面临比较多的问题，如果要以较高的速度进行生产，将更加困难重重。二、码垛机器人设计首要任务是根据机器人所要完成的工作，先确定机器人的结构组成。可以是龙门式，挂壁安装式等。再按工作要求所给出各轴的运动行程、负载、运动速度、加速度，动作周期来选每个运动轴直线运动单元的型号，所配驱动电机及所配精密行星减速机的型号。下图是一个典型的三维机器人码垛的现场布置情况。下面即以此系统为例对沈阳鼎冷机电码垛机器人进行深入的阐述此码垛机器人是应用箱体码垛搬运工作上的。三、生产线路：

机械手工作空间地设计

三自由度机械手工作空间的设计（MATLA）B 题目的选择：三自由度机械手工作空间分析，B 1,62,63的转角范围-90?~90?, l o=1m 11= 12=0.8m。每个杆横截面积为60mm< 20mn!勺矩形铁杆，6 i绕垂直z 轴旋转，6 2，6 3在水平面内旋转。理论分析：从题干可以得知，首先此工作空间需要有三个杆组成，即l 0=1m，l 1= 1 2=0.8m,可以在刚体中设置长度；其次，题目要求 6 i, 6 2, 6 3的转角范围 -90?~90?,此项可以在信号发生器模块里面设置，本题信号均选择n /2的正弦波作为发生信号；第三，要求 6 i绕垂直z轴旋转，我的理解是模拟机械手的支撑单元杆，此结构会做原地的自传，也就是围着Z轴旋转，满足题目要求；最后，要求 6 2,6 3在水平面内旋转,这个比较好实现了,只要在刚体设置中,定好杆的位置就可以实现。基于SimMechanics 的运动学分析：根据机器人的机构组成，基于SimMechanics 的三关节机器人仿真模型如图1所示。图中SimMechanics仿真模型主要由三个转动关节模块，三个刚体模块和一个地模块组成。转动关节1、2、3（R1、R2、R3）表示机器人的两个转动关节，刚体1、2、3 （Bi、B2、B3）代表杆1、杆2、杆3,地（Ground）表示固定机座。对于关节1、2、3用两个驱动器（R1 Actuator、R2 Actuator 和R3 Actuator ）进行运动驱动，为了精简模型，本模型采用了封装子系统操作，即把关节驱动器部分封装起来，由于三处关节得驱动基本相同，所以三处都采用了此操作，封装之后如下图中的（Power1、Power2、Power3），用两个传感器（R2 Sensor和R3 Sensor）测量关节转角，轨迹规划模块实现机器人末端的运动轨迹。三自由度机械手工作空间的设计方法： 1.打开MATLAB/SIMULINI找到SimMechanics模块，如图2所示。 2 ?按照题目要求从SimMechanics模块中依次拖拽相应的杆件和连接件，组成 3 关节机器人，但是组成后机器人是仿真不起来的，因为没有设定相关的一些参数。所需要的连接件在前面基于SimMechanics 的运动学分析中已经详细介绍了。 3.参数的设定 1）转动关节模块参数的设定：按照题目的要求，需要 6 1绕垂直z轴旋转，6 2, 6 3在水平面内旋转，也就是说R1的转动轴应以Z为坐标轴运动，R2 R3也同样如此，这样设定参数可以满足要求，其参数的设置如图3所示。 2）刚体模块参数的设定：此处参数的设定很关键，设置的对错将决定整个系统是否可以正常运行，参数的设定也是相对麻烦一些的，现在详细的介绍一下本题刚体模块参数的设定方法。首先，要设定一个基准，这里我采用Bottom 为基准，设定其坐标为（0, 0, 0）,并取名为CS1;其次，设定Top的坐标为（0, 0, 1）, 取名为CS2这样以来就可以确定第一个杆的长度为1m它是以CS1为基准设定的。再者还

码垛机器人的机械结构设计毕业设计说明书

毕业设计说明书（论文）论文题目：码垛机器人的机械结构设计系部：机械工程系专业：班级：学生姓名：学号：指导教师： 2014年月日

I 摘要以码垛机器人本体为研究对象，通过分析其结构特点与性能参数，明确了设计的基本指标，为码垛机器人产品开发提供指标。并依此为依据针对物流自动化行业中对箱包高速码垛的需求，并依据搬运机器人的性能要求，设计了一种四自由度的码垛机器人。应用CERO2.0进行三维建模，并通过CERO2.0的机械设计分析模块，对其构建的三维模型的运动仿真。结果表明，所设计机器人完全满足工业现场的需求。关键词：码垛机器人机械设计CERO2.0运动分析 Abstract In this paper,the structure characteristics and performance indicators of palletizing robot body are an alyzed．It provides a reference for product development．In accordance with the requirement of robot palletizer in logistics automation technology，a universal robot palletizer was designed based on the functional requirement.Application CERO2.0 for 3 d modeling, and through the analysis of the mechanical design CERO2.0 module, the building of 3 d motion simulation of the model。the experimental results show that the robot meets the objectives of the logistics automation requirements． Key Words：palletizing robot；machine design；cero2.0 motion analysis I