码垛机器人设计_毕业设计说明书
工业机器人搬运码垛毕业设计
工业机器人搬运码垛毕业设计引言工业机器人在现代制造业中扮演着重要的角色，其高效的搬运能力对于提高生产效率起着不可替代的作用。
码垛是工业机器人常见的任务之一，通过将货物从一处搬运到另一处，实现物料的堆叠和封装。
本文将探讨工业机器人搬运码垛的相关技术和其在毕业设计中的应用。
1.1 概述工业机器人搬运码垛是利用机器人系统完成货物的搬运任务。
相比传统的人工搬运，工业机器人搬运码垛具有高效、快速和精确的特点。
通过合理设置机器人的路径和动作，可以实现大规模、连续、高速的搬运作业，提高生产效率和质量。
1.2 目的本毕业设计的目的是设计并实现一套具有自主路径规划、机器人操作控制和人机交互功能的工业机器人搬运码垛系统。
通过研究和应用相关技术，提高搬运效率，减少人力成本，提高生产自动化水平。
正文2.1 自主路径规划在工业机器人搬运码垛过程中，路径规划是一个重要的环节。
通过合理的路径规划，可以保证机器人在有限的空间内有效地搬运货物。
目前，常见的路径规划方法有基于运动学的方法、基于力学的方法和基于视觉的方法等。
其中，基于视觉的路径规划方法在码垛任务中具有较好的应用效果。
通过视觉系统获取环境信息，并利用算法分析图像数据，可以实现机器人路径的自主规划。
2.2 机器人操作控制机器人操作控制是实现工业机器人搬运码垛的核心技术之一。
通过合理配置机器人的控制系统，可以实现机器人的精确搬运和操作。
对于工业机器人搬运码垛任务，通常需要考虑机器人的速度、加速度、力量和稳定性等方面的因素。
通过调整机器人的控制参数，并结合传感器的反馈信息，可以实现机器人的优化控制，提高搬运效率和质量。
结论3.1 总结工业机器人搬运码垛是一项重要的技术任务，其高效、快速和精确的搬运能力对于现代制造业的发展起着至关重要的作用。
通过合理应用自主路径规划和机器人操作控制技术，可以实现工业机器人在搬运码垛过程中的高效、稳定和准确的操作。
3.2 展望随着科技的发展和制造业的进步，工业机器人搬运码垛技术将不断完善和发展。
搬运码垛机器人毕业设计说明
搬运码垛机器人毕业设计说明设计背景在生产车间中，常常需要将大量的物料或产品堆叠成堆或码垛。
传统的码垛方式普遍采用人工操作，但人工操作可能存在误差，操作效率低下，同时还存在着工作安全风险等问题。
因此，本课题在现有技术基础上，设计一种搬运码垛机器人，在提高工作效率和工作安全性的同时，还可以降低生产成本。
设计内容本设计采用机器人技术，设计一款搬运码垛机器人，实现对物料和产品的堆叠和码垛操作。
主要功能包括以下几点：1. 传感器模块：采用多种传感器，如光电传感器、超声波传感器等，对机器人周围环境进行监测，确保机器人能够避开障碍物并准确找到目标位置。
2. 控制系统：该机器人控制系统采用嵌入式控制器和PLC等设备，对机器人的各项动作进行精确控制，实现自动化操作。
3. 动力系统：该机器人的动力系统是用电动机作为驱动力的，机器人的移动和操作由电动机提供动力。
4. 机械臂系统：该机器人的机械臂采用3自由度机械臂，可以实现物料和产品的抓取、搬运、堆叠和码垛等操作。
5. 视觉系统：机器人配备观察摄像机，并采用图像处理技术实现视觉识别、目标定位、目标追踪等功能。
6. 人机界面：机器人采用触摸屏控制界面，可以直观、方便地设置机器人的各个参数和操作任务。
设计要求2. 具有较高的智能化和自主导航能力，可以根据生产要求自主规划运动轨迹，完成自动化操作。
3. 系统可靠性高，操作稳定可靠，能适应多变的生产条件和环境。
4. 操作简单，功能实用，具有足够的灵活性和扩展性。
设计流程1. 系统设计：首先进行整体系统设计，包括机器人的结构设计、控制系统设计、动力系统设计、机械臂系统设计、视觉系统设计和传感器模块设计等方面，确保各个方面的设计能够协调、相互配合，实现整个机器人系统的目标任务。
2. 电路设计：设计电路图和PCB，按照系统设计的要求搭建出实际的电路板，保证系统的稳定性和可靠性。
3. 机械设计：根据整体系统设计的要求，采用CAD等软件设计机器人的机械部件，如机械臂、关节和传动部件等。
码垛机设计毕业设计说明书
码垛机设计毕业设计说明书机电工毕业设计说明书设计题目: 载物码垛机设计学生姓名：学号：专业班级：指导教师：2012 年 5 月19 日目次1 前言 (1)1．1课题的背景 (1)1.2课题的意义 (1)1.3课题的设计目的 (2)1. 4课题的主要设计内容 (2)2 设计进度安排和任务书 (3)2.1设计进度安排 (3)2.2设计任务分析 (3)2.2.1本次毕业设计的任务 (3)2.2.2码垛机的技术要求 (4)2.2.3尺寸及动力分析 (4)3 设计方案的确定 (5)3.1总体方案的论证和选定 (5)3.2主要部件方案的确定 (7)3.2.1水平方向的移动方案 (7)3.2.2竖直方向的移动方案 (8)3.2.3绕竖直方向的转动方案 (8)3.2.4实现载物交错放置的方案确定 (8)4 设计计算书 (9)4.1齿轮传动的设计计算 (9)4.1.1.驱动齿轮传动的电动机的选择 (9)4.1.2.选定齿轮材料，类型，齿数及精度等级........ 错误！未定义书签。
4.1.3.按齿根弯曲强度设计........................................ 错误！未定义书签。
4.1.4.计算大小齿轮的几何尺寸参数........................ 错误！未定义书签。
4.2 丝杠的设计与校核 (6)4.2.1，螺杆和螺母材料的选择.................................. 错误！未定义书签。
4.2.2.螺杆螺纹数据的初步设计与校核.................... 错误！未定义书签。
4.2.3.螺母的参数选择及设计校核............................ 错误！未定义书签。
4.3 驱动丝杠螺母传动的齿轮的设计与校核 (19)4.3.1驱动齿轮的电动机的选择 (19)4.3.2.选定齿轮材料，类型，齿数及精度等级 (19)4.3.3按齿根弯曲强度设计 (19)4.3.4计算大小齿轮的几何尺寸参数......................... 错误！未定义书签。
码垛机设计毕业设计说明书
码垛机设计毕业设计说明书介绍本文档是《码垛机设计》的毕业设计说明书，旨在介绍码垛机的设计和实现过程。
码垛机是一种自动化设备，用于将物品从传送线上堆叠成堆。
本设计旨在开发一个基于自主学习算法的码垛机，以提高效率和减少人工干预。
设计目标1.实现自动化的物品堆叠功能2.提高速度和准确性3.减少人工干预并提高生产效率设计原理码垛机的设计原理是基于计算机视觉和机器学习算法。
它使用相机或传感器来捕捉物品在传送线上的位置和状态，并利用算法进行实时分析和判断。
根据分析结果，码垛机控制机械臂在合适的时间和位置进行物品的堆叠。
系统架构码垛机系统由硬件和软件两部分组成。
硬件组成•机械臂：用于抓取和堆叠物品；•传感器：用于获取物品的位置和状态信息；•电控系统：用于控制机械臂和传感器的运行。
软件设计软件设计是码垛机的核心部分，主要包含以下模块：•物品检测和识别模块：根据相机或传感器获取的信息，通过图像处理和机器学习算法来检测和识别物品；•机械臂控制模块：根据物品的位置和状态信息，计算并控制机械臂的运动路径，以实现物品的堆叠；•用户界面模块：提供一个简洁直观的用户界面，用于操作和监控码垛机的运行状态；•数据分析和优化模块：收集和分析码垛机的运行数据，并根据数据进行优化，以提高码垛机的效率和准确性。
实施计划1.确定码垛机的设计要求和功能需求；2.完成码垛机的硬件选型和系统架构设计；3.开发物品检测和识别模块；4.开发机械臂控制模块；5.开发用户界面模块；6.完成数据分析和优化模块；7.进行集成测试和性能优化；8.编写技术文档和用户手册；9.撰写毕业设计报告。
预期成果通过本毕业设计，预期达到以下成果：1.完成一个功能完备的自主学习码垛机；2.测试并证明码垛机的准确性和高效性；3.编写技术文档和用户手册，以便其他人理解和使用该系统；4.撰写毕业设计报告，详细描述设计和实现过程，以及测试和优化结果。
结论本文档介绍了《码垛机设计》的毕业设计说明书，包括设计目标、设计原理、系统架构、实施计划、预期成果等内容。
搬运码垛机器人毕业设计
搬运码垛机器人毕业设计标题：搬运码垛机器人设计与实现一、引言随着现代工业生产的迅猛发展，自动化生产已经成为工业生产的主要趋势。
其中，机器人技术的快速发展已经成为自动化生产的重要组成部分。
机器人的广泛应用不仅提高了生产效率，还有效地减少了人力资源的使用，降低了劳动强度，提高了生产质量。
本文以搬运码垛机器人为主题，详细介绍了其设计和实现。
二、设计目标本设计旨在实现一个自动化搬运码垛机器人，具备以下功能：1.实现对不同尺寸、不同重量的货物的搬运和垛码；2.具备自适应能力，能够根据环境变化灵活调整搬运路径；3.具备安全性，能够保证人员和货物安全；4.操作简便，可通过不同设备和方式进行控制。
三、硬件设计1.机械臂：采用多关节机械臂，具备广泛的运动范围和搬运能力；2.轮式底盘：用于机器人的移动和定位，具备良好的稳定性和灵活性；3.传感器：通过安装在机器人上的传感器获取环境信息，如距离、重量、能量等；4.控制系统：包括单片机、驱动电路和输入输出设备，用于控制机器人的运动和操作。
四、软件设计机器人的软件设计主要包括路径规划、自适应调整和安全控制等功能：1.路径规划：通过算法计算最优路径，将搬运过程中的轨迹规划为自动获取到的最短路径；2.自适应调整：通过传感器获取环境信息，根据实时数据进行路径调整，避免障碍物和优化运输效率；3.安全控制：通过设置监控系统和传感器，确保机器人在搬运和垛码过程中不会对人员和物品造成伤害；4.用户界面：设计一个友好的用户界面，可以通过需要搬运或者垛码的货物参数进行设置。
五、实验与验证在设备完成设计后，需要进行实验和验证，确保其具备预期功能和要求。
1.运动测试：通过控制系统测试机器人的各项运动功能，包括前进、转向、抓取和放置等动作；2.环境适应性测试：在不同环境中进行测试，验证机器人是否能够适应各种情况下的运动和搬运；3.安全性测试：测试机器人在操作过程中是否能够实时感知到周围环境并避免碰撞；4.效率测试：测试机器人的搬运速度和准确性，与手工操作进行对比。
码垛机器人毕业设计
码垛机器人设计说明书前言本说明书阐述了此四自由度码垛机器人使用方法。
请仔细阅读并理解此说明书后使用机器人。
打开包装请先对照装箱清单检查配件是否齐全，若有遗漏请尽快与我们联系。
目录1.0 概述 (4)1.1 机器人的搬运及安装 (5)1.1.1 警告标示 (6)1.1.2 机器人安装环境 (7)1.1.3 机器人运动范围及安全围栏安装 (8)1.1.4 机器人的搬运方法 (10)1.1.5 基座安装尺寸 (11)1.1.6 机器人端持器的安装 (12)1.1.7 气路连接 (13)1.2 机器人控制柜的搬运与安装 (15)1.2.0 注意事项 (15)1.2.1 机器人控制箱安装环境 (16)1.2.2 机器人控制箱的内部电气接线 (17)1.2.3 机器人控制箱的搬运 (22)1.2.4 机器人控制箱的外部连接 (24)1.3 机器人系统与生产线的连接 (27)1.4 机器人操作方法 (28)1.4.0机器人的开关机 (28)1.4.1操作界面的认识 (30)1.4.2操作界面的使用方法 (31)1.5 常见故障分析及处理 (40)1.5.0 机器人无法运行 (40)1.5.1 机器人未按既定规划运行 (40)1.5.2 机器人系统提示“系统正在运行” (41)1.6 机器人保养与维护 (42)1.6.0机械部件的养护 (42)1.6.1控制系统的维护 (42)1.7 码垛机器人性能参数 (43)1.8 码垛机器人配置清单 (44)1.0 概述此码垛机器人属四自由度柱面坐标机器人，柱面坐标机器人的空间位置机构主要由旋转基座、垂直移动和水平移动轴构成，其动作空间呈圆柱形。
此码垛机器人有四个自由度，除旋转基座、垂直和水平移动外，还有前端端持器的旋转共四个自由度。
图11.1 机器人的搬运及安装1.1.0 注意事项当搬运机器人到其安装位置时，必须严格按照说明书所述措施操作，请详细阅读并理解以下说明事项：1.1.1 警告标示此说明书中，请注意以下符号。
搬运码垛机器人毕业设计
搬运码垛机器人毕业设计1. 引言搬运码垛机器人是一种自动化装卸货物的设备，它可以高效地从一个位置将货物搬运到另一个位置。
本文将介绍一个基于码垛机器人的毕业设计项目。
2. 设计目标本毕业设计的目标是设计和开发一种搬运码垛机器人，能够实现以下功能： - 通过视觉系统识别并定位堆码地点； - 利用机器人臂和夹爪完成货物搬运； - 自动化控制系统实现自主导航和路径规划； - 系统具备高度安全性和可靠性。
3. 毕业设计的硬件系统3.1 机器人底盘机器人底盘是整个系统的基础，它提供了机器人移动的能力。
我们将采用Omni轮底盘，因其具备良好的机动性和灵活性。
3.2 视觉系统视觉系统用于定位和识别堆码的位置。
我们将使用相机和图像处理算法，能够有效地检测和识别货物的位置和状态。
3.3 机械臂和夹爪机械臂和夹爪用于搬运货物。
我们将采用多关节机械臂和可调节夹爪，以适应不同尺寸和形状的货物。
3.4 自动化控制系统自动化控制系统是整个系统的核心，负责控制机器人的移动、机械臂和夹爪的操作，以及路径规划和导航等功能。
我们将使用嵌入式控制器和ROS（机器人操作系统）来实现。
4. 毕业设计的软件系统4.1 路径规划与导航路径规划与导航是搬运码垛机器人的重要功能之一。
我们将使用SLAM（同步定位和地图构建）算法进行环境建模和地图生成，以及A*算法进行路径规划和导航。
4.2 机器视觉算法机器视觉算法包括图像处理和目标识别等技术。
我们将使用OpenCV等开源库进行图像处理，并采用卷积神经网络（CNN）和支持向量机（SVM）等算法进行目标识别。
4.3 控制与通信控制与通信模块包括机器人的控制和与其他设备的通信。
我们将使用嵌入式控制器和ROS进行机器人的控制，以及使用TCP/IP和串口等协议进行通信。
5. 毕业设计的测试与验证为了验证搬运码垛机器人的设计和功能，我们将进行一系列的测试和实验。
首先，我们将进行单元测试来验证各个模块的功能和性能。
码跺机器人机构设计说明书
项目:码跺机器人机械设计目录摘要 ............................................................................................................................................... - 3 - Abstract ......................................................................................................................................... - 4 - 1．绪论 ........................................................................................................................................... - 5 -1.1研究背景 .......................................................................................................................... - 5 -1.1.1传统码垛模式............................................................................................................... - 5 -1.1.2现代机器人码垛技术................................................................................................... - 7 -1.2现代机器人码垛机的发展状况....................................................................................... - 8 -1.3研究目的和意义............................................................................................................... - 9 -1.3本文主要研究工作........................................................................................................... - 9 -2.码垛机器人介绍 ....................................................................................................................... - 10 -2.1常用码垛系统介绍......................................................................................................... - 10 -2.2 码跺机器人构成介绍.................................................................................................... - 18 -3 码垛机器人整体设计................................................................................................................ - 19 -3.1码垛机器人原理及方案确定......................................................................................... - 19 -3.2圆柱坐标型机器人工作原理......................................................................................... - 20 -3.3码垛机器人运动控制系统方案设计............................................................................. - 22 -3.4码垛机器人结构设计及原理......................................................................................... - 24 -3.4.1码垛机器人整体结构................................................................................................. - 25 -3.4.2码垛机器人腰部设计................................................................................................. - 26 -3.4.3码垛机器人臂部设计................................................................................................. - 27 -3.4.4码垛机器人腕部设计................................................................................................. - 28 -3.4.4码垛机器人机械抓手设计......................................................................................... - 29 -4.码跺机器人主要部件选型设计................................................................................................ - 31 -4.1直流伺服电机的选型..................................................................................................... - 31 -4.2齿轮减速器的设计计算................................................................................................. - 33 -4.3滚珠丝杠的选型............................................................................................................. - 34 -4.4导轨的选型 .................................................................................................................... - 35 - 小结 ............................................................................................................................................... - 37 - 参考文献 ....................................................................................................................................... - 38 -摘要码垛机器人作为现代码垛系统中最重要的设备，它的操作范围、码垛速度、稳定性等工作能力决定了整个码垛系统设计的成败。
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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)第一章绪论1.1课题的背景、来源及意义近几十年来，随着我国经济持续发展及科学技术的突飞猛进，机器人在码垛机、弧焊、喷涂、点焊、搬运、涂胶、测量等行业有着越来越广泛的应用。
机器人是一个在三维空间中具有较多自由度，并能实现诸多拟人动作和功能的机器。
工业机器人则是在工业生产上应用的机器人，是一种典型的机电一体化装置。
工业机器人是用来搬运材料零件工具等可再编程的多功能机械手。
它综合运用了机械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感器与信息处理以及人工智能等多学科的最新研究成果。
码垛技术是物流自动化技术领域的一门新兴技术，所谓的码垛就是按照集成单元化思想，将一件件物料按照一定的模式堆码成垛，以便使单元化的物垛实现物料的搬运、装卸、运输、存储、等物流活动。
在物体的运输过程中除了散装的物体和液体外，一般的物体都是以码垛的形式进行存储或组装，这样即可承载更多的物体，又可节省空间。
随着物流的飞速发展以及科技的突飞猛进，码垛技术应用越来越广泛，尤其是在环境较恶劣或人工很难做到的情况下。
包装的种类、工厂环境和客户需求，物体的安全性等，使得码垛成为越来越艰巨的任务，为了克服这些困难，码垛设备的各个方面都在不断地发展改进，如从机械手到操纵它的软件，现在对灵活性的需求也在不断增加。
码垛机器人是一种具有特殊功能的垂直多关节型机器人，广泛应用于石油、化工、食品加工、饮料等领域。
可通过主计算机根据不同的物料包装、堆垛顺序、层数等参数进行设置实现不同型包装的码垛要求。
而机器人码垛技术是自动化物料后处理成套设备中的关键技术之一，随着自动称重、包装技术的发展和性能指标的提高，对码垛技术也提出了更高的要求。
码垛机器人手臂应具有一定的刚度和强度，防止弹性变形和断裂。
手腕搬运的东西较重，这对其精度提出了更高要求。
为满足自动化生产线产品搬运及码垛的要求,本课题要求设计一种码垛机器人的机械结构部分。
结合机、电、软、硬件各自特点和优势互补的基础上，对码垛机器人整体机械结构、传动系统进行分析和设计，提出了一套经济型设计方案。
1.2 码垛机器人的发展进程及发展趋势自从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。
按机器人的发展进程，分为三代机器人。
第一代机器人，具有示教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，具有在线自适应能力；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.这个领域的做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于人去干的作业。
例如在冲床上下料、采矿、锻造等。
第二个是自动化生产领域。
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、消除了危险和恶劣的劳动岗位。
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，不断向新的领域进军。
我国工业机器人的应用前景十分宽广的。
但是，由于我国工业基础比较薄弱，劳动力比较丰富、低廉，给工业机器人的发展带来一定的困难。
只有符合我国的国情，才能推动和加快我国工业机器人的发展和应用。
工业机器人功能部件的标准化与模块化是提高机器人的运动精度，运动速度，减低成本和提高可靠性的重要途径。
近几年各国注重发展组合式工业机器人。
它是采用标准化的模块件或组合件拼装而成。
除了工业机器人用的各种伺服电机，传感器外，手臂，手腕和机身也以标准化。
随着机器人作业精度的提高和作业环境的复杂化，急需开发新型的微动机构来保证机器人的动作精度，开发多关节，多自由度的手臂和手指及新型的行走机构，以适应日益复杂作业需求。
1.3 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，主要工作内容有以下几点：1) 了解搬运机器人发展历程、现状以及未来发展趋势，掌握码垛机器人的机械结构特点以及基本构成部分。
2) 对码垛机器人的总体方案进行设计。
设计几种方案，对比选出最优方案。
方案确定后，对各个细节进行设计。
包括腕关节电机、轴承、联轴器的选择；臂部材料的选择、结构的设计、受力分析、关节处销轴的校核、关节轴承的选型；传动系统的设计：电机、联轴器、轴承的选型，滚动丝杠、滑动导轨的选型与校核；腰部电机、联轴器、轴承型号的选择。
3) 用Pro/E进行三维模型设计。
设计各零部件的三维模型，并将设计好的零部件进行装配，装配完成后进行运动仿真。
不断改变参数，观察机构的运动是否发生变化。
4) 利用ANSYS软件对主要受力构件进行有限元分析，生产应变、应力图。
第二章码垛机器人总体结构设计2.1 方案的确定码垛机器人工作过程是往复循环的，由于关节式手臂运动形式工作范围大、通用性强，因此本文采用平行四边形机构作小臂驱动器的关节式机械手。
在此课题的研究中共设计出三种方案，即方案一、方案二、方案三。
方案一：如图2-1所示。
后大臂沿着丝杠向上运动，前大臂沿着丝杠想向右运动；后大臂向下运动，前大臂向运动，实现码垛机器人码垛过程。
此结构能基本满足设计要求，但是由于前大臂、后大臂与小臂间通过销轴连接，运动范围小，且前大臂与后大臂不相连接，使得机构运动精度低，运动不确定。
图2-1 方案一方案二：如图2-2所示，此机构的前大臂与小臂通过移动副连接，前大臂通过滑块可以沿着小臂滑动，解决了方案一工作范围小的缺点。
但是由于前大臂与小臂组成移动副，使得摩擦阻力增加，运动效率低，成本高。
此机构中前大臂主要起支撑作用，机构的运动主要取决与后大臂，这使得此种方案的运动精度更低。
图2-2 方案二方案三：如图2-3所示，机构运动原理与图2-1相同，此机构构成平行四边形，运动具有确定性，销轴处有关节轴承，减少摩擦力，方案三改善了方案一方案二的不足之处。
图2-3 方案三2.2 总体设计思路码垛机器人主要实现不同型包装的码垛物体的搬运功能。
在对码垛机器人的运动形式简单了解以后，设计的思路还是很清晰的。
本文主要进行码垛机器人的机构设计，要实现码垛机器人在半径为1.5米的圆周内的码垛运动，必须由四个动作来实现，即腰部的旋转、后大臂的上下运动、前臂的前后运动和手腕的回转运动，而且这四个动作全部由交流伺服电机驱动。
由于腕部转速较低，特选用减速机来驱动，而且要选择重量轻的减速机。
此时由于轴立起来以后就有往下窜动的趋势，而且还要转动，既要保证轴的正常转动，其次还要轴一定的支撑，由此引入了角接触轴承。
轴承型号7305C。
电机轴与传动轴之间用联轴器连接，选择A型平键套筒联轴器。
机械手臂的材料和结构的选择。
手臂材料要求强度高，弹性模量大，重量轻，阻尼大，价格低，故选择碳素结构钢或合金结构钢。
手臂做成工字型或打孔以减小重量，减少加工面积。
为保证机构运动的精度，将手臂设计成平行四边行机构。
为减小摩擦，在手臂与手臂、手臂与支撑架之间的销轴处采用关节轴承。
为了使手臂传动准确，手臂驱动系统增加了直线滚动导轨作为导向装置，这就要考虑导轨的受力问题，由于负载和手臂的重量基本都加在了导轨上，因此要进行受力分析。
手臂驱动系统采用低速交流伺服电机带动滚动丝杠副旋转从而实现前大臂的左右运动，后大臂的上下运动。
此处驱动电机选择伺服电机。
轴承选用角接触球轴承。
腰部旋转速度低，因此选用中低速电机。
由于腰部以上所有构件的载荷都由腰部轴承来承担，故选用主要承受轴向载荷的推力球轴承。
根据腰部所受总体载荷的大小选择推力球轴承型号。
联轴器选择凸缘联轴器。
第三章码垛机器人腕部和腰部设计3.1 码垛机器人腕部设计3.1.1 减速机的计算与选型本节减速机的型号是根据上海泰一传动设备有限公司的《R系列斜齿轮减速机选型手册》选用的。