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1、南昌航空大学学士学位论文14-DOF搬运机器人的结构设计学生姓名： 班级： 指导老师： 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。本文研究了国内外机械手发展的现状，通过学习机械手的工作原理，熟悉了搬运机器人的运动机理。在此基 础上，确定了四自由度搬运机器人的基本系统结构， 对搬运机器人的结构进行了简单的强度计算，完成了搬运机器人机械方面的设计（包括传动部分
2、、 执行部分、驱动部分）和简单的三维实体造型工作。本 设计为四自由度圆柱坐标型工业机器人，其工作方向 为两个直线方向、一个旋 转方向和一个气爪运动。 机器人的机械结构主要包括由三个电磁阀控制的气缸来实现机器人的上升下降运动及夹紧工件的动作，一个步进电 机控制机器人的正反转。在控制器的作用下，搬运机器人执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线这一简单的动作。设计的搬运机器人运用于自 动化生产线，实现自动化生产， 减轻产业工人大量的重复性劳动，同 时又可以提高劳动生产率， 本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。关键词：搬运机器人，强度计算， 结构设计指导老师签名：南昌航空大学学士学位论文2Stru
3、cture designing of 4-DOF handling robotStudent name: Class: Supervisor:Abstract：In 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
4、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.This pape
5、r studies the current situation of the development of mechanical hand, by studying the working principle of the robot, familiar with handling robot locomotion mechanism . On this basis, identified 4-DOF of handling robot s basic system architecture , simple strength calculation was made on handling
6、robot structure , finish handling robot mechanical design ( including transmission part, operative, driving part ) and simple 3D solid modeling work.This scheme introduced a cylindrical robot for four degree of freedom. It is composed of two linear axes ，one rotary axis and a pneumatic claw movement
7、.The manipulator mechanical structure includes three solenoid valves controlled by air cylinder to achieve the increased decline in sports and workpiece clamping action, a stepper motor control manipulator positive inversion. Controller only allows these devices move from one assembly line to other
8、assembly line in space, perform relatively simple taskes. Designed of the handling robot used in automatic production line, realizing the automatic production, reduce industrial workers much repetitive work, also can improve labor productivity. This paper is more comprehensive introduction and summi
9、ng-up for the for the whole design work.Keywords：Transfer robot, Strength calculation, Structure designSignature of Supervisor:南昌航空大学学士学位论文3目 录摘 要 .1Abstract .2目 录 .31 绪论 .41.1搬运机器人概述 .41.2搬运机械人的应用简况 .61.3搬运机器人的应用意义 .71.4机械手的发展概况与发展趋势 .71.5本论文的主要工作 .92 搬运机械手总体设计方案 .102.1自由度和坐标系的选择 .102.2搬运机器人的 组成 .1
10、12.3搬运机器人的技术参数 .132.4搬运机器人结构简图 .143 零部件结构设计. .153.1夹持式手部结构 .153.2臂部的设计及有关计算 .163.3步进电机的选型 .213.4联轴器的选择设计 .223.5 机座设计及电磁阀的选择 .244 结构强度计算、尺寸设计与校核 .284.1手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 .284.2手臂升降气缸的尺寸设计与校核 .294.3步进电机的尺寸设计与校核 .304.4总体结构图、实体图的绘制 .325 控制系统 .345.1 PLC的主要特点 .345.2 PLC的发展阶段 .355.3 PLC的选择 .355.4机械手的循环工作说明 .366 结论 .37参考文献 .39致谢 .41附录 A 南昌航空大学学士学位论文44-DOF 搬运机器人的结构设计1 绪论 1.1 搬运机器人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
