产品系列YK1200X水平多关节机器人

工业领域中一般多用6关节型机器人(精)

工业领域中一般多用6关节型机器人，根据所学内容谈谈该种机器人都有哪些部件组成，每个部件的工作原理及选择该部件的依据图例六关节型机器人，又称之为“六自由度型机器人”。是我们大型工业生产中，使用相当广泛的一种机器人类型。如图所示的，为一个基本的六关节型机器人，亦是最常见的六关节型机器人。其基本结构为由六个转轴，组成的空间六杆开链结构机器人。由七个部件和六个关节连结而成的，拥有六个自由度，每个自由度均为旋转关节，具有与外界交互性能良好的开式结构。由此例，我们可以得出，该类机器人的机械结构部件由主要是以三个主要部件所组成：机身部件、手臂部件、手腕及手部部件所组成的。绝大多数的六关节型机器人都是以机座回转式的机身部件为基础，他的作用是直接连接、支承和传动机器人的主要运动机构。而六关节类的机器人通常是用在汽车或者其他较大型设备的生产流水线里，需要一套运动范围相对较大且可以有效率的进行生产的机器人设备，这也是六关节机器人通常使用回转式机座型机身的原因。连结在机身上进行承载传动的，则是该类机器人最主要的部分，亦是关节使用最多的运动机构，通常为机械臂形式的手臂部件。通常手臂部件是由与机身部件相连接的大臂带动的第二关节、第三关节和小臂与手部组成的第四关节所形成的，手臂部件的作用是支承腕部和手部，并带动它们在空间运动。

手臂部件（简称“臂部”），在六关节类的机器人身上，比较常使用的是“转动伸缩型臂部结构”。该类臂部的好处，是使得机器人的工作范围大适应性广，配合其大角度大范围的手腕活动，使它工作时位置的适应性很强。是在实际生产中，对于大幅度提高大型设备的生产效率，起到了一个良好的基础作用。而在整套机械结构末端的，是其腕部及其手部部件，主要是由腕部与臂部连结的第四关节和手部自身旋转或者夹持所用到的第五、第六关节所组成的。它的主要作用是确定手部的作业方向，而多数将腕部结构的驱动部分安排在小臂上。要确定手部的作业方向，一般需要三个自由度，这三个回转方向为：(1 臂转：绕小臂轴线方向的旋转。（第四关节的旋转）(2手转：使手部绕自身的轴线方向旋转。（第五关节的旋转）(3腕摆：使手部相对于臂进行摆动。（第六关节的旋转）在实际的生产中，这套部件决定了该类型机器人在操作流水线上的生产方式，机器人的手部是最重要的执行机构，是实际生产中最重要的一个环节，他决定了产品生产的效率和质量。在工业生产中用到的六关节类机器人，通过运用不同类型的手部，进行着各种直接的生产操作。总体而言，六关节型机器人其第一关节旋转轴（基座旋转轴）、第四关节旋转轴、第六关节旋转轴（手腕端部法兰安装盘的旋转中心）在同一个平面内；第二关节旋转轴、第三关节旋转轴以及第五关节旋转轴互相平行，而且与前面提到到平面垂直；另外，还需要保证第四关节旋转轴线、第五关节旋转轴线以及第六关节旋转轴线相交于一点。采用该种结构的工业机器人可以使得其运动学算法最为简单可靠。

水平多关节机器人总体及腰臂部设计

目录 1 前言 (1) 1.1 课题来源与分析 (1) 1.2 国内外发展及研究现状 (1) 1.3 本课题要解决的主要问题及设计总体思路 (3) 2 关节型机器人的总体设计 (4) 2.1 确定基本技术参数 (4) 2.1.1 机械结构类型的选择 (4) 2.1.2 额定负载 (4) 2.1.3 操作机的驱动系统设计 (5) 2.1.4 确定关节型机器人手臂的配置形式 (5) 2.2 关节型机器人本体方案设计 (6) 3 关节型机器人腰部及大臂部设计 (8) 3.1 电动机的选择 ........................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比 ....................... 错误！未定义书签。 3.3 基座及腰部轴的设计计算 ....................................................... 错误！未定义书签。 3.3.1 计算各轴转速、转矩和输入功率 ....................................... 错误！未定义书签。 3.3.2轴的结构设计 ..................................................................... 错误！未定义书签。 3.4 肘关节轴的设计计算 ............................................................... 错误！未定义书签。 3.5 齿轮设计计算 ........................................................................... 错误！未定义书签。 3.5.1基座处齿轮设计计算 ............................................................ 错误！未定义书签。 3.5.2肘关节处齿轮设计计算 ........................................................ 错误！未定义书签。 3.6轴承的选择和计算 .................................................................... 错误！未定义书签。 3.7 壳体设计 ................................................................................... 错误！未定义书签。 3.7.1 箱体的主要功能 ................................................................... 错误！未定义书签。 3.7.2 箱体设计的问题和要求 ....................................................... 错误！未定义书签。 3.7.3 壳体结构的设计 ................................................................... 错误！未定义书签。 3.7.4 箱体结构参数的选择 ........................................................... 错误！未定义书签。 4 关节型机器人的位姿分析..................................................... 错误！未定义书签。 4.1 机器人的位姿与运动分析 ....................................................... 错误！未定义书签。 4.2关节型机器人的广义连杆变换齐次矩阵 ............................... 错误！未定义书签。5结论...................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献.................................................................................. 错误！未定义书签。致谢 ................................................................................... 错误！未定义书签。附录.................................................................................. 错误！未定义书签。

六关节型机器人

六关节型机器人，又称之为“六自由度型机器人”。是我们大型工业生产中，使用相当广泛的一种机器人如图所示的，为一个基本的六关节型机器人，亦是最常见的六关节型机器人。其基本结构为由六个转轴，组成的空间六杆开链结构机器人。由七个部件和六个关节连结而成的，拥有六个自由度，每个自由度均为旋转关节，具有与外界交互性能良好的开式结构。由此例，我们可以得出，该类机器人的机械结构部件由主要是以三个主要部件所组成：机身部件、手臂部件、手腕及手部部件所组成的。绝大多数的六关节型机器人都是以机座回转式的机身部件为基础，他的作用是直接连接、支承和传动机器人的主要运动机构。而六关节类的机器人通常是用在汽车或者其他较大型设备的生产流水线里，需要一套运动范围相对较大且可以有效率的进行生产的机器人设备，这也是六关节机器人通常使用回转式机座型机身的原因。连结在机身上进行承载传动的，则是该类机器人最主要的部分，亦是关节使用最多的运动机构，通常为机械臂形式的手臂部件。通常手臂部件是由与机身部件相连接的大臂带动的第二关节、第三关节和小臂与手部组成的第四关节所形成的，手臂部件的作用是支承腕部和、手部，并带动它们在空间运动。手臂部件（简称“臂部”），在六关节类的机器人身上，比较常使用的是“转动伸缩型臂部结构”。该类臂部的好处，是使得机器人的工作范围大适应性广，配合其大角度大范围的手腕活动，使它工作时位置的适应性很强。是在实际生产中，对于大幅度提高大型设备的生产效率，起到了一个良好的基础作用。而在整套机械结构末端的，是其腕部及其手部部件，主要是由腕部与臂部连结的第四关节和手部自身旋转或者夹持所用到的第五、第六关节所组成的。它的主要作用是确定手部的作业方向，而多数将腕部结构的驱动部分安排在小臂上。要确定手部的作业方向，一般需要三个自由度，这三个回转方向为： (1) 臂转：绕小臂轴线方向的旋转。（第四关节的旋转） (2)手转：使手部绕自身的轴线方向旋转。（第五关节的旋转） (3)腕摆：使手部相对于臂进行摆动。（第六关节的旋转）在实际的生产中，这套部件决定了该类型机器人在操作流水线上的生产方式，机器人的手部是最重要的执行机构，是实际生产中最重要的一个环节，他决定了产品生产的效率和质量。在工业生产中用到的六关节类机器人，通过运用不同类型的手部进行着各种直接的生产操作。总体而言，六关节型机器人其第一关节旋转轴（基座旋转轴）、第四关节旋转轴、第六关节

一种取件式平面多关节机械手的研究与计算

第1章绪论 1.1 引言工业机器人的出现和高速发展是社会、经济发展的必然，是为提高社会的生产水平和人类的生活质量，让机器人替人们干那些人们不愿干、干不了、干不好的工作。我国对于工业机器人的定义为：“一种自动化的机器，所不同的这种机器具备一些与人或者生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。 20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0.2所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。 1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年，美国发明家英格伯格与德沃尔制造出世界上第一台工业机器人Unimate以来，从此工业机器人在现代化社会工业生产的环节中的占比与日俱增。同时伴随着新一轮工业革命及科技革命的到来，各国对于工业现代化都提出了更高的要求，德国提出了“工业4.0”美国提出了“先进制造业国家战略计划”，并采取多种措施“吸引制造业回流”，英国提出了“高价值制造业战略”，日本提出了“产业复兴计划”、法国提出了“新工业法国”等。中国作为全球制造业中心，更要做好充分准备，提升中国制造业的国际竞争新优势，打造中国的工业现代化、做大做强中国制造，对此，我国提出了“中国制造2025”战略。在这场全球聚焦的科技革命中，机器人由于其安全，高效，智能，高精度及稳定性必将在这场革命中发挥巨大的作用。

工业机器人的五大机械结构和三大零部件解析

工业机器人的五大机械结构和三大零部件解析根据国际机器人联合会（International Federation of Robotics；简称IFR）定义，机器人分为工业机器人（Industrial Robots）及服务型机器人（Service Robots）。其中，目前工业机器人又佔全球机器人80％的市佔率，远高于服务型机器人。若以机械结构来看，工业机器人可区分为单轴机器人、座标机器人、水平多关节机器人（SCARA）、垂直多关节机器人以及并联式机器人（DELTA）等，以下依序就这五种类型来说明。一、工业机器人之五大机械结构 1. 单轴机器人单轴机器人一般分为两种传动方式，一为滚珠螺杆传动，二为同步齿形带（简称：同步带）传动，两种皆是以直线导轨做为导向，并配合伺服电机或步进电机，来实现不同应用领域的定位、移载、搬运等等。透过不同的组合样式，还可以实现两轴、三轴、龙门式的组合。单轴机器人的应用领域涵盖半导体、家电、医疗、汽车、包装、点胶机、焊接、切割、检测等自动化应用领域，而台湾的上银科技在单轴机器人的市场名列全球前三。 2. 直角座标机器人直角座标机器人是基于X、Y、Z直角座标，在各座标的长度范围内进行工作或运动，适用于搬运、取放等作业，可应用的领域包括射出成型机取出用手臂、移动并定位、堆迭、锁螺丝、切割、装夹、压入、插取、装配、自动药房等。台湾机器人相关业者数量约有80家，现有40家以上的业者可从事座标机器人相关设备的设计开发，所使用的关键零组件国产化程度较高。在射出成型机取出用机械手臂中，天行自动化（Alfa）与台湾精锐（Apex）为该领域之领先业者，并在中国大陆具有一定的市场佔有率。 3. 水平多关节（SCARA）机器人

6关节机器人介绍

BONMET ROBOT 在当今高度竞争的全球市场，工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着，制造企业所承受的压力日益增大，既要应付低成本国家的对手，还要面临发达国家的劲敌，二后者为增强竞争力，往往不惜重金改良制造技术，扩大生产能力。自动化的优势机器人自动化一系列广受好评的优势，可参见”投资机器人的10大理由”。许多行业尤其是工程、食品等传统行业，普遍面临劳动力老龄化、对年轻人缺乏吸引力的问题。引入机器人解决方案之后，可减轻对传统技术人员的依赖，充分发挥IT、计数机等新兴技术的优势，相关人才也更容易在年轻一代中物色。改善困难的工作条件与安全性在高温、腐蚀等高危环境中，高柔性的自动化系统能够代替工作

人员勇挑重担。工作人员从事高度重复性的操作，稍有不慎就会造成经济或质量损失等。而实现自动化作业之后，工作人员便可以转调到对技能要求更高的岗位，工作成就感也将随之上升。恻然解决了招人难、留人难、老龄化这些问题。优质稳定的产品与工艺降低生产成本高度柔性的机器人自动化系统能根据市场需求的波动灵活性增减产量；每逢订单激增，即可安排夜班或周末班，而只负担有限的加班成本。机器人自动化还能加快产品转换，在确保品质恒定如一的同时，实现小批量、短周期、多频次供货，从而提升服务水准。自动化系统的重复定位精度与一致性俱优，加工公差更小，工艺控制更严，能长期确保优异的产品质量、最大限度降低生产和劳动力成本。提高生产效率机器人是开源节流的得利助手，能有效降低单位制造成本。只要给定输入成值，机器人就可确保生产工艺和产品质量的恒定一致，显著提高产量。自动化将人类从枯燥繁重的重复性劳动中解放出来，让人类的聪明才智和应变能力得以释放，从而生产更大的经济回报。

水平多关节机器人设计毕业设计开题报告

本科生毕业设计（论文）开题报告学生姓名: 沈维堂学号: 14021217 班级: 140212 专业: 机械工程及自动化指导教师: 张宏颖

开题报告课题名称：水平多关节型工业机器人设计 ——机身与大臂结构及控制系统设计一、课题介绍: 课题背景：据有关专家介绍，机器人充分体现了人和机器的各自优长，它比传统机器具有更大的灵活性和更广泛的应用范围。机器人的出现和应用是人类生产和社会进步的需要，是科学技术发展和生产工具进化的必然。在制造业中诞生的工业机器人是继动力机、计算机之后而出现的全面延伸人的体力和智力的新一代生产工具，作为现代制造业的主要自动化装备在制造业中广泛应用，并将在未来的制造企业中扮演越来越重要的角色。机器人及其自动化成套装备已成为目前国内外极受重视的高新技术应用领域。机器人及其自动化成套装备是指以机器人为核心，以信息技术和网络技术为媒介，将所有设备连接到一起而形成的大型自动化生产线。它是先进制造装备的典型代表，是发展先进制造技术实现生产线的数字化、网络化和智能化的重要手段。据介绍，机器人及其成套设备的应用将使现代制造业产生变革，对改变传统生产模式，全面提升企业的综合竞争力具有重大作用。机器人及其自动化成套装备的拥有量和水平是衡量一个国家制造综合实力的重要标志之一。在机器人中，人（操作者）是不可缺少的重要组成部分，在用这种装置完成一项操作任务的整个过程中，自始至终都必须有人的参加。同时，人通过观察系统对从动部件的工作情况及其周围环境保持直接或间接的视觉监视，从而能充分的依靠人的感觉和智力及时做出判断和决策，以适应工作对象或其周围环境的变化，随机应变地完成那些较为复杂的、或者事先难以预料的操作任务。目前，机器人已经越来越多、越来越广泛地应用于生产生活的各个方面。金字塔探密，机器人功不可没。美国攻打伊拉克，机器人也发挥了重要作用。中国神州五号的成功发射，充分显示了我国在机器人某个领域的实力。我国现代工业机器人技术发展现状的研究 1、工业机器人技术概念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的进化过程产物，它是工业以及非产业界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。

平面关节型机械手

江苏城市职业技术学院毕业论文课题名称平面关节型机械手姓名王如鹏学号0733010221 专业机电一体化班级07职机电（2）指导老师朱云开 2011年12 月

目录引言----------------------------------------------------------- 3 摘要----------------------------------------------------------- 6 第一章机械手总体设计-----------------------------------------7 1.1 主要技术参数-------------------------------------------- 7 1.2 结构特点图---------------------------------------------- 8 第二章手指设计 ---------------------------------------------- 9 2.1 设计是要注意的问题-------------------------------------- 9 2.2 零件的计算---------------------------------------------- 10 2.3 手指抓紧力的计算---------------------------------------- 10 第三章移动关节的设计计算----------------------------------- 12 3.1 驱动方式的比较 ----------------------------------------- 12 3.2 汽缸的设计---------------------------------------------- 12 第四章小臂的设计------------------------------------------- 14 4.1设计时注意的问题---------------------------------------- 14 4.2 小臂结构的设计------------------------------------------ 15 4.3 轴的设计计算 ------------------------------------------- 16 4.4 轴承的选择 --------------------------------------------- 17 4.5 轴承摩擦力矩的计算 ------------------------------------- 18 4.6 驱动选择 ----------------------------------------------- 18 第五章大臂的设计计算---------------------------------------- 19 5.1 大臂结构的设计------------------------------------------ 19 5.2 轴的设计计算 ------------------------------------------- 20 5.3 轴承的选择 --------------------------------------------- 21 5.4 轴承摩擦力矩的计算 ------------------------------------- 22 5.5 伺服系统的选择 ----------------------------------------- 22 第六章机身的设计 ------------------------------------------ 23 6.1 设计时注意的问题---------------------------------------- 23 6.2 三个自由度 -------------------------------------------- 24 毕业设计总结--------------------------------------------------- 25 参考文献------------------------------------------------------- 26

四自由度平面关节型机器人结构分析与优化

UDC 学位论文四自由度平面关节型机器人结构分析与优化作者姓名：张进伟指导教师：柳洪义教授东北大学机械电子工程研究所申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：机械电子工程论文提交日期： 2008年月论文答辩日期：2008年7月学位授予日期： 2008年月答辩委员会主席：评阅人：东北大学 2008年6月

A Thesis for the Degree of Master in Mechanical and Electronic Engineering Analysis and Optimization of the Structure of 4-DOF SCARA Robot By Zhang Jinwei Supervisor: Professor Liu Hongyi Northeastern University June 2008

本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年 □ 一年□ 一年半□ 两年□ 学位论文作者签名：导师签名：签字日期：签字日期： I

多关节工业机器人设计---毕业设计开题报告

本科生毕业设计（论文）开题报告题目：多关节工业机器人设计— 机械系统姓名：学号：指导教师：班级：所在院系：机电工程学院

陕西科技大学毕业设计（论文）开题报告内容课题的目的、意义；国内外技术现状及发展趋势课题的目的及意义随着我国工业化进程的不断加快，劳动力成本的不断增大，工业机器人的长足发展已是一个必然的趋势。现如今，机器人技术在我国工业领域已经有了较广泛的应用，所以，通过对此课题的研究，一方面可以使我在走上工作岗位之前将理论知识与实践环节进行一次紧密的联系，将所学知识可以进行系统性的回顾与应用，从而更加深刻的理解和掌握所学的知识。另一方面，通过这次课题的设计，可以加强我的实践能力，为最终顺利走上工作岗位打下坚实的基础。国内外技术现状及发展趋势国内在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人已经推广，成为主流安装机型，第三代智能机器人已占有一定比重（占日本1998年安装台数的10%，销售额的36%）。（1）在机械结构方面，已关节型为主流，80年代发明的使用于装配作业的平面关节机器人约占总量的1/3。90年代初开发的适应于窄小空间、快节奏、360度全工作空间范围的垂直关节机器人大量用于焊接和上、下料。应3K和汽车、建筑、桥梁等行业需求，超大型机器人应运而生。（如焊接数10米长、10吨以上大构件的弧焊机器人群，采取蚂蚁啃骨头的协作机构。）CAD、CAE等技术已普遍用于设计，仿真和制造中。（2）在控制技术方面，大多数采用32位CPU，控制轴数多达27轴，NC技术、离线编程技术大量采用。协调控制技术日趋成熟，实现了多手与变位机、多机器人的协调控制，正逐步实现多智能体的协调控制。采用基于PC的开放结构的控制系统已成为一股潮流，其成本低、具有标准现场网络功能。（3）在驱动技术方面，80年代发展起来的AC侍服驱动已成为主流驱动技术用于工业机器人中。DD驱动技术则广泛地用于装配机器人中。2、新一代的侍服电机与基于微处理器的智能侍服控制器相结合已由FANUC等公司开发并用于工业机器人中，在远程控制中已采用了分布式智能驱动新技术。（4）装有视觉传感器的机器人数量呈上升趋势，不少机器人装有两种传感器，有些机器人留了多种传感器接口。（5）大部分机器人采用了Ether网络通讯方式，占总量的41.3，其它采用RS-232、RA-422、RS-485等通讯接口。（6）目前，最快的装配机器人最大合成速度为16.5m/s。位置重复精度为正负0.01mm。但有一种速度竞达到80m/s；而另一种并连机构的NC机器人，其位置重复精度大1微秒。在国外，应用于制造业的机器人取得了较显著进展，已成为一种标准设备而得到工业界广泛应用，从而也形成了一批在国际上较有影响力的、知名机器人公司。如德国的KUKA、瑞典的ABB、日本的安川等。据专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计，2002年至2004年，世界机器人市场年增长率平均在10%左右，2005年达到创纪录的30%，2007年全球机器人实际安装量达到650万台，机器人安装量比2006年增加3%，达到了114365台。据统计，近年来全球机器人行业发展迅速，2008年全球机器人行业总销售量比2006年增长25％。而无论在使用、生产还是出口方面，日本一直是全球领先者，目前日本已经有130余家专业的机器人制造商。在发达国家，以工业机器人为基础的自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已大量使用机器人自动化生产线，以保证产品质量和生产效率。目前，典型的成套装备有：大型轿车壳体冲压自动化系统技术和成套装备，大型机器人车体焊装自动化系统技术和成套装备，电子电器等机器人柔性自动化装配及检测成套技术和装备，机器人发动机、变速箱装配自动化系统技术成套装备及板材激光拼焊成套装备等。这些机器人自动化成套装备的使用，大大推动了其行业的快速发展。

机器人的分类

机器人的分类经过几十年的发展，机器人的技术水平不断提高，应用范围越来越广，从早期的焊接、装配等工业应用，逐步向军事、空间、水下、农业、建筑、服务和娱乐等领域不断扩展，结构形式也多种多样。因此，机器人的分类也出现了多种方法、多种标准，本章主要介绍以下三种分类法。 1．按照机器人的技术发展水平分按照机器人的技术发展水平可以将机器人分为三代。第一代机器人是“示教再现”型。这类机器人能够按照人类预先示教的轨迹、行为、顺序和速度重复作业。示教可以由操作员“手把手”地进行，比如，操作人员抓住机器人上的喷枪，沿喷漆路线示范一遍，机器人记住了这一连串运动，工作时，自动重复这些运动，从而完成给定位置的喷漆工作。这种方式即是所谓的“直接示教”。但是，比较普遍的方式是通过控制面板示教。操作人员利用控制面板上的开关或键盘来控制机器人一步一步地运动，机器人自动记录下每一步，然后重复。目前在工业现场应用的机器人大多属于第一代。第二代机器人具有环境感知装置，能在一定程度上适应环境的变化。以焊接机器人为例，机器人焊接的过程一般是通过示教方式给出机器人的运动曲线，机器人携带焊枪走这个曲线，进行焊接。这就要求工件的一致性很好，也就是说工件被焊接的位置必须十分准确。否则，机器人走的曲线和工件上的实际焊缝位置会有偏差。为了解决这个问题，第二代机器人采用了焊缝跟踪技术，通过传感器感知焊缝的位置，再通过反馈控制，机器人就能够自动跟踪焊缝，从而对示教的位置进行修正，即使实际焊缝相对于原始设定的位置有变化，机器人仍然可以很好地完成焊接工作。类似的技术正越来越多地应用在机器人上。第三代机器人称为“智能机器人”，具有发现问题，并且能自主地解决问题的能力。作为发展目标，这类机器人具有多种传感器，不仅可以感知自身的状态，比如所处的位置、自身的故障情况等等；而且能够感知外部环境的状态，比如自动发现路况、测出协作机器的相对位置、相互作用的力等等。更为重要的是，能够根据获得的信息，进行逻辑推理、判断决策，在变化的内部状态与变化的外部环境中，自主决定自身的行为。这类机器人具有高度的适应性和自治能力。尽管经过多年来的不懈研究，人们研制了很多各具特点的试验装置，提出大量新思想、新方法，但现有机器人的自适应技术还是十分有限的。 2．按机器人的机构特征来分机器人的机械配置形式多种多样，典型机器人的机构运动特征是用其坐标特性来描述的。按机构运动特征，机器人通常可分为直角坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人和关节型机器人等类型。图7－1 直角坐标机器人（1）直角坐标机器人。直角坐标机器人具有空间上相互垂直的两根或三根直线移动轴（见图7－1），通过直角坐标方向的3个独立自由度确定其手部的空间位置，其动作空间为一长方体。直角坐标机器人结构简单，定位精度高，空间轨迹易于求解；但其动作范围相对较小，设备的空间因数较低，实现相同的动作空间要求时，机体本身的体积较大。主要用于印刷电路基板的元件插入、紧固螺丝等作业。（2）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（见图7－2），具有一个回转和两个平移自由度，其动作空间呈圆柱形。这种机器人结构简单、刚性好，但缺点是在机器人的动作范围内，必须有沿轴线前后方向的移动空间，空间利用率较低。主要用于重物的装卸、搬运等作业。著名的Versatran机器人就是一种典型的柱面坐标机器人。图7－2 柱面坐标机器人（3）球面坐标机器人。如图7－3所示，其空间位置分别由旋转、摆动和平移3个自由度确定，动作空间形成球面的一部分。其机械手能够作前后伸缩移动、在垂直平面上摆动以及绕底座在水平面上转动。著名的Unimate就是这种类型的机器人。其特点是结构紧凑，所占空间体积小于直角坐标和柱面坐标机器人，但仍大于多关节型机器人。

平面关节型机器人结构设计

毕业设计（论文）题目：平面关节型机器人的结构设计姓名：指导教师：专业：

摘要平面关节型机械手采用两个回转关节和一个移动关节；两个回转关节控制前后左右运动，而移动关节则实现上下运动，它的纵截面为矩形的回转体，纵截面高为移动关节的行程长，两回转关节转角的大小决定回转体截面的大小、形状[11]。能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。关键词：机械手，轴承，汽缸

ABSTRACT Selective Compliance Assembly Robot Arm have two slew joints and one move joints ; two slew joints control the moving of the front and back left and right , the move joints control the moving of up and down , the vertical section is a rectangle slew , the high of the vertical section is move joints’ journey , the move angle of the two slew joints decide the big and small and figure of the vertical section . Mechanical hand, is also called from begins, auto hand can imitate the manpower and arm's certain holding function, with by presses the fixed routine to capture, the transporting thing 'OR' operation tool's automatic operation installment. It may replace person's strenuous labor to realize the production mechanization and the automation, can operate under the hostile environment protects the personal safety, thus widely applies in departments and so on machine manufacture, metallurgy, electron, light industry and atomic energy. Key words:manipulator, axletree , cylinder

小型多关节机器人设计思路及方案之研究

小型多关节机器人设计思路及方案之研究发表时间：2018-09-09T09:33:39.700Z 来源：《河南电力》2018年5期作者：李水庆[导读] 进入新世纪以来，社会经济快速发展，原有人力劳动的生产力已经跟不上高速发展的生产需求李水庆（巨轮（广州）机器人与智能制造有限公司 510700）摘要：进入新世纪以来，社会经济快速发展，原有人力劳动的生产力已经跟不上高速发展的生产需求，在工业上的技术不断的在进步，使得其出现了各类的机器人代替人工作业，其中小型的、多关节类的机器人备受青睐，它含有设定好的关节坐标，运动着的关节轴配有编码器，伺服电动机这一配件增设了驱动。设计机器人时，选取半闭环的、开放架构下的位置反馈系，构建数控系统。关键词：小型；多关节机器人；设计思路；方案引言小型多关节工业机器人为数控五轴关节坐标形式，运动关节轴采用带编码器交流伺服电动机驱动，半闭环位置反馈的开放式数控系统。交流伺服电动机直接驱动摆线减速机、谐波减速器等机构，最大限度地减少传动误差；各关节主支撑回转导轨采用高精度、高刚性的十字交叉滚柱轴承，保证关节运动的灵活及工业机器人高精度重复定位。搭配各类附件，吻合了自动架构下的物流装配，适宜自动生产。为此，有必要探析新颖机器人特有的构建思路，拟定适当方案。 1小型多关节机器人特点 1.1高精度机器人各关节的传动平稳性、重复定位精度是机器人性能主要指标，在小型多关节本体结构设计中，突破机械传统设计观念，采用大减速比高精度的摆线减速机，通过伺服电动机直接与摆线减速机相联接，驱动机器人关节运动，改善机器人原有的传动链长，传动结构复杂，传动误差大的缺点。通过数控系统对位置误差及反向间隙进行补偿，保证机器人位置重复精度不大于±0.05mm。小型多关节机器人采用自制复合型、高精度十字交叉滚子轴承，因轴承中圆柱滚子在呈90°的V形沟槽滚动面上相互垂直的排列，轴承可承受径向负荷、轴向负荷及倾覆力矩等所有方向的负荷。内外圈的尺寸最大限度地小型化，外圈采用两体分割的构造，轴承预紧量可调整，通过施加预紧负荷，而获得高刚性、高精度，轴承回转、轴向跳动精度不大于±0.01mm。该轴承应用于机器人的关节回转部位，从而缩小机器人关节支撑件安装空间及简化支撑结构，提高机器人传动刚性及运动几何精度。 1.2模块化设计为扩大开发出的机器人自身通用性，适应不同自动化生产线的要求，将交流伺服电动机、摆线减速机及十字交叉滚子轴承集成化、模块化设计，与物流系统自动线的针对性、单一准确性相结合，达到柔性可调和高效、高精度的目的。根据机器人的不同功能需求、不同负荷及精度要求进行模块化组合，模块之间具有统一的、标准化的界面，达到缩短设计制造周期、降低制造成本的目的。 1.3高速度机器人快速直线移动速度1500mm/s，满足自动生产线高节拍的工作效率要求。在额定负载和最大速度条件下，机器人进行循环运动。用仪表计时，其结果不大于4s，可适应自动生产线5s/件高生产节拍的要求。 2拟定设计思路 2.1增设多重模块类机器人，为了延展自带的适用特性，适合自动生产，就要配有多样的细化模块。集成各类装置，搭配适当模块。这就添加了固有的针对性，集成物流体系。与此同时，它也更为精准、可以随时调整，精度成效优良。依照细分出来的多重性能、依照不同负荷着手来调配模块，便于模块组合。对于各类模块，彼此拟定了统一、标准的架构下的界面。区分多类性能，缩减设计时段，减小总体耗费。针对装置调控，它预留了互通外界必备的衔接接口。便利物流衔接，自动串联成更完备的体系。装置可被重构，符合柔性生产。 2.2提快调控速率在快速移动时，机器人每秒即可移动1500毫米。给出特定负载，在最大速率下，要拟定明晰的移动轨迹，构建巡回运动。借助仪表予以记下时间，耗时被调控至4秒以内[2]。机器人真实情形下的装配成效紧密关系着调控的流程、选取的调控步骤、软硬件的搭配。依照整体考量，拟定的控制路径要吻合群体，也要确保独立，便于配合及协同。各个机器人自带的构架、自身调控流程都应被慎重设定。唯有如此，才可便于衔接，便利彼此互通。增设现场总线，拟定数据结构、通讯必备的协议，衔接软硬接口。软件被设定成模块，增添调控柔性，更能适应系统。 2.3平稳传动及定位多关节的、小型类机器人常被设定成复合型。滚子轴承构建了十字交叉特有的形态，增添自身精度。在排列轴承内，圆珠顺着直角架构来滚动；在沟槽平面上，彼此垂直排列。轴承承载着径向方位的某负荷，含有倾覆力矩。对于内外圈，在最大范畴内设定了小型化的精准尺寸。外圈构建为分割体，可调和它固有的预紧量。增添预紧负荷，这样构建起来的轴承就延展了精度，获取更高精度。轴向方位的精度、轴承必备的回转精度都应被调控为0.01毫米。轴承搭配着回转关节，缩减了增设配件耗费的空间，简化自身支撑。这就增添了精度，增添传动刚性[3]。 3构建细化方案机器人自带的构架、自身运动路径都含有差值，但它们固有的构架近似。具体而言，关节轴拟定了如下的细化构架：①是回转类的关节。手腕回转必备的关节衔接着外在，属于接口关节，它能更替初始的方向。在设计构架时，拟定适宜比值的强度及刚度，本体自带的重量应被缩减，构架应当紧凑。这种适当设计，可减少手臂总的荷载。 4结束语多关节特性的机器人，含有多关节这一总体架构。依照拟定好的路径来调控平日内的机械动作，便利制作。设定各点定位、描绘连续轨迹以便调控这样的运动路径[4]。这类机器人独有的优势：增添了灵活性，提快生产速率。未来进展中，多关节架构的小型机器人可被推广采纳，完善相关探究。