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1、III西南科技大学城市学院本科生毕业论文基于液压伺服电机传动的砖窑卸垛机器人手爪的结构设计与优化 摘要：机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。本文首先简要介绍了液压伺服电机传动的砖窑卸垛机器人的概念，机械手硬件和软件的组成，机械手的系统工作原理，对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，设计出了机械手的夹持式手部结构，机械手的手腕结构，机械手的手臂结构。它的第一轴传动采用了三级斜
2、齿轮传动，且电动机固定在第一臂上，最后一级的齿轮固定在机座上，从而使第一、二级的斜齿轮与第一臂一起绕机座作回转运动；第二、三轴的传动，则采用了差动行星齿轮传动，它具有传动比大、结构紧凑、传动效率高的优点，该结构的输出轴与第二、三臂都直接相连，从而使二、三臂作摆动。确定液压伺服电机传动的砖窑卸垛机器人的总体结构及传动方案设计。根据机器人的运动特点，液压伺服电机传动的砖窑卸垛机器人的第一臂也采用斜齿传动，第二、三臂则采用了一齿差的摆线针轮行星齿轮传动。它们的具体设计都用传统的设计方法来计算而得。最后，根据主传动系统的确定，对总体结构的一些具体零部件进行结构设计和优化。关键字：液压伺服； 电机传动；
3、 卸垛机器人； 手爪结构； 优化Servo motors drive the robot gripper brick destacking the structural design and optimizationAbstract: Robot (Robot) is a mechanical device which automatically performs the work. It can accept human command, they can run pre-programmed procedures can also be formulated according to th
4、e principles of artificial intelligence program of action. Its mission is to assist or replace human work, such as manufacturing, construction, or dangerous work.朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典 - 查看字典详细内容This paper briefly describes the hydraulic servo motor drive of the brick kiln destacking robot concept, roboti
5、c hardware and software components, the robot system works on the robot carry out the overall design, determine the robots coordinate forms and degrees of freedom, To determine the technical parameters of the manipulator. Meanwhile, the design of the robot hand gripper-type structure, structure of t
6、he robot wrist, the robot arm structure. Its first transmission uses a three-axis helical gears and motor fixed in the first arm, and finally a fixed gear on the base, so that the first two levels of helical gear with the first arm around Base for rotary movement; second axis of transmission, the us
7、e of a differential planetary gear drive, it has a transmission ratio, compact structure, the advantages of high transmission efficiency, the structure of the output shaft and the second and third arms are Directly connected, so that the second and third arm for the swing. Determine the hydraulic se
8、rvo motor drive brick destacking the overall structure of the robot and transmission design. Robot motion based on the characteristics of the hydraulic kiln drive servo motor destacking also used the robot arm of the first helical gear driving, the second and third arm of the poor by a cycloid gear
9、planetary gear transmission. Their specific designs to the traditional design method calculated. Finally, based on the determination of the main transmission system, the overall structure of some of the specific design and optimization of structural components.Keywords：hydraulic servo，motor drive，un
10、stacking robot，gripper structure，optimization朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典 - 查看字典详细内容 目 录第1章 绪论11.1 工业机器人的含义及技术概况11.2 工业机器人的国内外研究现状21.3 工业机器人的组成41.4 机械手在生产中的应用61.5 机械手的组成71.6 机械手的分类9第2章 方案设计及参数确定112.1 方案设计112.2 主要参数的确定112.3 料槽形式及分析动作要求12第3章 具体部位的设计143.1 抓取机构的设计143.1.1 手部设计计算14 3.1.2 腕部设计计算193.1.3 臂部伸缩机构设计233.1.4
11、 液压元件的选择253.2 液压系统原理设计及草图293.2.1 手部抓取缸293.2.2 腕部摆动液压回路303.2.3 小臂伸缩缸液压回路313.2.4 总体系统图323.3 机身底座的机构设计333.3.1 电机的选择333.3.2 减速器的校核353.3.3 螺柱的设计与校核35第4章 机械手的定位与平稳性374.1 常用的定位方式374.2 影响平稳性和定位精度的因素374.3 机械手运动的缓冲装置38第5章 机器人手爪结构的优化405.1 优化设计的概述405.1.1 定义405.1.2 优化设计的基本理论405.1.3 优化设计的产品开发415.1.4 优化设计的特点415.1.
12、5 优化设计的应用425.2 结构与优化的方法简介425.2.1 数学模型优化425.2.2 灵敏度分析优化435.2.3 拓扑优化设计435.3 本章小结44结论45致谢46参考文献47西南科技大学城市学院本科生毕业论文 第1章 绪论1.1 机器人的含义及技术概述在加速科技进步中，机械制造业的发展起着关键的作用，其任务是在工业生产中迅速将工艺装备的独立单元变为自动化综合体（自动化工段，生产线和自动化车间），将来甚至实现自动化工厂。这种自动化生产最重要的特点是具有柔性，它能预料到，在节省劳力（或无人）情况下，根据工艺条件调整装配，以适应多种产品生产。当代柔性自动化生产的建立和广泛应用，取决于作
13、为科技进步的催化剂的机床制造、机器人技术、计算机技术、微电子技术、仪器制造等技术的加速发展。工业机器人是多品种的经常更换产品的生产过程自动化的通用手段。在机械制造中，工业机器人既有效地用于柔性生产系统组成工艺装备的基本工序中，也有效地用于辅助操作中。工业机器人与传统自动化手段不同之处，首先在于它在各种生产功能上的通用性和重新调整的柔性。在柔性生产系统中，工业机器人广泛应用于数控机床、锻压机床、铸造机械和仓储设备上，以完成传送装备和其它操作。随着工业技术和经济的惊人发展，标志着多品种中、小批量生产最新水平的FMS（柔性制造系统），FA（工厂自动化）技术更加引人注目；作为FMS、FA技术重要组成之
14、一的工业机器人技术也将得到迅速发展。应用工业机器人是提高生产过程自动化，改善劳动环境条件，提高产品质量和生产效率手段之一。到目前为止，世界各国对“工业机器人”还没有做出统一的明确定义。通常所说的“工业机器人”是一种能模拟人的手、臂的部分动作，按照预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置。而它与“机械手”有一些区别：“工业机器人”多数指程序可变的独立的抓取、搬运工件、操纵工具的装置；“机械手”多数是指附属于主机、程序固定的自动抓取、操作装置。如自动线、自动机的上、下料，加工中心的自动换刀的自动化装置。工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿
15、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社备。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。工业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的代替人工的劳动，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。1.2 工业机器人的国内外研究发展现状1.2.1工业机器人的发展情况机器人从50年代问世以来,经过40年的发展,己经广泛应用。20世纪80年代以来,随着机器人驱动方式的改变、信息处理速度的提高、传感器技术的发展,工业机器人技术逐渐成熟,并很快得到推广,目前已经在工业生产的许多领域得到应用。从世纪年代至今,机器人技术经历了可编程机器人!示教机器人和智能机器人三代。
