搬运机器人
搬运机器人的方案设计
搬运机器人的方案设计引言搬运机器人是一种能够自主移动并执行物体搬运任务的智能机器人。
它的出现使得重复性的劳动得以自动化，可以在工业生产线、仓储物流等场景中发挥重要作用。
本文将从机器人系统结构、感知技术、路径规划和控制策略等方面，对搬运机器人的方案设计进行介绍和讨论。
机器人系统结构搬运机器人的系统结构通常包括移动基座、机械臂、传感器和控制系统。
移动基座提供机器人的移动能力，机械臂负责物体的抓取和搬运，传感器用于感知环境和物体，控制系统则控制机器人的移动和操作。
感知技术搬运机器人需要准确地感知周围的环境和物体，以便进行路径规划和操作。
常用的感知技术包括视觉、激光雷达、声纳等。
视觉系统可以用于识别和定位物体，激光雷达可以获取精确的环境地图，声纳可以检测障碍物并进行距离测量。
这些感知技术的组合可以提供全面的环境感知能力，帮助机器人完成搬运任务。
路径规划路径规划是搬运机器人的关键技术之一，它决定了机器人在环境中的移动轨迹。
常用的路径规划算法包括A*算法、Dijkstra算法、RRT算法等。
这些算法可以结合激光雷达地图和超声波传感器的障碍物检测结果，生成安全和高效的移动路径。
控制策略控制策略是搬运机器人实现具体动作的关键，它通过对机械臂和移动基座的控制，实现物体的抓取和搬运。
常用的控制策略包括PID控制、模型预测控制等。
这些控制策略可以根据不同的搬运任务需求进行调整，并结合视觉和力觉传感器的反馈信息，实现精确的搬运操作。
安全性和人机交互在搬运机器人的方案设计中，安全性和人机交互也是非常重要的考虑因素。
搬运机器人需要具备安全保护装置，如紧急停止按钮、碰撞传感器等，以保证在意外情况下能够立即停止运动。
此外，机器人还需要与人进行有效的交互，如语音提示、显示屏幕等，提供友好的操作界面和信息展示。
结论搬运机器人的方案设计涉及到机器人系统结构、感知技术、路径规划和控制策略等多个方面。
科学合理的方案设计可以提高搬运机器人的工作效率和安全性。
搬运机器人毕业设计
前言当代科学技术发展的特点之一就是机械技术，电子技术和信息技术的结合，机器人就是这种结合的产物之一。
现代机器人都是由机械发展而来。
与传统的机器的区别在于，机器人有计算机控制系统，因而有一定的智能，人类可以编制动作程序，使它们完成各种不同的动作。
随着计算机技术和智能技术的发展，极大地促进了机器人研究水平的提高。
现在机器人已成为一个庞大的家族，科学家们为了满足不同用途和不同环境下作业的需要，把机器人设计成不同的结构和外形，以便让他们在特殊条件下出色地完成任务。
机器人成了人类最忠实可靠的朋友，在生产建设和科研工作中发挥着越来越大的作用。
搬运机器人不但能够代替人的某些功能，有时还能超过人的体力能力。
可以24小时甚至更长时间连续重复运转，还可以承受各种恶劣环境。
因此，搬运机器人是人体局部功能的延长和发展。
21世纪是敏捷制造的时代，搬运机器人在敏捷制造系统中应用广泛。
1 绪论1.1 工业机器人的历史、现状及应用机器人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器人。
它的结构特点是机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。
日本是工业机器人发展最快、应用最多的国家。
自1969年从美国引进两种典型机器人后，大力从事机器人的研究。
目前工业机器人大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；控制方式则为开环式，没有识别能力；改进的方向主要是降低成本和提高精度。
第二代机器人正在加紧研制，它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。
研究安装各种传感器，把感觉到的信息进行反馈，使机器人具有感觉机能。
第三代机器人则能独立地完成工作过程中的任务，它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中的重要一环。
搬运机器人
简单介绍一下半导体工厂AMHS系统的搬运机器人fosb是wafer做好以后送给客户时用的盒子(因为AMD 采用了“前开口运装箱”（FOSB），这样就保证了在大多数加工制作过程中，晶片都是处于密封)。
foup是12寸厂内部生产线上的装lot的盒子(在台湾8吋SMIF晶圆盒(POD)的需求量约有新台币3～5亿元的市场，未来12吋SMIF晶圆盒(FOUP) 的需求量预估为每年6万个)。
在超净环境中，晶圆被密封在称作FOUP(front-opening unified pods)的容器中。
带有彩色编码的容器代表晶圆将进入不同的制程。
每个FOUP有一个序列号以识别晶圆，写得不好，请大家多多指教。
OHS（Over Head Shuttle ）可以在安装在天井下轨道上高速移动的自动搬运装置。
一般是用于成膜、洗浄等各个保管设备间FOUP搬运。
OHT（Overhead Hoist Transfer ）是安装在天井下轨道下高速移动的自动搬运小车。
由升降装置马达驱动BELT，使GRIPPER自动抓取设置在port的foup。
这是300mm晶圆厂运用最广泛的搬运工具。
GRIPPER有不同的类型可以搬运不同类型的foup。
从第一代10几年前只能低速走行单线轨道，移载设置于其正下方port的foup，到第二代可以高速走行在分歧轨道，第三代不仅可以走行在分歧轨道，还可以左右移载设置在STS，UTS上的FOUP,再到第四代450mm搬运小车，更新速度可谓非常之快。
中国国内半导体厂商使用第一代，第二代自动搬运小车，目前国内还没有使用第三代自动搬运小车的客户。
AGV （Automated Guided Vehicle）车上安装了多关节手臂机器人，用于搬运保管设备和制造设备之间的foup。
本搬运小车由于安装了大容量的电池，可以自动走行在工厂的地板上，并按照程序设置，可以走行比较复杂的路径。
台湾，韩国有半导体厂商很多使用这种小车的案例。
搬运机器人毕业论文-搬运机器人文献
搬运机器人毕业论文摘要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，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。
目前，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工作。
本课题主要对搬运机器人的总体结构展开讨论。
通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状，提出了具体的搬运机器人设计要求，并根据搬运机器人各部分的设计原则，进行了系统总体方案设计以及包括：机器人的手部、腕部、臂部、腰部在内的机械结构设计。
此搬运机器人驱动源来自液压系统、电机，执行元件包括：柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。
通过液压缸运动来实现搬运机器人的各关节运动，进而实现搬运机器人的实际作业。
关键词：搬运机器人；液压系统；机械结构设计；操作AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work.The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts,for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system、electrical machinery, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot.Keywords：Transfer robot；Hydraulic System；Mechanical Design；Operating目录摘要 (I)Abstract (II)第1章总论................................... - 45 -1.1 概述 ..................................................................................................................................... - 45 -1.2 工业机器人的历史、现状及应用 ..................................................................................... - 46 -1.3 机器人发展趋势 ................................................................................................................. - 48 -1.4 本文主要研究内容 ............................................................................................................. - 48 -1.5 本章小结 ............................................................................................................................. - 48 -第2章搬运机器人的总体方案..................... - 49 -2.1 总体设计的思路 ................................................................................................................. - 49 -2.2 自由度和坐标系的选择 ..................................................................................................... - 50 -2.3 搬运机器人的组成 ............................................................................................................. - 51 -2.3.1 执行机构 ................................................................................................................. - 51 -2.3.2 驱动机构 ................................................................................................................. - 53 -2.3.3 控制系统分类 ......................................................................................................... - 54 -2.4 搬运机器人的技术参数 ..................................................................................................... - 54 -2.5 本章小结 ............................................................................................................................. - 54 -第3章手部夹持器的结构设计及计算............... - 55 -3.1 手部夹持器 ......................................................................................................................... - 55 -3.2 手部设计基本要求 ............................................................................................................. - 56 -3.3 选择手抓的类型及夹紧装置 ............................................................................................. - 57 -3.4 手爪的结构设计 ................................................................................................................. - 57 -3.4.1 手爪的力学分析 ..................................................................................................... - 57 -3.4.2 夹紧力和驱动力的计算 ......................................................................................... - 59 -3.5 本章小结 ............................................................................................................................. - 60 -第4章腕部结构设计及计算....................... - 62 -4.1 腕部设计的基本要求 ......................................................................................................... - 62 -4.2 腕部结构及选择 ................................................................................................................. - 62 -4.2.1 典型的腕部结构 ..................................................................................................... - 62 -4.2.2 腕部结构和驱动结构的选择 ................................................................................. - 62 -4.3 腕部结构设计计算 ............................................................................................................. - 63 -4.3.1 腕部驱动力计算 ..................................................................................................... - 63 -4.3.2 腕部驱动液压缸的计算 ......................................................................................... - 64 -4.4 液压缸盖螺钉的计算 ......................................................................................................... - 65 -4.5 动片和输出轴间的连接螺钉 ............................................................................................. - 66 -4.6 本章小结 ............................................................................................................................. - 67 -第5章臂部结构的设计及有关计算................. - 67 -5.1 臂部设计的基本要求 ......................................................................................................... - 68 -5.2 手臂的典型机构以及结构的选择 ..................................................................................... - 69 -5.2.1 手臂的典型运动机构 ............................................................................................. - 69 -5.2.2 手臂运动机构的选择 ............................................................................................. - 69 -5.3 手臂直线运动的驱动力计算 ............................................................................................. - 69 -5.3.1 手臂摩擦力的分析与计算 ..................................................................................... - 70 -5.3.2 手臂惯性力的计算 ................................................................................................. - 71 -5.3.3 密封装置的摩擦阻力 ............................................................................................. - 71 -5.4 液压缸工作压力和结构的确定 ......................................................................................... - 71 -5.5活塞杆的计算校核 .............................................................................................................. - 73 -5.6 本章小结 ............................................................................................................................. - 74 -第6章机身结构设计及计算....................... - 75 -6.1机身的整体设计 .................................................................................................................. - 75 -6.2机身回转机构的设计计算 .................................................................................................. - 76 -6.2.1蜗杆传动驱动力矩的计算 ...................................................................................... - 76 -6.2.2 电机和减速器的选择 ............................................................................................. - 77 -6.2.3 蜗轮蜗杆的校核 ..................................................................................................... - 78 -6.3.1 手臂偏重力矩的计算 ............................................................................................. - 79 -6.3.2 升降不自锁条件分析计算 ..................................................................................... - 80 -6.3.3 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 ............................................................. - 80 -6.4 轴承的选择分析 ................................................................................................................. - 81 -6.5 本章小结 ............................................................................................................................. - 81 -第7章搬运机器人自行走设计........................ - 81 -7.1 机器人自行走分析 ............................................................................................................. - 81 -7.2 机器人自行走数据计算 ..................................................................................................... - 82 -7.2.1 数据计算过程 ....................................................................................................... - 82 -7.2.2 蜗轮蜗杆的校核 ..................................................................................................... - 83 -7.2.3 对搬运机器人自行走支承轴的强度校核 ............................................................. - 84 -7.3 本章小结 ............................................................................................................................. - 86 -第8章搬运机器人液压回路及控制电路分析......... - 86 -8.1 搬运机器人液压回路元件的选择 ..................................................................................... - 86 -8.2 搬运机器人液压回路分析 ................................................................................................. - 88 -8.3 搬运机器人控制电路分析 ................................................................................................. - 89 -8.4 本章小结 ............................................................................................................................. - 90 -第9章总结.................................... - 90 -9.1 主要任务 ............................................................................................................................. - 91 -9.2 技术要求 ............................................................................................................................. - 91 -9.3 设计步骤 ............................................................................................................................. - 91 -9.3.1 搜集资料 ................................................................................................................. - 91 -9.3.2 计算 ......................................................................................................................... - 92 -9.3.3装配图及零件图的绘制 .......................................................................................... - 92 -9.4 设计感想 ............................................................................................................................. - 92 -参考文献..................................... - 93 -致谢 .......................................... - 94 -第1章总论1.1 概述搬运机器人在实际的工作中就是一个机械手，机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
搬运机器人 方案
搬运机器人方案引言搬运机器人在现代工业中发挥着重要的作用。
随着科技的不断进步，搬运机器人的功能越来越强大、智能化，能够在工厂、仓库和其他场所自动完成物品的搬运任务。
本文将介绍一种搬运机器人的方案，包括其原理、工作流程和应用场景。
原理搬运机器人的原理基于机器视觉、自动化控制和计算机算法等技术。
首先，通过传感器获取周围环境的信息，例如物体的位置、形状和大小。
然后，利用机器视觉技术对这些信息进行分析和处理，识别出需要搬运的物体。
接下来，利用自动化控制系统控制机器人的移动和操作，精确地将物体搬运到指定位置。
工作流程搬运机器人的工作流程可以简单概括为以下几个步骤：1.环境感知：搬运机器人通过传感器感知周围的环境，包括障碍物、物体等信息。
2.物体识别：利用机器视觉技术对周围的物体进行识别和分类。
3.任务规划：根据需求和环境信息，规划物体的搬运路径和动作。
4.搬运操作：利用机械臂或其他搬运装置，准确地将物体从初始位置搬运到目标位置。
5.确认检查：完成搬运任务后，通过传感器或视觉系统进行确认和检查，确保物体已经正确搬运并放置好。
应用场景搬运机器人广泛应用于各种工业领域，提高了工作效率和安全性。
以下是几个常见的应用场景：1.工厂搬运：在工厂生产线上，搬运机器人可以自动搬运原材料、零部件和成品，减少人工操作和劳动强度。
2.仓库管理：搬运机器人可以在仓库中自动搬运和分类货物，提高物流效率和货物存储密度。
3.医疗领域：在医院和实验室中，搬运机器人可以代替人工搬运危险品和敏感材料，确保安全和卫生。
4.农业领域：搬运机器人可以应用于农田、温室和养殖场等场所，自动搬运农产品和饲料，提高农业生产效率。
总结搬运机器人作为现代工业的重要组成部分，具有广阔的应用前景和市场需求。
通过机器视觉、自动化控制和计算机算法等技术的结合，搬运机器人能够完成各种物体的搬运任务，并在工厂、仓库和其他场所提高工作效率和安全性。
未来随着科技的进一步发展，搬运机器人的性能和功能将进一步提升，为人们的生活和工作带来更多便利和效益。
简述机器人搬运的技术要求
简述机器人搬运的技术要求随着科技的不断发展，机器人在各个领域的应用也越来越广泛，其中之一便是搬运工作。
机器人搬运的技术要求涉及到机器人的定位、感知、路径规划、抓取和运输等多个方面。
下面将逐一介绍这些技术要求。
一、定位技术要求机器人搬运工作需要准确的定位，以便能够精确地找到目标物体并进行抓取。
常见的定位技术包括GPS定位、激光定位、视觉定位等。
机器人通过这些定位技术可以实现室内外的定位，从而确保在各种环境下都能精确搬运物体。
二、感知技术要求机器人搬运物体时需要具备良好的感知能力，能够感知周围环境和障碍物，以避免碰撞和意外情况的发生。
常见的感知技术包括激光雷达、超声波传感器、摄像头等。
机器人通过这些感知技术可以实时获取周围环境的信息，从而做出相应的动作。
三、路径规划技术要求机器人在搬运物体时需要规划合适的路径，以避开障碍物并尽快到达目的地。
路径规划技术需要考虑到机器人的动力学特性、环境约束和避障策略等因素。
常见的路径规划算法包括A*算法、Dijkstra 算法、RRT算法等。
机器人通过这些路径规划算法可以在复杂的环境中找到最优的路径。
四、抓取技术要求机器人在搬运物体时需要具备良好的抓取能力，能够准确地抓取各种形状和重量的物体。
常见的抓取技术包括夹爪抓取、磁性抓取、吸盘抓取等。
机器人通过这些抓取技术可以根据物体的特性选择合适的抓取方式，并进行精确的抓取动作。
五、运输技术要求机器人在搬运物体时需要具备稳定的运输能力，能够保证物体在运输过程中不受损坏。
运输技术要求机器人能够根据物体的重量、形状和稳定性等因素选择合适的运输方式，并保持平稳的运动。
常见的运输技术包括轮式移动、履带移动、腿式移动等。
机器人通过这些运输技术可以灵活地适应不同的场景和物体。
机器人搬运的技术要求包括定位、感知、路径规划、抓取和运输等多个方面。
这些技术要求是机器人能够完成搬运工作的基础，通过不断的研究和创新，相信机器人搬运技术会得到更加广泛的应用和发展。
搬运机器人技术论文
搬运机器人技术论文目前,随着自动化技术的不断发展和应用的广泛普及,工业机器人已在搬运、焊接、包装、喷绘等领域替代了传统的人力。
这是店铺为大家整理的搬运机器人技术论文，仅供参考!搬运机器人伺服系统的设计研究篇一摘要：搬运机器人的伺服系统，目前普遍应用的是以级次掌控、总线讯息、交流程控、数值信息加工、内部结构保护等为主要内容的智能化的数字信息控制手段，不仅确保了伺服系统的安全、高效运行，而且实现了精准、高速、稳定的良好性能。
本文对搬运机器人伺服系统的技术质量控制和级次管理进行了分析，并且全面地阐述了定位系统、速率环比、技术参数和设施保护等应当把握的重点内容，对提高伺服系统的控制技术，具有一定的参考价值。
关键词：搬运机器人;伺服系统;设计研究引言搬运机器人达到精准、科学的轨迹运行是实现伺服技术功能目标定位的重要保障。
目前在搬运机器人伺服系统的应用前景上分析，伴随着机器人在各个领域、各个行业越来越广泛的推广应用，其所从事的工作事项越来越具有很强的技术难度，这就给伺服技术的安全、高效、稳定、科学、动感等性能的发挥带来了很高的要求。
同时，随着数字化信息技术普及程度的日益广泛，特别是DSP等技术方法的不断推陈出新，给机器人伺服技术的变革带来了巨大的发展空间，也使得这种伺服系统日益探索应用了许多的新技术和新方法，比如建立交流程控、数值加工等，不仅使得机器人伺服系统满足了高速、精确的目标要求，而且越来越能够独立承担非常复杂的各种任务。
本文结合南方某省的搬运机器人为例，围绕机器人的稳定、精准、防干扰性能，科学地分析阐述了伺服技术的技术特性和研发思路，并对数字信息处理等技术方法的应用推广和设计理念、设施保护等内容进行了探究。
1 搬运机器人伺服系统的级次控制思路和技术标准该省设计研发这种搬运机器人主要是为了适应浇筑施工环节的技术要求，并且充分考虑到这种机器人的通用效果。
所以在设计的时候，将其打造为了固定变量取值为6的现代化机器人，并设计了包括上臂摇动、下臂摇动、腰间回环、手腕摇动、手腕回旋、下臂回环等6项内容在内的活动功能关节，按照浇筑施工现场操作的有关部署，依据一定时间控制能够由热炉内舀出铝制液体，服务于8个机器设备铸模使用。
机器人搬运操作流程
机器人搬运操作流程1. 简介机器人搬运操作流程是指在工业生产和物流领域中，利用机器人完成物料搬运和转移的操作流程。
机器人搬运操作旨在提高工作效率、减少人工劳动，实现自动化生产和物流管理。
本文将介绍机器人搬运操作流程的主要步骤和相关注意事项。
2. 前期准备在进行机器人搬运操作前，需要做一些前期准备工作。
首先，确定搬运物料的种类和数量，了解物料的重量、尺寸和形状等信息，以便选择合适的机器人和搬运工具。
其次，清理操作区域，确保机器人可以自由移动且不受阻碍。
还需要检查机器人的电量和状态，确保其正常工作。
3. 机器人搬运操作步骤3.1 操作启动首先，操作人员需要启动机器人系统，并进行必要的登录和身份验证。
确保只有授权人员可以操控机器人。
同时，对机器人进行必要的初始设置，包括任务指令、操作参数等。
3.2 路线规划在搬运操作前，需要对搬运路径进行规划。
根据操作区域的布局和物料存储位置，确定最优的搬运路径。
可以利用机器人的导航系统进行路径规划，并避开障碍物和限制区域。
3.3 搬运操作一般情况下，机器人搬运操作可以包括以下几个步骤：1) 机器人定位：根据任务要求，机器人需要准确地定位到需要搬运的物料所在位置。
可以通过视觉系统、激光雷达等技术来实现定位。
2) 物料抓取：机器人根据预先设定的抓取方式和路径，将夹具或机械臂等搬运工具移动到物料上方，并进行抓取。
抓取时需要考虑物料的重量、形状和表面特性，以确保抓取的稳定性和安全性。
3) 搬运动作：机器人将抓取到的物料移动到目标位置。
在搬运过程中，需要根据实际情况进行路径调整和姿态控制，以保证搬运的准确性和高效性。
4) 物料放置：机器人将物料放置到目标位置，并进行合适的位置校准，确保物料的稳定性和安全性。
3.4 操作结束当机器人完成搬运任务后，需要进行一些必要的操作结束工作。
例如，将机器人归位或停止运行，关闭相关系统，并做好相关记录和报告。
4. 注意事项在进行机器人搬运操作时，需要注意以下事项：4.1 安全性：确保机器人搬运操作符合相关的安全标准和规范。
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搬运机器人的设计沈鲁通 3140112032设计目标：设计一个能智能搬运物料的机器人，提高食品饮料搬运过程自动化水平，减少第一线工作人员劳动强度，用先进的方法和技术设备武装食品饮料产业，提高食品饮料产业的技术、生产和管理素质，实现用机器换人的目的。
1 机器人的组成机器人通常由执行机构、驱动一传动装置和控制系统三部分组成(如图1-1所示)。
这些部分之间的相互作用可用1-2所示的方框图表示图1-1 机器人的组成图1-2 机器人各组成部分之间的关系1.2.1 执行机构执行机构(也称操作机)是机器人赖以完成工作任务的实体，通常由杆件和关节组成。
从功能的角度，执行机构可分为：手部、腕部、臂部、腰部和基座等，如图1-3所示。
图1-3 执行机构（1）手部手部又称末端执行器，是工业机器人直接进行工作的部分，可以是各种夹持器。
有时人们也常把渚如电焊枪、油漆喷头等划作机器人的手部。
（2）腕部腕部与手部相连，通常有3个自由度，多为轮系结构，主要功用是带动手部完成预定姿态，是操作机中结构最为复杂的部分。
（3）臂部臂部用以连接腰部和腕部，通常由两个臂杆(小臂和大臂)组成，用以带动腕部作平面运动。
（4）腰部腰部是连接臂和基座的部件，通常是回转部件，腰部的回转运动再加上臂部的平面运动，就能使腕部作空间运动。
腰部是执行机构的关键部件，它的制造误差、运动精度和平稳性，对机器人的定位精度有决定性的影响。
（5）基座基座是整个机器人的支持部分，有固定式和移动式两种。
该部件必须具有足够的刚度和稳定性1.2.2 驱动和传动装置工业机器人的驱动一传动装置包括驱动器和传动机构两个部分，它们通常与执行机构连成一体。
传动机构常用的有谐波减速器、滚珠丝杠、链、带以及各种齿轮轮系。
驱动器通常有电机(直流伺服电机、步进电机、交流伺服电机)、液动或气动装置，目前使用最多的是交流伺服电机。
1.2.3 控制系统控统一般由控制计算机和伺服控制器组成。
前者发出指令协调各关节驱动器之间的运动，同时还要完成编程、示教／再现以及和其他环境状况(传感器信息)、工艺要求、外部相关设备(如电焊机)之间的信息传递和协调工作。
后者控制各关节驱动器，使各杆按一定的速度、加速度和位置要求进行运动。
搬运机器人各方向传动方式设计2.1 搬运机器人要解决的问题通过机器人搬运工程石板（长a=800mm,宽b=400mm，高c=30mm，重G=20kg）（假定）完成（水平运动X=5.0m，垂直运动Y=0.6m，旋转运动R=90︒）的动作，如示意图2-1所示。
图2-1 机器人各运动方向2.2 机器人各方向传动方式的设计2.2.1 水平和竖直方向直线运动传动方式设计能够实现直线传动的传动形式有；（1）液压传动特点：液压传动传递运动的动力大，运动平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向；在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑。
但液压传动中的泄漏和液体的可压缩性，使这种传动无法保证严格的传动比；由于液体粘性大，在流动过程中有较大的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率相对低，不适合做远距离传动和控制。
（2）气压传动特点：以空气为工作介质，来源方便，工作压力较低，用后可直接排入大气而无污染，处理方便，洁净环境；与液压传动相比，气压传动反应快、动作迅速、维护简单、工作介质清洁、管路不易堵塞，不存在工作介质变质、补充和更换等问题；而且成本低，能实现过载保护。
但因空气的可压缩性较大，使系统的动作和工作速度稳定性受负载变化的影响大，运动平稳性较差，不易实现准确的速度控制和很高的定位精度；而且气动装置的体积与液压传动相比较大，产生的推力小。
其主要原因是气压系统工作压力低（0.5~0.8MPa），不易获得较大的输出力或转矩。
（3）齿轮齿条啮合传动特点：齿轮齿条传动将旋转运动转变为直线运动，它传递的功率大，速度范围广，效率高，工作可靠，寿命长，机构紧凑，能保证恒定的传动比。
但是，这样的运动也可以反向驱动，也就是齿条作直线运动来带动齿轮旋转，适合大距离的传递，如机床导轨底下带动托板箱移动的就是齿轮齿条传动，齿轮齿条机构需要外加锁紧装置，因为之论之痛机构不能自锁，并且齿轮齿条不适用于两轴中心距过大的传动及振动冲击较大的场合。
（4）丝杠螺母传动特点：用于距离较短的高精度定位；电机和滚珠丝杠只用联轴器连接，没有间隙。
2.2.2 R方向旋转运动的设计（1）摆动气（液）缸特点：摆动气缸是利用压缩空气驱动输出轴在一定角度范围内作往复回转运动的气动执行元件。
用于物体的转位、翻转、分类、夹紧、阀门的开闭以及机器人的手臂动作等。
（2）齿轮传动特点：功率和速度范围大，通用性强，工作可靠，效率高，对中心距误差的敏感性小，易于制造和精确加工，可进行变为切削和修行。
（3）蜗杆传动特点：蜗杆传动能实现传动比大，传动平稳，但效率较低，适用于中小功率或间歇运转的场合；当它与齿轮传动同时应用时，若蜗杆传动布置在高速级，使其传递较小的转矩，以减小蜗轮尺寸，节约有色金属，且传动效率较高。
若蜗杆传动布置在低速级，则齿轮传递转矩较小，而是整个传动装置的尺寸减小。
（4）带传动特点：带传动靠摩擦力工作，承载能力较小，传递相同转矩时，结构尺寸较其它传动形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，应布置在高速级，使所传递的转距小。
（5）链传动特点：链传动由于多边形效应，瞬时传动比不断变化，产生冲击、振动，而使转速不均匀，故不宜用于高速级，应布置在低速级。
通过以上，综合考虑，因为摆动的力矩不是很大，而且摆动只是一个固定角度90︒，所以R方向旋转传动选择90︒摆动气缸。
3 手部的设计与计算3.1 手部的设计工业机器人的手又称为末端执行器，它是机器人直接用于抓取和握紧（吸附）专用工具（如喷枪、扳手、焊具、喷头等）进行操作的部件。
它具有模仿人手动作的功能，并安装于机器人手臂的前端。
由于被握工件的形状、尺寸、重量、材质及表面状态等不同，因此工业机器人末端操作器是多种多样的，大致可分为夹钳式取料手、吸附式取料手、专用操作器及转换器和仿生多指灵巧手等。
本文设计对象为物料搬运机器人，并不需要复杂的多指人工指，只需要设计能从不同角度抓取工件的钳形指。
手指是直接与工件接触的部件。
手指松开和夹紧工件，是通过手指的张开与闭合来实现的。
该设计采用两个手指，其外形如图2所示。
图2 机械手手指形状3.2 驱动方式机械手常用的驱动方式有液压驱动、气压驱动和电机驱动三种类型。
这三种方法各有所长，各种驱动方式的特点见表1。
机械手驱动系统各有其优缺点，通常对机器人的驱动系统的要求有：(1)驱动系统的质量尽可能要轻，单位质量的输出功率要高，效率也要高；(2)反应速度要快，即要求力矩质量比和力矩转动惯量比要大，能够进行频繁地起、制动，正、反转切换；(3)驱动尽可能灵活，位移偏差和速度偏差要小；(4)安全可靠；对环境无污染，噪声要小；(5)操作和维护方便；(6)经济上合理，尤其要尽量减少占地面积。
基于上述驱动系统的特点和机器人驱动系统的设计要求，本文选用步进电机驱动的方式对机器人进行驱动。
表1 三种驱动方式的特点对照内容驱动方式液压驱动气动驱动电机驱动输出功率很大，压力范围为50～140Pa 大，压力范围为48～60Pa较大控制性能利用液体的不可压缩性，控制精度较高，输出功率大，可无级调速，反应灵敏，可实现连续轨迹控制。
气体压缩性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，难以实现高速、高精度的连续轨迹控制。
控制精度高，功率较大，能精确定位，反应灵敏，可实现高速、高精度的连续轨迹控制，伺服特性好，控制系统复杂。
响应速度很高较高很高结构性能及体积结构适当，执行机构可标准化、模拟化，易实现直接驱动。
功率/质量比大，体积小，结构紧凑，密封问题较大。
结构适当，执行机构可标准化、模拟化，易实现直接驱动。
功率/质量比大，体积小，结构紧凑，密封问题较小。
伺服电动机易于标准化，结构性能好，噪声低，电动机一般需配置减速装置，除DD电动机外，难以直接驱动，结构紧凑，无密封问题。
安全性防爆性能较好，用液压油作传动介质，在一定条件下有火灾危险。
防爆性能好，高于1000kPa时应注意设备的抗压性。
设备自身无爆炸和火灾危险，直流有刷电动机换向时有火花，对环境的防爆性能较差。
对环境的影响液压系统易漏油，对环境有污染。
排气时有噪声无在工业机械手中应用范围适用于重载、低速驱动，电液伺服系统适用于喷涂机器人、点焊机器人和托运机器人。
适用于中小负载驱动、精度要求较低的有限点位程序控制机器人，如冲压机器人本体的气动平衡及装配机器人气动夹具。
适用于中小负载、要求具有较高的位置控制精度和轨迹控制精度、速度较高的机器人，如AC伺服喷涂机器人、点焊机器人、弧焊机器人、装配机器人等。
成本液压元件成本较高成本低成本高维修及方便，但油液对环境温度方便较复杂使用 有一定要求3.3 手部夹紧力的计算拟定物料搬运机器人手部最大抓取重量为8kg ，其夹角为31度。
根据工作位置和工作环境的需要，最终采用如图3所示结构。
62.4,66a mm b mm ==手部机架采用铸钢铸造，其摩擦系数0.2μ=，重力加速度取9.8/g N kg =。
夹紧时由力学关系可以得到公式：2N mg μ⨯=，从而得到夹紧力289.8/196220.2N mg kg kg s F N μ⨯===⨯由公式2tan N bP F aα=⨯⨯，知所需的驱动力 266tan 31196248.7762.4mm P N N mm⨯=⨯⨯=夹紧机构采用丝杠传动原理传送夹紧力，拟定丝杠的大径24D mm =，螺距设为 2.5P =，牙型角为60的梯形普通螺纹。
3.4 弹簧的计算[6]弹簧外形如图4所示。
通过计算来确定弹簧的旋绕比、最大工作负荷、工作极限负荷、最小工作负荷、弹簧要求刚度、总圈数、有效圈数、单圈刚度等一系列有弹簧有关的数据来确定弹簧是否合格。
图3 手部结构简图选用材料碳素弹簧钢丝弹簧材料的许用应力[]p τ及[]BP σ必须按照负荷性质来确定。
弹簧按负荷性质分为三类：Ⅰ类：受变负荷作用，次数在510此以上的弹簧;Ⅱ类：受变负荷作用，次数在351010～次或冲击负荷的弹簧; Ⅲ类：受变负荷作用，次数在310次以下的弹簧。
旋绕比C DC d =；或查表11－1－612D =，2d =，1262D C d ===，由表11－1－6查得 1.25K =最大工作负荷n P ，单位N ， []400b MPa τ=333.142[]4008488 1.2512n b d P N KD πτ⨯==⨯=⨯⨯工作极限负荷38j j d P KDπτ=•， 1.67[]668j b MPa ττ≤≤333.14266814488 1.2512j j d P N KD πτ⨯∴=•=•=⨯⨯最小工作负荷111()34j P P =～ 111()7232j P P N ∴==～图4 手部弹簧。