喷漆机器人结构设计(机械CAD图纸)
履带式救援机器人结构设计及三维建模
履带式救援机器人结构设计及 三维建模
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机器人结构设计
目录
机器人三维建模
履带式救援机器人结构设计及三维建模
本文将介绍一款履带式救援机器 人的结构设计及三维建模
该机器人设计用于在复杂地形和 恶劣环境下进行救援任务，具有 较高的越障能力和稳定性
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机器人结构设计
PART 1
机器人结构设计
履带式救援机器人的结构设计主要 包括以下几个部分：底盘、电机、
救援工具设计
救援工具是机器人的 重要组成部分，包括 机械臂、切割器、照 明灯等。机械臂具有 多个自由度，可实现 物体的抓取和搬运； 切割器可用于切割阻 碍机器人前进的物体 ；照明灯可为救援现 场提供照明
机器人结构设计
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机器人三维建模
PART 2
机器人三维建模
履带式救援机器人的三维 建模主要使用CAD软件进 行。以下是建模的步骤
电池、控制电路板和救援工具
机器人结构设计
底盘设计
底盘是机器人的主要支撑结构，采用高强度 铝合金材料，轻量化且坚固耐用。设计时考 虑到机器人的越障能力和稳定性，采用宽履 带设计，具有较好的地形适应性和稳定性
电机设计
电机是机器人的动力 来源，采用无刷直流 电机，具有高效、稳 定、耐用等特点。通 过电子调速器(ECU) 控制电机的转速，实 现机器人的速度控制
机器人三维建模
创建控制电路板模型
在CAD软件中，使用平面视图创建电路板的草图，包括各类接口、元件等。使用拉伸、切 除等命令对草图进行建模，形成完整的电路板模型。将电路板模型与底盘模型进行装配， 确定其安装位置和角度。## 创建救援工具模型 在CAD软件中，使用立体视图创建救援工具的模型，包括机械臂、切割器、照明灯等部件 。对于机械臂，需要创建多个自由度的关节结构，并进行约束装配。对于切割器，需要创 建刀片和驱动结构，并模拟其切割效果。对于照明灯，需要创建灯泡和反射罩结构，并模 拟其光照效果
毕业设计(论文)-上肢康复机器人结构设计及运动仿真-有图纸
第1章绪论全套完整版19张CAD图纸，联系1538937061.1 概述据报道，我国60岁以上的老年人已有1.43亿，占全国人口的11％，到2050年将达到4.37亿。
在老龄人群众中有大量的脑血管疾病或神经系统疾病患者，这类患者多数伴有偏瘫症状[1]。
近年由于患心脑血管疾病使中老年患者出现偏瘫的人数不断增多，而且在年龄上呈现年轻化趋势。
与此同时，由于交通运输工具的迅速增长，因交通事故而造成神经心痛损伤或者肢体损伤的人数也越来越多。
在我国数以百万计的有神经科疾病病史和受到过意外伤害的患者需要进行康复治疗，仅以中风为例，每年大约有600，000中风幸存者，其中的二百万病人在中风后存在长期的运动障碍。
随着国民经济的发展，这个特殊群体已得到了更多人的关注，为了提高他们的生活质量，治疗、康复和服务于他们的产品的技术和质量也在相应地提高。
随着机器人技术和康复医学的发展，在欧洲、美国和日本等国家，医疗康复机器人的市场占有率呈逐年上升的趋势，仅预测日本未来机器人市场，2005年医疗、护理、康复机器人的市场份额约为250，000美元，而到2010年将上升到1，050，000美元，其增长率在机器人的所有应用领域中占据首位。
因此，服务于四肢的康复设备的研究和应用有着广阔的发展前景[2]。
康复机器人是康复设备的一种类型。
康复机器人技术早已广受世界各国科研工作者和医疗机构的普遍重视，其中以欧美和日本的成果最为显著。
在我国康复医学工程虽然得到了普遍的重视，而康复机器人研究仍处于起步阶段，一些简单康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化的康复机器人的需求，有待进一步的研究和发展。
由于康复训练机器人要与人体直接相连，来带动肢体进行康复训练，所以对驱动器的安全性、柔性的要求较高。
康复肢体运动功能用机械肢体组合系列机器人,是多种同类机器人属于机器人领域,解决了本人发明的实用新型专利半身不遂患者康复学步机,只能带动人的大小臂大小腿康复运动功能,而不能带动手脚各关节运动的重大不足,主要技术特征是将半身不遂患者康复学步机略加改进后,在学步机的小臂绞链杆上安装了可以带动人手腕关节手指各个关节都能运动的机械手托板,在小腿铰链杆上安装了可以带动人脚踝脚指各个关节都能运动的机械脚托板后实现的,用途是康复肢体运动功能,带动患肢的各个关节、每块骨骼、每块肌肉、每个筋键、每条神经都在作患者万分渴望而大脑又支配不了的动作,通过较长时间的被动运动锻炼,最终使残疾人患肢的主动运动功能得到康复。
(有CAD图)P13-1-气动机械手的设计及其PLC控制-气要点
中文题目:基于 PLC 的机械手移动物体控制系统的设计外文题目:DESIGN A MANIPULATOR CONTROLLING SYSTEM WITH PLC1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,甚至于危及生命。
自从机械手问世以来,相应的各种难题迎刃而解。
机械手可在空间抓、放、搬运物体,动作灵活多样,适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产,广泛应用于柔性自动线。
机械手一般由耐高温,抗腐蚀的材料制成,以适应现场恶劣的环境,大大降低了工人的劳动强度,提高了工作效率。
机械手是工业机器人的重要组成部分,在很多情况下它就可以称为工业机器人。
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。
广泛采用工业机器人,不仅可以提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义。
本设计所用机械部件有滚珠丝杠、滑轨、气控机械抓手等。
电气方面有可编程控制器 (PLC 、编程器、电磁阀等部件。
由主机发出指令来实现对手臂的伸缩、上下、转动位置的控制;主机发信号到气动电磁阀,以控制手爪的张合来抓放物体。
本设计可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数,具有很大的灵活性和可操作性。
关键词:可编程控制器;机械手;电磁阀2AbstractIn the industrial production and other fields, people often endangered by such factors as high temperature, corrode, poisonous gas and so forth at work, which have increased labor intensity and even jeopardized the life sometimes. The corresponding problems are solved since the robot arm comes out. The robot arms can catch, put and carry objects, and its movements are flexible and diversified. It applies to medium and small-scale automated production in which production varieties can be switched. And itis widely used on soft automatic line. The robot arms are generally made by withstand high temperatures, resist corrosion of materials to adapt to the harsh environment. So they reduced the labor intensity of the workers significantly and raised work efficiency. The robot arm is an important component of industrial robots, and it can be called industrial robots on many occasions. Industrial robot is set machinery, electronics, control, computers, sensors, artificial intelligence and other advanced technologies in the integration of multidisciplinary important modern manufacturing equipment. Widely using industrial robots, not only can improve product quality and production, but also is of great significance for physical security protection, improvement of the environment for labor, reducing labor intensity, improvement of labor productivity, raw material consumption savings and lowering production costs.There are such mechanical components as ball footbridge, slides, an air control mechanical hand and so on in the design. A programmable controller, a programming device, and electromagnetism valve are used in electrical connection. The mainframe send signals to control the opening and closing of the hand to carry objects. Related parameters can be changed according to request of the changes of the objects and movement flow at any time change the relevant parameters in the design, so it has great flexibility and operability.Key words: Programmable controller; Robot arm; electromagnetism valve3目录前言....................................................................................... 1 1机械手....................................................................................... 2 1.1机械手概况.............................................................................. 2 1.1.1机械手发展概况..................................................................... 2 1.1.2对机械手的一般要求............................................................... 2 1.1.3机械手的发展趋势.................................................................. 3 1.2机械手的组成、分类及型式......................................................... 3 1.2.1组成.................................................................................... 3 1.2.2分类.................................................................................... 4 1.2.3基本型式.............................................................................. 5 1.3机械手移动工件控制系统............................................................ 5 1.3.1机械手移动工件的基本结构、工作流程及工作原理 (6)1.3.2设备控制要求 (8)2 PLC....................................................................................... 9 2.1 PLC简介.............................................................................. 9 2.2 PLC发展趋势........................................................................ 10 2.3 PLC的结构和工作原理............................................................ 10 2.3.1 PLC的组成........................................................................... 10 2.3.2 PLC程序的表达方式............................................................... 13 2.3.3 PLC的工作方式 (14)43机械手移动工件控制系统的 PLC 选型及系统连接 (18)3.1 控制系统构成图..................................................................... 18 3.2 PLC 模块选型及介绍 (18)3.3 I/O地址分配及外部配线 (19)4安装维护 (21)4.1扩展设备组成........................................................................... 21 4.2现场环境................................................................................. 21 4.3安装工程................................................................................. 22 4.3.1安装注意事项 (22)4.3.2配线方面的注意事项 (23)5机械手移动工件控制系统程序设计 (24)5.1编程软件及应用 (24)5.2程序流程图 (24)6机械手移动工件控制系统 PLC 程序 (26)6.1系统资源分配........................................................................... 26 6.2源程序.................................................................................... 28 6.2.1总体安排.............................................................................. 28 6.2.2手动操作程序........................................................................ 29 6.2.3自动操作程序 (30)6.2.4操作系统总程序 (33)7技术经济分析 (37)7.1需求分析 (37)57.2控制系统的经济特点 (37)8结论………………………………………………………………………… 40 致谢……………………………………………………………………………… 41 参考文献................................................................................. 42 附录 A 译文.............................................................................. 43附录 B 外文文献 (52)61绪论1.1机械手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。
焊接变位机的设计(全套图纸)
本次设计是以焊接变位机作为主要的研究对象。
在焊接变位机中采用全液压系统，使之重量减轻，自动化程度增强，变位机中的传动部分是由一个油泵机组分别驱动油马达和三组油缸带动工作台进行回转和倾斜，并使主，副臂产生俯仰动作调节工作台的高低。
本次设计对焊接变位机的传动机构的特点和组成都做了详细的介绍，对机构中的主要零部件做了具体的设计。
本次设计采取了独特的设计，使得产品更为先进、实用，设计后制造出来的焊接变位机主要应用在焊接行业上，这样可以缩短焊接辅助时间，提高工人的劳动生产率，减轻工人劳动强度，改善焊接质量，并充分发挥各种焊接方法的效能。
在焊接生产中，经常会遇到焊接变位以及选择合适的焊接位置的情况，针对这一实际需要，我们设计的焊接变位机，它可通过工作台的回转和倾斜，使焊缝处于易焊位置。
焊接变位机与焊接操作机配合使用，可实现焊接的机械化、自动化，提高了焊接的效率和焊接质量。
焊接变位机可应用于化工、锅炉、压力容器、电机电器、铁路交通、冶金等工业部门的自动焊接系统。
关键词：焊接变位机；液压系统；回转；倾斜；The design is subject to weld change site equipment .The weld change site equipment，which the hydraulic system been used to lighten its weight and achieve highly automatically. The transmission part of the equipment is powered by one group of oil pump，several hydraulic motor and three hydrocylinder drive the work table to achieve rotation, incline and vice-arm to adjust work table height. The detailed system feature and components have been introduced in this design to emphasis the cutting edge and reality feature, which been enhanced by the specialty design of its major component. Weld change site equipment is mainly for welding industry to reduce the welds the assistance period, enhance work efficiency, reduce utility of labour and improve quality of welding. Most importantly, weld change site equipment could enhance the effect of almost every sort of welding。
管道除尘机器人结构设计(机械CAD图纸)
管道除尘机器人结构设计（机械CAD图纸）题目:管道除尘机器人结构设计摘要基于利用行星磨头清洗技术对管道进行清洗的目的，在总结现有的管道机器人设计方案的基础上，根据现场的实际情况，论文首先对管道清洗机器人行走部分进行方案设计，经分析比较后确定了新型管道清洗机器人行走的较佳设计方案，并据此方案对机器人作了行走部分结构设计;对机器人的行走特性进行了研究，提出了使机器人在管道内能够保持稳定运行的方法.通过对机器人机构的设计和机器人在直管道内运动情况的思考研究，进一步验证了设计思想的可行性。
最后，研究了管道清洗机器人行走系统的安全性能，给出了在高压情况下保证行走系统安全的基本方案，为管道清洗机器人系统的实用化提供可靠的依据。
关键词: 管道机器人;安全防护 ;行走II本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 401339828AbstractBased on the use of planetary grinding head cleaning technology for the purpose of cleaning pipes, at the conclusion of the existingpipeline robot design based on the actual situation at the scene, the first paper on the pipe cleaning robot to walk part of program design, by analysis and comparison a new pipeline after cleaning robot designed to walk a better program, and accordingly the program made a walk on part of the structure of robot design; characteristics of walking robots have been studied and put forward in the pipeline so that the robot wasable to remain stable The method of operation. By the design of the robot body and the robot movement in the straight tube case study of thinking, and further verify the feasibility of the design idea.Finally, the research pipeline cleaning robot running the safety of the system performance, given the high-pressure circumstances to ensure that the basic operating system security program, for pipe cleaning robot system of the utility to provide a reliable basis.Key words: pipe robot; security; walkIII本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 401339828目录摘要...................................................................... .. (I)IABSTRACT............................................................ . (III)绪论...................................................................... ........................................................................ (1)1 概述.............................................................................................................................................21.1 管道清洗机器人常见问题分析...................................................................... ..................... 2 1.2 除垢机器人理念...................................................................... ............................................. 2 1.3 基本设计任务...................................................................... ................................................. 3 1.4毕业设计的目的 ..................................................................... .............................................. 3 2.1 管道射流清洗机器人的本体设计...................................................................... .. (4)2.1.1 移动方式选择...................................................................... (4)2.1.2 传动方案的选择...................................................................... ...................................... 4 2.2 管道清洗机器人变管径自适应性方案设计.......................................................................62.3 动力系统的设计计算...................................................................... . (9)2.3.1 管道机器人行驶阻力分析...................................................................... . (9).................................................................... .......... 12 2.3.2 减速器的选择................................2.4 机器人的速度和驱动能力校核...................................................................... . (13)2.4.1 运动速度校核...................................................................... . (13)2.4.2 驱动能力校核...................................................................... ........................................ 13 3 链轮传动的设计计算...................................................................... ......................................... 153.1 链轮设计的初始条件...................................................................... ................................... 15 3.2 链轮计算结果 ..................................................................... .............................................. 15 3.3历史结果 ..................................................................... .. (16)4 蜗轮蜗杆的设计计算...................................................................... ......................................... 18 4.1 蜗轮蜗杆基本参数设计 ..................................................................... (18)4.1.1 普通蜗杆设计输入参数...................................................................... (18)4.1.2 材料及热处理...................................................................... . (19)4.1.3 蜗杆蜗轮基本参数...................................................................... .. (20)4.1.4 蜗蜗轮精度...................................................................... .. (21)4.1.5 强度刚度校核结果和参数...................................................................... .. (22)4.1.6 自然通风散热计算...................................................................................................... 22 4.2蜗杆轴的结构设计...................................................................... . (23)4.2.1 轴的强度较核计算...................................................................... .. (23)4.2.2 轴的结构设计...................................................................... . (27)4.2.3 键的校核...................................................................... ................................................ 27 5 弹簧的设计计算...................................................................... . (29)IV本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 4013398286 安全性能 ..................................................................... .............................................................. 31 结论 ..................................................................... ........................................................................ .. 32 参考文献 ..................................................................... .................................................................. 34 致谢 ..................................................................... ........................................................................ .. 33V本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 401339828绪论1.1本课题研究的内容和意义用于石油、天然气乃至民用上下水等管道在传输液、气体过程中，因温度、压力不同及介质与管道之间的物理化学作用，常常会高温结焦，生成油垢、水垢，存留沉积物，腐蚀物等，使有效传输管径减少，效率下降，物耗、能耗增加，工艺流程中断，设备失效，发生安全事故。
cad ppt课件
旋转功能可以将选定的图形围绕原点旋转一定的角度。
缩放
缩放功能可以将选定的图形按比例放大或缩小。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
观察功能
视图切换
CAD软件通常提供多种视图 切换方式，如俯视图、仰视
图、侧视图等。
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视口调整
可以调整视口的布局和大小 ，以便更好地观察和编辑图
形。
显示样式
通过改变显示样式，可以更 好地观察和区分不同的图形 元素。
通过CAD软件绘制建筑平 面图、立面图和剖面图等 ，对建筑整体和细节进行 详细设计。
商业综合体包括商场、酒 店、办公楼等，通过CAD 软件进行各专业协同设计 ，确保建筑整体性和功能 性。
在保留古建筑外观的前提 下，通过CAD软件进行内 部结构改造和加固，确保 建筑安全和使用功能。
机械零件设计案例
01
创新设计
03
三维打印技术的自由度高，可以制造出各种独特的设
计，从而推动设计师的创新。
智能化设计方向
自动化设计
利用人工智能和机器学习技术，CAD软件将能够自动进行设计，减少人工操作和提高设计效率。
智能辅助
通过人工智能技术，CAD软件将能够提供智能辅助提示和建议，帮助设计师更好地完成设计。
数据分析
利用大数据和云计算技术，CAD软件将能够进行数据分析和预测，为设计师提供更有价值的信息。
电路板设计案例
01
02
03
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05
总结词
详细描述
1. 单片机开发板 2. FPGA开发板 3. 数字信号处理
设计
设计
电路…
电路板设计是CAD软件在 电子领域应用的重要方面 之一，涉及电路板布线、 元件布局等方面。
CAD技术在机器人设计与控制中的应用
CAD技术在机器人设计与控制中的应用机器人技术的快速发展为工业制造领域带来了巨大的变革。
作为一种关键的工具和方法，计算机辅助设计（CAD）技术在机器人设计与控制中的应用日益突出。
本文将探讨CAD技术在机器人设计与控制中的重要性，以及它在不同方面的具体应用。
第一节：CAD技术在机器人设计中的应用在机器人设计过程中，CAD技术起着至关重要的作用。
首先，CAD软件提供了一个实验室环境，供工程师们在线建模和进行虚拟设计。
通过CAD技术，工程师可以创建三维模型，并仿真分析其运动，以评估机器人的性能和动作规划。
这种虚拟设计的方式大大缩短了开发周期，减少了成本，提高了设计质量。
其次，CAD技术使得机器人设计过程更加精确和可靠。
传统的手工绘图方法容易出现尺寸和比例方面的误差，而CAD软件可以实现精确的尺寸和比例控制。
此外，CAD技术还可以帮助工程师检测设计中的潜在问题，比如机械结构的强度和刚度问题等。
通过CAD技术，工程师可以提前发现和解决这些问题，避免了在实际制造过程中的困惑和浪费。
第二节：CAD技术在机器人控制中的应用除了在机器人设计中的应用，CAD技术还在机器人控制领域发挥着重要的作用。
机器人控制是指对机器人的运动和行为进行控制，以实现特定的任务。
CAD技术为机器人控制提供了一个可视化和交互式的工具。
首先，CAD技术可以用来生成机器人的运动轨迹。
工程师可以在CAD软件中对机器人进行编程和轨迹规划，以实现特定路径和动作。
这种基于CAD的编程方式不仅方便快捷，而且可以准确地模拟机器人的行为。
通过CAD软件生成的运动轨迹可以直接导入到机器人控制系统中，从而实现机器人的自动化控制。
其次，CAD技术可以用来进行机器人的路径规划和避障。
机器人在执行任务过程中需要避开障碍物并选择最佳路径。
CAD软件可以帮助工程师在设计阶段就对机器人的路径规划进行模拟和分析，以确定最佳路径和避障策略。
这种基于CAD的路径规划可以提高机器人的运动效率和安全性。
SCARA机器人的单自由度结构设计
摘要工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。
本文设计了一个工业用SCARA机器人。
SCARA机器人很类似人的手臂的运动，它包含肩关节肘关节和腕关节来实现水平和垂直运动。
它是一种工业机器人，具有三个自由度。
其中，两个旋转自由度，另外一个是移动自由度。
它能实现平面运动，具有柔顺性，全臂在垂直方向的刚度大，在水平方向的柔性大，广泛用于装配作业中。
本文用模块化设计方法设计了SCARA机器人的机械结构。
采用SolidWorks 和AutoCAD完成了机器人本体的三维模型和二维图设计。
关键字：SCARA；机器人；自由度AbstractThe industrial robot is a most typical mechatronic digital equipment，high value-added technology，a wide range of applications，support for advanced manufacturing technology and information society，new industries，and social development of future production will play a more and more important role.In this paper，the design of SCARA robot with an industry. The SCARA robot is very similar to human arm movement，which includes the shoulder elbow and wrist joints to achieve horizontal and vertical movement. It is a kind of industrial robots，has three degrees of freedom. Among them，two rotational degrees of freedom，the other is a translational degrees of freedom. It can achieve planar motion，with the flexibility，the whole arm in the vertical stiffness，in a horizontal direction of large flexibility，widely used in assembly operations.In this paper，using modular design method to design the mechanical structure of robot SCARA. Using SolidWorks and AutoCAD to complete the 3D model and 2D drawing design of the robot body.Keywords：SCARA；robot；degree of freedom目录摘要 (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................................. I II 第一章绪论.. (1)1.1引言 (1)1.2 国内外机器人领域研究现状及发展趋势 (1)1.3 SCARA机器人简介 (2)1.4项目的主要研究内容 (4)1.4.1项目研究的主要内容、技术方案及其意义 (4)1.4.2拟解决的关键问题 (4)第二章SCARA机器人的机械结构设计 (6)2.1 SCARA机器人的总体设计 (6)2.2 SCARA机器人的总体设计 (7)2.2.1机器人本体的设计原则 (7)2.2.2机器人本体的模块化设计 (7)2.2.3三维CAD技术与机器人本体建模 (8)2.3 SCARA机器人驱动方案 (9)2.3.1机器人的驱动方式 (9)2.3.2控制电机的类型、特点 (9)2.4 升降关节设计 (10)2.5 同步带选型设计与计算................................................ 错误！未定义书签。
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学号___________密级___________喷漆机器人结构设计Construction Design of Painting Robot学生姓名：xx所在学院：xxxxxxxx所在专业：xxxxxxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxxxxxxxxx职称：xxxxxxxxx所在单位：xxxxxxxxxxxxxx论文提交日期：xxxx年x月xx日论文答辩日期：xxxx年x月xx日学位授予单位：xxxxxxxxxxxxxxx摘要由于目前使用的油漆大多含有苯，笨是一种极易挥发，并且能致癌的化学物质。
在没有任何防护的情况下进行喷漆作业对工人的危害极大的，因此各种各样的喷漆机器人应运而生。
本文设计了一种关节式喷漆机器人，具有六个自由度，其中手腕关节具有三个自由度，其它的关节各具有一个自由度，各个关节采用电机驱动。
本文设计的喷漆机器人采用了类似于铰链四杆机构的结构形式。
驱动小臂运动的电机安装在腰部回转盘的上面，通过带动铰链四杆机构间接驱动小臂实现俯仰运动，这样避免了把电机直接安装在大臂和小臂的连接处，从而减小了小臂自身的重量，同时减小了驱动大臂和腰关节的电机所需要的功率与力矩，这种铰链四杆机构还使小臂实现自身的重力平衡从而减小了静力矩。
喷漆机器人的主体采用了铝合金材料，减轻了自身的重量。
喷漆机器人的整体动态性能也因此提高。
关键词：喷漆机器人；关节式；结构设计AbstractNowadays most paint contains benzene．The benzene is very volatile，toxic and carcinogenic．It does harm to the workers heavily when the protection is absent．So different kinds of painting robots appeared and developed greatly．A joint type painting robot was designed in this paper．It had six degrees of freedom．The wrist had three degrees of freedom and the other joints had three degrees of freedom．The painting robot’s joints were driven by motors．Parallelogram structure was used in the robot．The motor which was installed on the waist turning table droved the forearm indirectly through the parallelogram structure．The structure avoided installing the motor directly on the joint to reduce the forearm’s weight．So the burden of the motors which drive the upper arm and the waist were reduced．Also this structure made the forearm realize balance itself and reduce the static torque．Aluminum alloy was used greatly in the robot，so the weight of the robot was reduced．Also the dynamic performance was improved．Keywords：painting robot；joint；structure design目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1机器人的研究发展现状 (1)1.2机器人发展趋势 (1)1.3国内外喷漆机器人的研究概况 (4)1.3.1 国外喷漆机器人的研究概况 (4)1.3.2 国内喷漆机器人的研究概况 (4)1.4本文研究主要内容以及背景和意义 (6)第2章总体结构设计 (7)2.1确定驱动系统 (7)2.1.1 驱动系统 (7)2.1.2 确定驱动机型和自由度 (7)2.2喷漆机器人的运动参数 (8)2.3各个关节的结构形式和平衡方式 (8)2.3.1 腕关节的传动机构 (9)2.3.2小臂的传动机构 (10)2.3.3 大臂的传动机构 (11)2.3.4 腰部的传动机构 (12)2.4本章小结 (12)第3章喷漆机器人机构设计 (13)3.1喷漆机器人数学模型的建立与分析 (13)3.2腕部设计 (15)3.2.1 电机的选择 (15)3.3小臂的设计 (17)3.3.1 小臂设计的总体要求 (17)3.3.2 铰链四杆机构的设计 (17)3.3.3 电机的选择 (18)3.3.4 齿轮的设计与校核计算 (21)3.4大臂的设计 (24)3.4.1 大臂设计的总体要求 (24)3.4.2 电机的选择 (24)3.4.3 齿轮的设计与校核计算 (26)3.5腰关节的设计 (28)3.5.1 腰关节设计的总体要求 (28)3.5.2 电机的选择 (28)3.6传感器的选择 (29)3.7本章小结 (30)第4章轴、螺钉的设计与校核 (31)4.1大轴1的结构设计与校核 (31)4.1.1 大轴1的结构设计 (31)4.1.2 大轴1的强度校核 (32)4.2大轴2的结构设计与校核 (34)4.2.1 大轴2的结构设计 (34)4.2.2 大轴2的强度校核 (35)4.3小轴1的结构设计与校核 (35)4.3.1 小轴1的结构设计 (35)4.3.2 小轴1的强度校核 (36)4.4小轴2的结构设计与校核 (39)4.5回转底盘与腰部主轴连接螺钉的校核 (39)4.6本章小结 (39)结论 (39)参考文献 (40)攻读学士学位期间发表的论文和取得的科研成果 (42)致谢 (43)第1章绪论1.1 机器人的研究发展现状机器人有50至60年的发展历史。
1959年美国的发明家英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台机器人，机器人第一次出现在人们的视野中。
英格伯格在大学时攻读的伺服电机理论，伺服电机理论是一种研究机构如何能更好地跟踪控制信号的理论。
德沃尔于1946年发明了一种可以“重演”记录的运动的机器。
德沃尔又于1954年获得可编程机械手专利，这种机械手臂能够按程序进行工作，同时也可以根据不同的工作需要以及工作对象编制不同的控制程序，因此在实际工作中具有很好通用性和灵活性。
英格伯格和德沃尔都是研究机器人的著名发明家，他们都认为汽车工业是最适于用机器人的行业，因为汽车制造行业是用重型机器进行工作的，而且生产过程比较固定。
英格伯格和德沃尔又于1959年联手制造出第一台工业机器人。
这种机器人外形类似于坦克炮塔，基座上安装有一个大机械臂，大臂可绕轴在基座上转动，大臂的末端又可以伸出一个小机械臂，它相对大臂可以做伸缩运动。
小臂的末端装有一个手腕，可绕小臂的轴线旋转。
手腕的末端装有机械手。
这台工业机器人成为世界上第一台真正可以用于实际工作的工业机器人。
此后英格伯格和德沃尔成立了尤尼梅逊公司，进而创办了世界上第一家机器人制造工厂。
他们因此被称为机器人之父。
1962年美国机械与铸造公司也制造出工业机器人，称为“沃尔萨特兰”，意思是“万能搬动”。
这两家公司制造的工业机器人成为了世界上最早的而且至今仍在使用的工业机器人。
近六十年来机器人的发展史，大致经历了三个重要的阶段。
第一阶段为简单个体类机器人，第二阶段为群体劳动类机器人，第三阶段为类似人类的智能机器人。
机器人发展是向着有知觉、有思维、能与人对话的方向发展的。
到了二十世纪九十年代，随着计算机技术、微电子技术、网络技术的迅速发展，机器人技术也有了质的飞跃。
除了工业机器人的性能不断提高之外，各种各样的用于其他行业的机器人也有了巨大的进展。
工业机器人的发展非常迅速，下面对几个重要的研究的方向做简单的介绍。
机器人操作机：通过有限元分析、模态分析及仿真设计等现代设计方法的运用，机器人操作机已实现了优化设计。
并联机器人：主体采用并联机构，利用机器人技术，实现高精度测量及加工，这是机器人技术向数控技术的拓展，为将来实现机器人和数控技术一体化奠定了基础。
控制系统：控制系统的性能进一步提高，已由过去控制标准的6轴机器人发展到现在能够控制21轴甚至27轴，并且实现了软件伺服和全数字控制。
传感系统：激光传感器、视觉传感器和力传感器在机器人系统中已得到成功应用，并实现了焊缝自动跟踪和自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等，大大提高了机器人的作业性能和对环境的适应性。
网络通信功能：日本YASKAWA和德国KUKA公司的最新机器人控制器已实现了与Canbus、Profibus总线及一些网络的联接，使机器人由过去的独立应用向网络化应用迈进了一大步，也使机器人由过去的专用设备向标准化设备发展。
由于微电子技术的快速发展和大规模集成电路的应用，使机器人系统的可靠性有了很大提高。
先进机器人的发展也异常迅速。
近年来，人类的活动领域不断扩大，机器人应用也从制造领域向非制造领域发展。
下面就几个研究热点做一简单的介绍。
水下机器人：目前主要用于海洋石油开采、海底勘查、落水人员救捞、管道铺以及电缆的铺设和维护。
主要有有缆水下机器人和无缆水下机器人两大类。
空间机器人：空间机器人技术一直是机器人的重要研究领域。
目前美、俄、加拿大等国已研制出各种空间机器人。
如美国NASA的空间机器人等。
美国NASA的空间机器人是一辆自主移动车，重量为11.5kg，外型尺寸630~ 48mm，有6个车轮，它在火星探测上的成功应用，引起了全球范围内的广泛关注。
核工业用机器人：国外的研究方向主要集中在机构灵巧、动作准确可靠、响应速度快、重量轻、刚度和强度良好、装有便于装卸与维修的高性能伺服机械手以及能半自主和自主移动到任意位置。
地下机器人：地下机器人主要有挖掘机器人和地下管道检修机器人两大类。
目前日、美、德等发达国家已研制出了用于石油、天然气输送管道检修的地下机器人。
各种挖掘机器人以及自动化系统也正在研制当中。
医用机器人：主要用于医疗外科手术的规划与仿真、机器人辅助外科手术、最小损伤外科、临场感外科手术等。
建筑机器人：如用于高层建筑的抹灰机器人、预制件安装机器人、室内装修机器人、地面抛光机器人、用于擦玻璃的机器人等，并已经应用于实际生活中。