工业机器人结构设计【含全套CAD图纸和WORD说明书】
工业机器人结构设计
1绪论1.1工业机器人概述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作业的机电一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。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
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一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。
从某种意义上说它也是机器进化过程的产物，它是工业以及非工业领域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。
机械手是模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。
工业机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产，尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，由它代替人进行正常的工作，意义更为重大。
因此，工业机械手在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的应用。
工业机械手的结构形式开始比较简单专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的应用。
1.2工业机器人的组成和分类1.2.1工业机器人的组成机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等组成。
机器人结构设计
人。
机器人制造厂家也希望改变设计和制造模式，采用批量
制造技术来生产标准化系列化的工业机器人模块，自由拼
装工业机器人，满足用户经济性好和基本功能全的要求。
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(2)灵活性。其主要体现在：
①可根据工业机器人所要实现的功能来决定模块的数量，机
器人的自由度可以方便地增减。比如，用户要求机器人能为多 台设备进行作业时，可增选一个底座移动轴模块或其它行走轴 模块,工业机器人成为移动式机器人。
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传动方式选择
（1）选择驱动源和传动装置与关节部件的连接、驱动方式 （2）工业机器人的传动形式
传动形式 直接连结传动
特征
优点
直接装在关节上 结构紧凑
缺点
需考虑电机自重，转 动惯量大，能耗大
远距离连结传动
经远距离传动装 不需考虑电机自重， 额外的间隙和柔性，
置与关节相连 平衡性良好
②为了扩大工业机器人的工作范围，可更换具有更长长度的 手臂模块或加接手臂模块。下图所示是一种多关节多臂检测机 器人，不仅多臂模块组合成的手臂很长，而且手臂可作波浪运 动。
③能不断对现役模块化工业机器人更新改造。比如，用户可 以选用伸缩套筒式手臂模块来更替原有固定长度的模块；随着 控制技术和传感技术的发展，可更换更高性能的控制模块和更 高精度的传感器模块；更换新模块来进行工业机器人的维修保 养。
(3)虽然功能模块的形式有多种多样，但是尚未真正做到 根据作业对象就可以合理进行模块化分析和设计。
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机器人本体材料的选择
强度高
弹性模量大
重量轻
经济性好 阻尼大
材料选择 基本要求
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通用工业机器人结构设计
通用工业机器人结构设计摘要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。
机械手就在这样的环境下诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。
机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸等机械器件组成；电气方面有步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、等电子器件组成。
该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。
本文简要介绍了工业机器人的概念，工业机器人的组成和分类，工业机器人的自由度和坐标形式，气动技术的特点及国内外的发展状况。
在设计中本文对通用工业机器人进行总体结构方案设计，确定了机器人的坐标形式和自由度，及机器人的相关技术参数。
同时，设计了机械手的夹持式手部结构，机械手的手腕结构，机械手的手臂结构。
计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。
关键字：机械手，机械结构，机电一体化Universal industrial robot structure designAuthor: Wang PeilinTutor: Xue DongbingAbstractIn the industrial production and other fields, as a result of the need, people are often subjected to high temperature, corrosive and toxic gases and other factors, an increase of labor intensity, and even life-threatening. Mechanical hand in this environment was born, the manipulator is a industrial robot system the traditional task of implementing agencies, is one of the key parts of a robot. Robot mechanical structure of the ball screw, rod, cylinder and other mechanical components; there are electrical stepping motor, driver module, sensors, switching power supply, electromagnetic valve, and other electronic components. This equipment has covered the programmable control technology, control technology, pneumatic technology, detection technology, is the typical electromechanical represents one of instruments.This paper briefly introduces the concept of industrial robots, robot components and classification of industrial robot, degree of freedom and coordinates form, the characteristics of pneumatic technology and the domestic and foreign development condition.In the design of the general industrial robot for the overall structure design, determine the robot coordinate form and degree of freedom robot, and the related technical parameters. At the same time, the design of the manipulator clamping type hand structure, the structure of robot wrist, the structure of the arm. The wrist to calculate the rotation of the driving torque required for driving torque and rotary cylinder.Keywords: manipulator, mechanical structure, mechanical and electrical integration目录1绪论 (1)1.1工业机器人概述 (1)1.2工业机器人的组成和分类 (1)1.2.1工业机器人的组成 (1)1.2.2 机械手的分类 (3)1.3国内外发展状况 (5)1.4 课题的提出及主要任务 (7)1.4.1 课题的提出 (7)1.4.2 课题的主要任务 (8)2 机械手的设计方案 (9)2.1 机械手的座标型式与自由度 .................................................... 错误！未定义书签。
(参考)气动机器人结构设计【含全套CAD图纸与WORD说明书】
陕西理工学院毕业设计说明书题目：气动机器人的结构设计系别：机械工程学院专业班级：000姓名：000学号：指导教师：000职称：二〇一0年五月二十日目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1 绪论 (1)1.1 工业机械人概述 (1)1.2 机械手的分类 (3)1.2.1 按用途分 (4)1.2.2 按驱动方式分 (4)1.2.3 按控制方式分 (5)1.3 气动机械手的设计要求 (5)1.4 机械手的系统工作原理及组成 (6)1.5 本课题研究的意义 (8)1.6 本课题的设计任务 (8)2 机械手的整体设计方案 (10)2.1 机械手的坐标形式与自由度 (11)2.2 机械手的手部结构方案设计 (12)2.3 机械手的手腕结构方案设计 (12)2.4 机械手的手臂结构方案设计 (12)2.5 机械手的驱动方案设计 (12)2.7 机械手的主要技术参数 (12)3 手部结构设计 (15)3.1 手指的形状和分类 (15)3.2 设计时考虑的几个问题 (15)3.3 手部夹紧气缸的设计 (16)4 手腕结构设计 (20)4.1 手腕的自由度 (20)4.2 手腕的驱动力矩的计算 (20)4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩 (20)4.2.2回转气缸的驱动力矩计算 (22)4.2.3手腕回转缸的尺寸及其校核 (23)5 手臂各气缸的尺寸设计与校核 (26)5.1 气缸的尺寸设计与校核 (26)5.1.1手臂伸缩气缸的尺寸设计 (26)5.1.2尺寸校核 (26)5.1.3导向装置 (27)5.1.4平衡装置 (27)5.2升降气缸的尺寸设计与校核 (27)5.2.1尺寸设计 (28)5.2.2尺寸校核 (28)5.3.1尺寸设计 (29)5.3.2尺寸校核 (29)6 气动系统设计与PLC控制系统设计 (31)6.1 气动系统的设计 (31)6.2 机械手的PLC控制系统设计 (31)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)气动机器人的结构设计摘要本次课题研究的主要目的是提高生产过程中的自动化程度和改善劳动条件，避免人身事故，同时也可以减轻人力，并便于有节奏的生产，整体改进生产效率。
工业机器人设计说明书【范本模板】
目录1.设计背景 (2)2.设计思路 (3)3.设计方案 (7)4.循环动作 (8)5.设计心得体会 (9)6.参考文献 (10)随着社会的进步和科技的发展，机器人产品开始进入到生产过程和日常生活中，各种类型的机器人在特定的工作环境下发挥着越来越重要的作用。
但是目前对于移动式机器人多采用轮式移动机构，在适应复杂地形时无法满足路况的要求，由此设计一种灵活的、行走平稳和对路况适应性强的机器人成为解决此类问题的关键. （1)为了对工业生产进一步了解，了解机器人工作原理(2）由于组装复杂要求实践性更强，这样提高学生动手能力在传统实验里，主要是课程中的具体原理或理论的验证性实验，如机械原理中齿轮范成实验，主要是为了验证齿轮的加工原理；再如机械设计中的带传动实验主要是为了验证带传动中的两个重要的现象—-弹性滑动和打滑.这些传统型实验对学生更好的理解课本的理论知识有很大的帮助，具有课本结合性强的特点。
(3）安装过程中应用知识面更广,培养综合素质实验的内容涉及面极广,不仅包括传统机械相关的实验内容，而且还涉及到了电动机、自动控制、软件编程（慧鱼公司自带的编辑软件）等多学科的知识，最重要是它能够把这些很好地知识结合起来，并体现到某个模型中。
（4）组建灵活性大，可以自行设计装配创新性高，增加学生研究性思维而在慧鱼实验中，学生不仅可以对教具所提供的样本模型进行验证式实验(通过这些模型实验可以使学生掌握机械、电子和自动化等的相关知识），而且可以把这些不同模型的特点结合起来，进行自主设计,设计出新的作品来，因此慧鱼实验具有较高的创新性。
该机器人的工作空间形式主要有四个自由度的运动和机械手的夹松运动.1．机械手的夹紧运动（如下图所示)电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到丝杆，通过丝杆的转动转化为手爪的夹紧或松开运动。
传动方式：控制信号—电机—减速箱—丝杆—机械手2．自由度一：机械手基座的旋转运动(如下图所示)电机输出动能，经减速箱调节速度并传递，通过齿轮传动，齿轮转动带动底座进行旋转运动。
工业机器人设计(含全套CAD图纸)
工业机器人设计（含全套CAD图纸）工业机器人设计摘要在生产过程工业机械手是模拟人手动作的机械设备，它可以替代人工搬运重物或单调，在高粉尘，高温，有毒，易燃，放射性和其他相对较差的工作环境。
机器人可用于在生产过程中的自动化抓住并移动工件自动化设备，它是在生产过程的机械化和自动化，开发出一种新的类型的设备。
近年来，随着电子技术，特别是计算机的广泛使用机器人的开发和生产的高科技领域已成为迅速发展起来的一项新兴技术，它更促进机器人的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手能够代替人类完成危险、减轻人类劳动强度、重复枯燥的工作，提高劳动生产力。
本设计是关于三自由度的圆柱形机械手。
利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。
其包括夹持器、小臂、大臂和底座。
明确合理的设计思路，确定了机械手工作原理并对然夹持器、气缸、步进电机、轴承进行了校核计算并附带了简图并对零件的质量、重心、惯性主轴和惯性力矩进行辅助设计计算，可以大大减轻在设计过程中繁琐计算及校核步骤。
关键字:机械手，气缸，校核。
IIIAbstractIndustrial manipulator is the mechanical equipment which is used in the production process and simulate to the behave of hands withelectrical integration. It can carry heavy objects and work in the harsh environment which is high temperature, poisonous ,full of dust,flammable and combustible monotonous and full of radioactive substance instead of people. Manipulator is a automatic device which is used in the automatic production process and it can carry and move things. It is a new device which is developed in the mechanization and automatic production process. In recent years , with the widely used of electronic technique especially the electronic computer. The research and production of robot has became a new technology which is developing rapidly in the high-tech industry . It promotes the development of manipulator. It makes the combination of the manipulator with mechanization and automation become easier . Manipulator can complete the dangerous and boring work instead of people. It can reduce labour intensity of people and raise the labour productivity .This design is a cylindrical manipulator which is related to delta degrees of freedom. It designs and draws the picture with Auto cad software ,it includes holder, a small arm, the big arm and the base. The clear and reasonable thinking determines the working principle of the manipulator . This also checks and calculates the holder, cylinder, stepper motor and bearing. Apart from this , it contains some pictures and design and measure the quality , barycentre principal axis ofinertia and force of parts. It can greatly reduce the complicated calculation and check in the design process.Keywords: robot, cylinder, checkingIV目录摘要 (III)ABSTRACT ............................................................... .... IV 目录 ..................................................................... ... V 1 绪论 ......................................................................1 1.1 本课题研究的内容和意义 ................................................. 1 1.2 国内外发展概况 ......................................................... 1 1.3 工业机械手设计内容 (2)1.4 机械手设计的作用 ....................................................... 2 1.5 工业机械手的分类和组成 ................................................. 2 2手部的设计 (5)2.1 机械手设计参数和运动方案 (5)2.1.1 运动方案 (5)2.1.2 驱动系统和位置检测装置的选择: ..................................... 5 2.2 手部设计的结构和计算 (6)2.2.1 机械手的基本要求 ................................................... 6 2.3 手部力的计算 .. (7)2.3.1 夹紧力的计算 (7)2.3.2 手爪驱动气缸的设计 (8)2.3.3 手部误差的分析 .................................................... 10 3 机械手臂的设计 ........................................................... 12 3.1 机械小臂设计 ..........................................................123.1.1 小臂驱动力的计算 (12)3.1.2 小臂驱动气缸的设计 (13),3.1.3 气缸筒壁厚的计算 (14)3.1.4 气缸的选用 (14)3.1.5 校核活塞的稳定性 (14)3.1.6 小臂刚度校核 (15)3.1.7 端盖的连接方式及强度计算 .......................................... 15 3.2 大臂的结构设计 (16)3.2.1 大臂的结构和要求 (16)3.2.2 驱动力的计算 (17)3.2.3 大臂驱动气缸的设计 (17)3.2.4 气缸的选择 (18)3.2.5 校核活塞的稳定性 (18)大臂刚度校核 .......................................................18 3.2.64 驱动系统设计 ............................................................. 20 4.1 轴承的设计 ............................................................204.1.1 轴承的选择 (20)轴承的计算: .......................................................20 4.1.24.1.3 轴承的寿命校核: (21)电机的基本情况和选择 .................................................. 22 4.24.2.1 电机的选则与计算 (22)4.2.2 注意事项 (23)4.2.3 工作原理 (23)4.2.4 步进电机的特点 ..................................................... 24 4.3 谐波减速器 (24)4.3.1 谐波减速器的简介 (24)4.3.2 谐波减速器的设计 ................................................... 25 4.4 腰座的结构 ............................................................ 26 5 总结 (27)致谢 ....................................................................28 参考文献 ...................................................................29 附录 .....................................................................30VI工业机器人设计1 绪论1.1 本课题研究的内容和意义机械工业是国民的基本部分。
机器人机械结构及设计说明书模板
能源消耗
机器人的能源消耗量以及能源利用效率。
可靠性
机器人的平均无故障时间、维修周期等。
安全防护与调试检
04
测
安全防护措施
防护罩设计
机器人的运动部分必须配备防护罩，以防止 意外伤害。
电源保护
为防止意外触电，机器人电源应配备保护罩 。
急停按钮
在危险情况下，应设置急停按钮，以便迅速 停止机器人的运行。
机器人设计参数与
03
性能指标
设计参数
01
尺寸参数
包括机器人的整体尺寸、关节尺寸 、臂长等。
运动参数
机器人的最大运动范围、速度、加 速度等。
03
02
重量参数
机器人的整体重量以及各部件的重 量。
结构参数
机器人的结构形式、材料、连接方 式等。
04
性能指标
运动性能
机器人的运动精度、稳定性、灵活性等。
负载能力
运动范围限制
机器人的运动范围应有限制，避免超出其工 作范围造成危险。
调试检测方法与步骤
通电前检查
在通电前，应对机器人进行全面检查，包括 电源、电线、接口等。
调试步骤
在安全环境下按照设计说明书逐步进行调试 。
检测方法
采用专业工具对机器人进行性能检测，包括 但不限于精度、速度、稳定性等。
调试记录
对调试过程进行详细记录，以便后期维护和 故障排查。
手臂
由多个关节组成，可以实现多 个自由度的运动，如伸缩、旋 转等。
手爪
根据应用需求，可以采用不同 的手爪结构，如夹持式、吸附 式等，用于抓取和操作物体。
材料与制造工艺说明
材料
工业机器人设计(含全套CAD图纸)
工业机器人设计（含全套CAD图纸）工业机器人设计摘要在生产过程工业机械手是模拟人手动作的机械设备，它可以替代人工搬运重物或单调，在高粉尘，高温，有毒，易燃，放射性和其他相对较差的工作环境。
机器人可用于在生产过程中的自动化抓住并移动工件自动化设备，它是在生产过程的机械化和自动化，开发出一种新的类型的设备。
近年来，随着电子技术，特别是计算机的广泛使用机器人的开发和生产的高科技领域已成为迅速发展起来的一项新兴技术，它更促进机器人的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手能够代替人类完成危险、减轻人类劳动强度、重复枯燥的工作，提高劳动生产力。
本设计是关于三自由度的圆柱形机械手。
利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。
其包括夹持器、小臂、大臂和底座。
明确合理的设计思路，确定了机械手工作原理并对然夹持器、气缸、步进电机、轴承进行了校核计算并附带了简图并对零件的质量、重心、惯性主轴和惯性力矩进行辅助设计计算，可以大大减轻在设计过程中繁琐计算及校核步骤。
关键字:机械手，气缸，校核。
IIIAbstractIndustrial manipulator is the mechanical equipment which is used in the production process and simulate to the behave of hands withelectrical integration. It can carry heavy objects and work in the harsh environment which is high temperature, poisonous ,full of dust,flammable and combustible monotonous and full of radioactive substance instead of people. Manipulator is a automatic device which is used in the automatic production process and it can carry and move things. It is a new device which is developed in the mechanization and automatic production process. In recent years , with the widely used of electronic technique especially the electronic computer. The research and production of robot has became a new technology which is developing rapidly in the high-tech industry . It promotes the development of manipulator. It makes the combination of the manipulator with mechanization and automation become easier . Manipulator can complete the dangerous and boring work instead of people. It can reduce labour intensity of people and raise the labour productivity .This design is a cylindrical manipulator which is related to delta degrees of freedom. It designs and draws the picture with Auto cad software ,it includes holder, a small arm, the big arm and the base. The clear and reasonable thinking determines the working principle of the manipulator . This also checks and calculates the holder, cylinder, stepper motor and bearing. Apart from this , it contains some pictures and design and measure the quality , barycentre principal axis ofinertia and force of parts. It can greatly reduce the complicated calculation and check in the design process.Keywords: robot, cylinder, checkingIV目录摘要 (III)ABSTRACT ............................................................... .... IV 目录 ..................................................................... ... V 1 绪论 ......................................................................1 1.1 本课题研究的内容和意义 ................................................. 1 1.2 国内外发展概况 ......................................................... 1 1.3 工业机械手设计内容 (2)1.4 机械手设计的作用 ....................................................... 2 1.5 工业机械手的分类和组成 ................................................. 2 2手部的设计 (5)2.1 机械手设计参数和运动方案 (5)2.1.1 运动方案 (5)2.1.2 驱动系统和位置检测装置的选择: ..................................... 5 2.2 手部设计的结构和计算 (6)2.2.1 机械手的基本要求 ................................................... 6 2.3 手部力的计算 .. (7)2.3.1 夹紧力的计算 (7)2.3.2 手爪驱动气缸的设计 (8)2.3.3 手部误差的分析 .................................................... 10 3 机械手臂的设计 ........................................................... 12 3.1 机械小臂设计 ..........................................................123.1.1 小臂驱动力的计算 (12)3.1.2 小臂驱动气缸的设计 (13),3.1.3 气缸筒壁厚的计算 (14)3.1.4 气缸的选用 (14)3.1.5 校核活塞的稳定性 (14)3.1.6 小臂刚度校核 (15)3.1.7 端盖的连接方式及强度计算 .......................................... 15 3.2 大臂的结构设计 (16)3.2.1 大臂的结构和要求 (16)3.2.2 驱动力的计算 (17)3.2.3 大臂驱动气缸的设计 (17)3.2.4 气缸的选择 (18)3.2.5 校核活塞的稳定性 (18)大臂刚度校核 .......................................................18 3.2.64 驱动系统设计 ............................................................. 20 4.1 轴承的设计 ............................................................204.1.1 轴承的选择 (20)轴承的计算: .......................................................20 4.1.24.1.3 轴承的寿命校核: (21)电机的基本情况和选择 .................................................. 22 4.24.2.1 电机的选则与计算 (22)4.2.2 注意事项 (23)4.2.3 工作原理 (23)4.2.4 步进电机的特点 ..................................................... 24 4.3 谐波减速器 (24)4.3.1 谐波减速器的简介 (24)4.3.2 谐波减速器的设计 ................................................... 25 4.4 腰座的结构 ............................................................ 26 5 总结 (27)致谢 ....................................................................28 参考文献 ...................................................................29 附录 .....................................................................30VI工业机器人设计1 绪论1.1 本课题研究的内容和意义机械工业是国民的基本部分。
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工业机器人结构设计00（陕理工机械工程学院机自专业000班，陕西汉中 723003)指导教师:000［摘要］本文简要介绍了工业机器人的概念，机器手硬件和软件的组成，即plc控制的机械手的系统工作原理，机械手各个部件的整体尺寸设计，plc控制的特点。
本文对机械手进行总体方案设计,确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。
同时设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩.设计了机械手的手臂结构。
利用可编程序控制器对机械手进行控制,选取了合适的plc型号，根据机械手的工作流程制订了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图,并绘制了可编程序控制器的控制程序.［关键词］工业机器人机械手The Industrial robot design000(Grade00,Class00，Major Mechanical Design，Manufacturing and Automation,415Dept。
，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723003，Shaanxi）Tutor：000Abstract This paper introduces the concept of the composition of industrial robots，robot hardware and software, system working principle that plc manipulator control，the overall size of the various components of the robot design, plc control characteristics. In this paper，the robot overall program design，to determine the coordinates of the robot forms and degrees of freedom to determine the technical parameters of the robot。
While the design of the hand gripping structure of the robot type, the design of the structure of the robot wrist, the wrist required to calculate the rotation of the driving torque and driving torque of the rotary cylinder. Designed a robot arm structure. The programmable logic controller for robot control, select the appropriate plc model，according to the workflow robot control scheme developed programmable controller, draw a timing diagram of the robot's work and draw a programmable control device control program。
Keyword Industrial robot manipulator目录目录 (3)1引言 (5)1.1选题的目的及研究意义 (5)1．2综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 (5)1.3对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线)或设计(实验)方案进行说明,论文要写出相应的写作提纲 (6)2工业机器人的结构设计 (8)2．1手部结构设计 (8)2.1。
1 手指的形状和分类 (8)2.1。
2设计时考虑的几个问题 (8)2。
1。
3 手部夹紧气缸的设计 (9)2。
2腕部回转关节的设计（Y轴回转） (12)2。
2.1步进电机的选择: (12)2.2.2 Y轴进给的设计 (13)2.2。
3 Z轴进给的设计 ................... 错误!未定义书签。
2。
2.4 Z轴旋转设计 ..................... 错误!未定义书签。
3 传动系统的设计 ......................... 错误!未定义书签。
3.1 确定减速器总传动比与各级传动比.......... 错误!未定义书签。
3.2计算传动装置的运动和运动参数 ............ 错误!未定义书签。
3。
3 圆锥齿轮传动的设计计算................. 错误!未定义书签。
4 轴的计算和设计 .......................... 错误!未定义书签。
4。
1 轴一的设计............................. 错误!未定义书签。
4。
2轴二的设计............................. 错误!未定义书签。
5 滚子轴承的校核 .......................... 错误!未定义书签。
5。
1滚子轴承校核........................... 错误!未定义书签。
6 键的校核 ................................ 错误!未定义书签。
6.1轴一键校核.............................. 错误!未定义书签。
6.2 轴二间校核.............................. 错误!未定义书签。
7 润滑方式及密封形式的选择 ................ 错误!未定义书签。
7.1润滑方式................................ 错误!未定义书签。
7.2 密封形式的选择.......................... 错误!未定义书签。
8 减速箱体设计 ............................ 错误!未定义书签。
8。
1 箱体设计............................... 错误!未定义书签。
9 系统设计与PLC控制系统设计 .............. 错误!未定义书签。
9。
1系统的设计............................. 错误!未定义书签。
9.2 机械手的PLC控制系统设计................ 错误!未定义书签。
结论 ..................................... 错误!未定义书签。
致谢 ................................... 错误!未定义书签。
参考文献 . (16)1引言1.1选题的目的及研究意义在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。
专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。
但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。
机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
“工业机器人”：多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机器人或通用机器人）。
机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置.机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差.目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。
而少自由度工业机械人中大多数为机械手，而机械手机器人主要由手部和运动机构组成.手部是用来抓持工件（或工具）的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。
运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。
运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。
为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。
自由度是机械手设计的关键参数。
自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂.一般专用机械手有2～3个自由度.机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
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2综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等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一，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，是一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，世界各国尚未统一，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：工业机器人是一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。
据国际机器人联盟（IFR)2006年5月发布的“2006世界机器人调查"显示，2005年世界新安装工业机器人121000台，比2004年的97000台增长25%。
这是继2003年工业机器人安装数量重回增长态势后的重大突破,2005年也成为近15年来世界工业机器人新安装台数最多的年份，比上一个峰值――2000年的99000台增长22000台。
据国际机器人联盟统计局预测，截至2005年底，全世界在运行中的工业机器人共有914000台，比2004年增加8%.其中，有50％来源于亚洲地区；欧洲和美洲分别占1/3和16％；而澳大利亚和非洲地区大概占1％的比例。
就2005年几大应用领域的工业机器人类型来看，机械手的产量遥遥领先于其他类型的工业机器人，约达到43500台。
其中，亚洲地区机械手的产量比2004年增加了27%；美洲地区机械手的产量幅度更是高达53%；虽然欧洲地区2005年机械手的产量比上年略有下降，但其产量仍接近14000台.接下来依次是：点焊接机器人、弧焊机器人、装配机器人和分配机器人，其产量分别约为20500台、17500台、13000台和4500台。