机械手设计本科毕设论文
(完整版)本科“五自由度液压搬运机械手”设计毕业设计论文
五自由度液压搬运机械手设计摘要本设计的内容是对五自由度液压搬运机械手的总体外形进行设计，运动范围进行规划，运动路线的调整，及其本机械手的驱动系统进行设计，液压路线图中的所用原件进行精心选取，之后进行油路的设计，首先，本任务书对机械手在现代社会中的作用以及现在的发展现状进行了简单介绍，其中还包括了机械手的研究意义，机械手相比于人手所具有的一系列优点。
对总体方案进行了设计，确定设计一种五自由度搬运机器手，包括机器手的总体设计，移动方式设计，动作规划设计，三维造型设计等。
其次，对机械手本身的一些基本技术参数进行了确定，并且初步规划出了总体外观简图，用AUTOCAD软件绘制了液压原理图，此原理图的各个原件的选取在后来的计算中得以确定，然后在第4章进行了各个部分的具体计算，其中包括了手部夹持器的计算，腕部回转油缸计算，小臂结构的的设计，俯仰缸的伸缩数据的确定，大臂回转油缸的设计，大臂升降机构的设计，手部驱动油缸油孔尺寸计算，腕部回转油缸油孔尺寸确定，大臂回转油缸油孔尺寸确定，大臂升降油缸油孔尺寸确定，伸缩臂油缸油孔尺寸确定，在各个油缸选定之后，现在可以对油缸活塞杆进行校核，第5章对活塞杆进行了校核，其中包括手部驱动油缸活塞杆校核，腕部回转油缸活塞杆校核，伸缩油缸活塞杆校核，俯仰油缸活塞杆校核。
最后，在各个数据最终确定后，本设计还对机械手的三维效果图在第6章进行了绘制。
关键词机械手；五自由度；搬运；液压The design of five freedom degrees is the total shape that transports a machine a design, exercise the scope carry on aprogramming, sport route of adjustment, and it originally driving of machine designing, the component used in the with meticulous care selection, after carry on the design of oil road, first, this task book to machine social in of function and the development present condition in nowadays carried on simple introduction and still included the research meaning of machine a design to the total project, made sure to design a kind of five freedom degrees porterage machine of machine , the action programed a design, the 3D shape designs etc..Carried on an assurance to some basic technique parameters of the machine , drew of each component of the principle diagram can make sure in the later calculation, then as for concrete calculation that carried on each part in chapter 4, calculation included a oil urn and computes, small arm structure of of design, the flexible data of the urn of Fu Yang really settle, the big arm turns round an oil urn of design, the big arm ascends and descends organization of design, the oil urn oil bore the size compute, wrist department turn round oil urn oil bore size assurance, the big arm turns round oil urn oil bore size assurance, the big arm ascends and descends oil urn oil bore size assurance, flexible arm oil urn oil bore size assurance, after the each oil urn makes selection, now can to oil urn the piston pole carry on school pit, chapter 5 carried on school to the piston pole pit, include a piston pole school pit, wrist department turn round oil urn piston pole school pit, flexible oil urn piston pole school pit, Fu Yang oil urn piston pole school pit.End, at each piece according to after the end assurance, this design still carried on to draw in chapter 6 to the 3D effect diagram of machine m ,行程：15mm弹簧总长：30mm，活塞杆总长为60mm油的工作压力：Q预紧力：总拉长： =111.4kgf (4-7)相对刚度: =0.25, 总拉力需增加 30%所以：（4-8）[]s s 3s A 240MPaN N .5d 8mm σσσσ===1 为普通碳素钢钢，安全系数，由于是静截面，取 =1所以： 完全符合要求。
机械手设计的毕业论文
机械手设计的毕业论文机械手设计的毕业论文在现代工业领域，机械手作为一种重要的自动化设备，被广泛应用于生产线上的各个环节。
机械手的设计与优化是一个复杂而又关键的任务，需要考虑到多个因素，如精度、速度、负载能力等。
本篇论文将探讨机械手设计的一些关键问题，并提出一种新的设计方案。
首先，机械手的结构设计是决定其性能的关键因素之一。
常见的机械手结构包括串联结构、并联结构和混合结构。
串联结构由多个连杆组成，具有较高的精度和刚度，适用于需要高精度操作的场景。
并联结构由多个平行连杆和执行器组成，具有较高的负载能力和速度，适用于需要承载重物和快速操作的场景。
混合结构则结合了串联结构和并联结构的优点，可以根据具体需求进行灵活配置。
本论文将采用混合结构设计机械手，以兼顾精度和负载能力。
其次，机械手的运动学分析是设计过程中的重要一环。
通过对机械手的运动学分析，可以确定各个关节的运动范围和姿态，为后续的轨迹规划和控制提供依据。
机械手的运动学分析可以通过解析方法和数值方法两种途径进行。
解析方法适用于简单的机械手结构，通过代数方程求解关节角度和末端位置。
数值方法适用于复杂的机械手结构，通过迭代计算关节角度和末端位置。
本论文将采用数值方法进行机械手的运动学分析，以适应复杂的设计需求。
然后，机械手的轨迹规划是实现预定任务的关键一步。
轨迹规划旨在确定机械手末端执行器的运动轨迹，使得其能够在给定的时间内到达指定位置，并保持所需的速度和加速度。
常见的轨迹规划算法包括插值方法和优化方法。
插值方法通过在给定的关键点之间进行插值，生成平滑的轨迹。
优化方法通过优化目标函数，如最小化时间、最小化能量消耗等，生成最优的轨迹。
本论文将采用插值方法进行机械手的轨迹规划，以保证运动的平滑性和连续性。
最后，机械手的控制系统是实现精确控制的核心。
机械手的控制系统包括传感器、执行器和控制器等组成部分。
传感器用于获取机械手和工件的状态信息，执行器用于执行控制指令，控制器用于计算控制指令并发送给执行器。
机械手完整毕业设计论文
机械手完整毕业设计论文毕业论文（设计）（范文）课题名称 ______________________ 学生姓名______________ 学号_______________ 系部 _________________ 专业年级 _________________________指导教师 ___________________________20XX年XX 月在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，H前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的丄作，工作方式一般釆取示教再现的方式。
本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。
首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设讣以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的口标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。
关键词：机器人，示教编程，伺服，制动ABSTRACTIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on 什w automation degree of the production process in order to enhance theproduction efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises・ The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way.In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used tocarry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software・Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running・ The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring 什】e movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point・KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake目录第1章绪论 (3)1.1机器人概述 (4)1.2机器人的历史、现状 (4)1.3机器人的发展趋势 (4)第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计 (3)2.1自由度及关节 (4)2.2基座及连杆 (4)2.2. 1 基座 (7)2.2.2大臂 (7)2.2.3小臂 (7)2.3机械手的设计 (4)2.4驱动方式 (4)2.5传动方式 (4)2.6制动器 (4)第3章控制系统硬件 (4)3.1控制系统模式的选择 (4)3.2控制系统的搭建 (4)3.2. 1工控机 (4)3.2.2数据采集卡 (4)3.2.3伺服放大器 (4)3.2. 4 端子板 (4)3.2. 5电位器及其标定 (4)3.2. 6 电源 (4)第4章控制系统软件 (4)4.1预期的功能 (4)4.2实现方法 (4)4. 2. 1实时显示各个关节角及运动范围控制 (4)4. 2. 2直流电机的伺服控制 (4)4. 2.3电机的自锁 (4)4. 2. 4示教编程及在线修改程序 (4)4. 2. 5设置参考点及回参考点 (4)第5章总结 (4)5.1所完成的工作 (4)5.2设计经验 (4)5.3误差分析 (4)5.4可以继续探索的方向 (4)致谢 (4)参考文献 (4)1.1机器人概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
机械手结构设计毕业论文
1。
绪论1.1工业机械手设计的意义1、熟悉机械手的应用场合及有关机械手设计的步骤；2、机械手可以提高生产过程中的自动化程度，减轻人力，便于有节奏的生产;3、结合机械手设计这方面的知识,在设计过程中学会怎样发现问题、研究问题、解决问题。
1。
2国外的机械情况现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化。
机械手首先是从美国开始研制的。
1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
他的结构是：机体上安装回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的.1962年，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。
商名为Uni-mate(即万能自动）。
运动系统仿造坦克炮塔,臂回转、俯仰，用液压驱动；控制系统用磁鼓最存储装置。
不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。
同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司（Unimaton），专门生产工业机械手.1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。
该机械手的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型.虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Uni-mate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Uni—mate 型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于±1毫米。
美国还十分注意提高机械手的可靠性,改进结构，降低成本.如Uni-mate公司建立了8年机械手试验台,进行各种性能的试验。
准备把故障前平均时间（注:故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。
它给出在第一次故障前的平均运行时间），由400小时提高到1500小时，精度可提高到±0.1毫米。
德国机器制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。
机械手设计毕业论文
摘要本设计为冲床上料机械手设计。
基本参数为：升降行程135mm，手臂回转角度为105°。
此机械手能以34次 /分的频率，传送重0.5公斤重的硒钢片。
该机械手采用气压传动方式驱动，气缸最大压力为0.7MPa，为提高气缸活塞密封的可靠性，活塞采用2个O型环密封。
机械手的的抓取部分为吸附式，采用2个型号为ZP16UN的真空吸盘，吸盘提升力由真空泵提供。
机械手工作时，气缸推动活塞杆作升降运动。
活塞杆的中部装有一个深沟球轴承，当活塞杆上下运动时，轴承沿导向筒上的螺旋槽移动。
活塞轴与手臂相连，当活塞轴作上升运动时，带动装有真空吸盘的吸附式手臂作边上升边回转的复合运动，将被冲压件送到冲床上；当活塞轴作下降运动时，带动装有真空吸盘的吸附式手臂作边下降边回转的复合运动，使机械手回到初始状态，完成一个上料循环。
关键词：冲床机械手气压传动Abstract［单击此处键入英文摘要，内容应当与中文摘要相同］KeyWords：冲床机械手气压传动目录摘要 (I)Abstract (II)1 工业机械手的发展概况 (1)1.1 工业机械手定义 (1)1.2 工业机械手发展概况 (1)2 工业机械手整体介绍 (4)2.1 工业机械手的分类 (4)2.2 机械手的特点 (5)2.3 工业机械手在工业生产中的应用 (5)3 工业机械手设计方案 (7)3.1 工业机械手的组成 (7)3.2 规格参数 (8)3.3 坐标选择与分析 (8)3.4 驱动系统选择与分析 (9)3.4.1驱动系统的分类 (9)3.4.2 驱动系统的选择原则 (9)3.4.3 驱动系统的选择 (10)3.5 设计路线与方案 (11)3.5.1 设计步骤 (11)3.3.2 研究方法和措施 (11)4 真空吸盘和真空泵的选用 (13)4.1 真空吸盘 (13)4.1.1 吸盘的材料 (13)4.1.2 真空吸盘的作用 (13)4.1.3 吸盘的型号表示方法 (13)4.1.4 理论吸吊力 (13)4.1.5 吸盘的外形尺寸 (15)4.1.6 真空吸盘的选用 (18)4.2 真空泵 (19)4.2.1 真空泵的定义 (19)4.2.2 真空泵的分类 (19)4.2.3 真空泵的用途 (20)4.2.4 真空泵选取的注意事项 (20)4.2.5 真空泵的选取 (21)5 强度校核 (23)5.1 机械悬臂的校核 (23)5.2 活塞轴的校核 (29)5.3 轴承校核 (31)5.4 轴承用螺钉校核 (35)6 密封与润滑 (36)6.1 气缸的上下端盖的密封 (36)6.2 活塞的密封 (37)6.3 活塞轴的密封 (38)6.4 润滑 (39)6.4.1 气缸活塞润滑 (39)6.4.2 轴承润滑 (40)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)1 工业机械手的发展概况1.1 工业机械手定义机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序轨迹极其它要求，实现抓取，搬运工件或操做工具的自动化装置。
本科机械手毕业设计论文
1 绪论1.1 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。
目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。
把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强[1]。
当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。
而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。
因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。
1.2 设计目的本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。
本机械手主要与数控车床（数控铣床，加工中心等）组合最终形成生产线，实现加工过程（上料、加工、下料）的自动化、无人化。
目前，我国的制造业正在迅速发展，越来越多的资金流向制造业，越来越多的厂商加入到制造业。
本设计能够应用到加工工厂车间，满足数控机床以及加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求，从而减轻工人劳动强度，节约加工辅助时间，提高生产效率和生产力。
机械手控制系统设计本科毕业论文
摘要工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械知道生产系统中的一个重要部分。
工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。
在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。
当今的PLC吸收了微电子技术和计算机技术的最新成果，其应用已从单机自动化推广到整条生产线的自动化乃至整个工厂的生产地宗华。
目前，机械手主要用于机床加工、锻造、热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还不能满足工业生产发展的需要。
在国主要是逐步扩大应用围，重点发展锻造、热处理方面的机械手，PLC可以按照所要求完成机械手的设计，使机械手的设计简单化，大大节省了时间，提高了工作效率，减轻了劳动强度，改善作业条件。
本课题拟开发物料搬运机械手，采用西门子系列S7-200PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。
该装置机械部分、滑轨、机械抓手等。
我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。
关键词：机械手，S7-200，可编程技术ABSTRACTModern industrial manipulator is a new technology in automatic control field, is the modern control theory and the combination of the industrial automation production practice, and to become an important part of modern mechanical know production system. Industrial robots is to improve the production process automation, improve labor condition, one of the effective methods to improve the product quality and production efficiency. Especially in high temperature and high pressure, dust, noise pollution and radioactive and occasions, more widely applied. In our country, also has a rapid development in recent years, and achieved a certain effect, brought to the attention of the machinery industry and railway departments. Today's PLC absorbs the latest achievements of the microelectronics technology and computer technology, its application has been extended from single machine automation in the whole production line automation and the whole factory built chung wa. At present, the manipulator is mainly used for machining, forging, heat treatment, etc., regardless of the quantity, variety and performance can not meet the needs of the development of industrial production. In domestic major is gradually expanding the scope of the application, the development of the forging, heat treatment of manipulator, PLC can according to the required to complete the design of the manipulator, simplify the design of the manipulator, greatly save time, improve work efficiency, reduce the labor intensity and improve work condition.This topic proposed development material handling manipulator, adopting Siemens series S7-200 PLC, up and down, left and right sides of manipulator and grab motion control. The equipment mechanical parts, slippery course, mechanical gripper, etc. We use the programmable technology, combined with the corresponding hardware device, control manipulator to complete various actions.Keyword：manipulator，,S7-200，PLC目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1引言 (1)2机械手的概述与简介 (2)2.1机械手的应用简况 (2)2.2机械手的应用意义 (3)2.3机械手的发展概况 (3)2.4机械手的发展趋势 (4)2.5机械手实现的过程 (5)3 PLC的介绍与程序设计 (7)3.1 PLC的结构 (7)3.1.1 PLC的特点 (8)3.1.2 PLC的经济分析 (8)3.2 PLC的应用概况 (9)3.3 PLC在机械手中的应用 (10)4 机械手的设计方案 (11)4.1 流程图 (11)4.2 I/O接口 (11)4.3 PLC编程梯形图 (12)4.4 机械手控制系统组态设计及运行监控 (17)总结 (20)致 (21)参考文献 (22)1引言随着技术的进步，工业自动化软件技术正在向智能化、网络化和集成化方向飞速发展，复杂大系统在网络环境下运行、在网上实现复杂系统的优化控制与管理已经不是遥遥无期，而是指日可待。
机械手毕业设计论文设计
机械手设计摘要工业机械手是近几十年开展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其表现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的开展前景。
本文设计了一个机械手行走小车，以完成行走，抓取，翻转等功能，对应分别要有行走机构，抓取机构，提升机构，翻转机构等来实现。
该小车是由步进电机驱动，由各特征点运动的合成形成小车的各种运动。
整个小车的机械设计是以所学机构方面的理论知识为理论根底的，参考小车的组成机构，同事兼顾使用场合的环境，以“模块化〞的设计思想完成了几个运动模块的设计。
关键词：机械手智能运动模块引言0.1 机械手简介 (1)0.2 机械手的组成 (3)0.3 应用机械手的意义 (5)第一章总体技术方案与系统组成1.1 原始数据 (7)1.2 工作要求 (7)1.3 系统组成 (8)1.4 总体技术方案 (8)第二章机械手的液压局部2.1 液压系统的工作原理 (10)2.2 液压传动的工作特征 (10)2.3 液压系统的组成 (10)2.4 液压系统的优、缺点 (11)第三章回转装置的总体组成与结构设计3.1 回转装置的组成 (13)第四章机械传动方案的设计与计算4.1 小车的主要组成局部 (15)4.2 同步带传动方式优缺点 (15)4.3 驱动动力源 (15)4.4 机械传动方案的设计计算 (16)第五章零件加工编程5．1数控车床加工程序编制根底 (22)5．2程序编制 (23)设计小结 (30)谢辞 (31)参考文献 (32)机械手首先是从美国开始研制的。
1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
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本科毕业论文题目：三自由度圆柱坐标型工业机器人设计学院：机械工程学院专业：机械制造（辅修）年级：2009姓名：李介博指导教师：赵华洋完成日期：2012.04.03三自由度圆柱坐标型工业机器人设计摘要：在工业上，随着自动控制系统广泛的应用，工业自动化机床控制、计算机系统、机器人等高科技技术也得到了长足的发展。
其中工业机器人是相对较新的电子设备，它综合应用了机械电子自动控制等先进技术以及物理生物等学科的基础知识，因而能实现机械化与自动化的有机结合而广泛应用与工业生产的各个部门，逐步的改变现代化工业面貌。
工业机器人是一种机体独立，动作自由度较多，程序可灵活变更，能任意定位，自动化程度高的自动操作机械。
主要用在自动加工线和柔性制造系统中传递和装卸的工件或夹具。
工业机器人以刚性高的手臂为主体，与人相比，可以有更快的运动速度，可以搬运更重的东西，而且定位精度相当高，它可以根据外部来的信号，自动进行各种操作。
本设计为三自由度圆柱坐标型工业机器人，其工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。
在控制器的作用下，它可执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线这一简单的动作，本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。
关键词：三自由度；圆柱坐标；工业机器人；自动化Three degrees of freedom cylindrical coordinate industrialrobot designAbstract:In industry, along with the automatic control system of a wide range of applications, industrial automation machine control, computer systems, robots and other high-tech technology are also got rapid progress. Including industrial robot is relatively new electronic equipment, it comprehensive application of mechanical and electronic automatic control and other advanced technology and physics biological sciences foundation knowledge, and can therefore realize mechanization and automation organically and is widely used in industrial production of various sectors, gradually change modern industrial outlook.Industrial robot is a body independent of freedom movements, the program can be more flexible changes, can arbitrary positioning, high automation automatic operate machinery. Mainly used in automatic processing lines and flexible manufacturing system transfer and loading and unloading work piece or fixture. Industrial robot arm with rigid high for the subject than people, can have faster movement speed, can carry more weight, and positioning accuracy quite high, and it may, according to the signals, automatic external to operate.This scheme introduced a cylindrical robot for three degree of freedom. It is composed of two linear axes and one rotary axis current control only allows these devices move from one assembly line to other assembly line in space, perform relatively simple tasks. This paper is more comprehensive introduction and summing-up for the for the whole design work.Key words:three degrees of freedom; cylindrical; industrial robot; automation目录第一章绪论............................................................ - 5 - 第二章工业机器人的总体设计 (3)2.1 工业机器人的组成及各部分关系概述 (3)2.2 工业机器人的设计分析 (4)2.2.1 设计要求 (4)2.2.2 总体方案拟定 (5)2.2.3 工业机器人主要技术性能参数 (5)第三章工业机器人的机械系统设计 (7)3.1 工业机器人的运动系统分析 (7)3.1.1 机器人的运动概述 (7)3.1.2 机器人的运动过程分析 (8)3.2 工业机器人的执行机构设计 (10)3.2.1 末端执行机构设计 (10)3.2.2 手臂机构的设计 (14)3.2.3 腰部和基座设计 (16)3.3 工业机器人的机械传动装置的选择 (23)3.3.1 滚珠丝杠的选择 (23)3.3.2 谐波齿轮的选择 (25)3.3.3 联轴器的选择 (25)第四章工业机器人的计算机控制系统概述 (27)4.1 工业机器人控制系统的特点及对控制功能的基本要求 (27)4.2 计算机控制系统的设计方案 (27)4.3 硬件电路的组成 (28)第五章工业机器人运行时应采取的安全措施 (30)5.1 安全要求 (30)5.2 实施方法 (30)总结 (32)致谢 (33)参考文献 (34)第一章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[5]。
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。
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：工业机器人是一种机体独立，动作自由度较多，程序可灵活变更，能任意定位，自动化程度高的自动操作机械。
主要用于加工自动线和柔性制造系统中传递和装卸工件或夹具。
[7]工业机器人以刚性高的手臂为主体，与人相比，可以有更快的运动速度，可以搬运更重的东西，而且定位精度相当高，它可以根据外部来的信号，自动进行各种操作。
工业机器人的发展，由简单到复杂，由初级到高级逐步完善，它的发展过程可分为三代：第一代工业机器人就是目前工业中大量使用的示教再现型工业机器人，它主要由手部、臂部、驱动系统和控制系统组成。
它的控制方式比较简单，应用在线编程，即通过示教存贮信息，工作时读出这些信息，向执行机构发出指令，执行机构按指令再现示教的操作。
第二代机器人是带感觉的机器人。
它具有寻力觉、触觉、视觉等进行反馈的能力。
其控制方式较第一代工业机器人要复杂得多，这种机器人从1980年开始进入了实用阶段，不久即将普及应用。
第三代工业机器人即智能机器人。
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，再根据这一识别自动选择程序进行操作，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。
我国工业机器人起步于70年代初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。
70年代是世界科技发展的一个里程碑：人类登上了月球，实现了金星、火星的软着陆。
我国也发射了人造卫星。
世界上工业机器人应用掀起一个高潮，尤其在日本发展更为迅猛，它补充了日益短缺的劳动力。
在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。
进入80年代后，在高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。
“七五”期间，国家投入资金，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。
1986年国家高技术研究发展计划（863计划）开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。
从90年代初期起，我国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。
虽然中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明显。
从市场占有率来说，更无法相提并论。
工业机器人很多核心技术，目前我们尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈[11]。
第二章工业机器人的总体设计2.1 工业机器人的组成及各部分关系概述工业机器人通常是由三大系统组成：机械系统、控制系统、智能系统。
不同用途的机器人的具体机构是不一样的，但是执行机构和驱动机构是必不可少的重要组成部分。
图2-1 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。