摘 要
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。机器人技术是利用计算机的记忆功能、编程功能来控制操作机自动完成工业生产中某一类指定任务的高新技术，是当今各国竞相发展的高技术内容之一。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，工作方式一般采取示教再现的方式。
本文设计的是一个拥有四个自由度的机器人，用于给仓库运送物料。该机器人由手部、手臂、腰身和底座等组成，具备上下料，翻转和转位等多种功能，并且结构简单，操作方便。驱动方式为电机驱动，采用步进电机。
关键词：机器人；工作方式；结构设计；步进电机
ABSTRACT
In the modern industry, the mechanization of the production line, automation have become outstanding topic. Robot technique is make use of calculator of memory function, plait the distance function come to control operation machine auto completion industry produce medium a certain appointed technique of mission, is all countries nowadays competitively development of high and new technology one of the technique contentses. 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 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.
This text is to design one robot own four freedom degree, It’s used to give blunt press an equipments carrying material .It's robot's turn to constitute by the hand, arm, waistline and base etc. and have top and bottom anticipate, inside out with turn etc. variety function, and structure simple, operation convenience. Drive a way to drive for the electrical engineering, adoption step enter electrical engineering.
KEY WORDS: robot; work way; structure design; the step enter electrical engineering
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究的背景与意义[1] 1
1.2 机器人的研究现状[4] 2
1.3机器人的发展趋势 4
1.4本文的主要研究内容 5
第二章 机器人总体方案设计 7
2.1 小型仓储机器人的功能 7
2.2 传感器系统[13] 7
2.3 移动载体 7
2.4 自由度与机器人的运作 8
2.5 控制方式的选择 9
2.6 小结 10
第三章 机器人的手部设计 11
3.1 手部的结构设计 11
3.1.1 概述 11
3.1.2 设计时应考虑的几个问题 11
3.1.3 手部夹紧力的计算 12
3.1.4 弹簧的计算 13
3.15 手部主轴的校核计算 14
3.2 驱动方式 17
3.2.1 手部电机选择原则 19
3.2.2 手部电机的选择 21
3.2.3 电机转速与夹紧力速度几何关系的确定 22
第四章 手臂的设计 23
4.1 手臂结构设计 23
4.2 手部质量计算 23
4.3 手臂计算及电机选择 24
4.4 小结 25
第五章 腰身及底座的设计 26
5.1 腰身的设计 26
5.1.1 腰身以上部分的重量计算 26
5.1.2 腰身计算及电机选择 26
5.2底座的设计 27
5.2.1 底座机构设计 27
5.2.2 底座以上部分的重量计算 28
5.2.3 底座电机选择 28
5.3 齿轮的校核计算 28
5.3.1 选择齿轮材料、热处理方法、精度及齿数 28
5.3.2 验算齿面接触疲劳强度 29
5.3.3 校核齿根弯曲疲劳强度 31
5.3 小结 32
第六章 结论与展望 33
6.1 结论 33
参考文献 34
致 谢 35
本文研究了国内外仓储机器人发展的现状，通过学习仓储机器人的工作原理，熟悉了仓储机器人的运动机理。在此基础上，确定了仓储机器人的基本系统结构，对仓储机器人的运动进行了简单的力学模型分析，完成了机械手机械方面的设计（包括传动部分、执行部分、驱动部分）和该机器人的系统控制。
要机器人可以像人一样拿取东西，最基本的条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和转移机构——执行机构；能像肌肉那样使手臂动作的驱动－传动系统；能像大脑指挥手那样进行动作的控制系统。这些系统的性能就决定了机器人的性能。一般而言，机器人通常就是由执行机构、驱动－传动系统和控制统这三部分组成，如图 1.1 所示。
