開(kāi)題報(bào)告-關(guān)節(jié)型機(jī)器人腰部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、開(kāi)題論證報(bào)告題目名稱(chēng)：關(guān)節(jié)型機(jī)器人腰部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)題目名稱(chēng)：關(guān)節(jié)型機(jī)器人腰部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、一、題目來(lái)源、題目研究的主要內(nèi)容及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述題目來(lái)源、題目研究的主要內(nèi)容及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述（一）題目來(lái)源：本題目來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，手工電弧焊接效率低，操作環(huán)境差，而且對(duì)操作員技術(shù)熟練程度要求較高，因此采用機(jī)器人技術(shù)，實(shí)現(xiàn)焊接生產(chǎn)操作的柔性自動(dòng)化，以提高生產(chǎn)效率。而且現(xiàn)在對(duì)許多構(gòu)件的焊接精度和速度等提出越來(lái)越高的要求一般工人已難以勝任這一工作；此外焊接時(shí)的

2、火花及煙霧等對(duì)人體造成危害因此焊接過(guò)程的完全自動(dòng)化已成為重要的研究課題。其中十分重要的就是要應(yīng)用焊接機(jī)器人。（二）題目研究的主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)用于焊接的關(guān)節(jié)型機(jī)器人，進(jìn)行機(jī)器人的總體方案設(shè)計(jì)、腰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其零件設(shè)計(jì)。關(guān)節(jié)型機(jī)器人的機(jī)械本體部分一般為由各種關(guān)節(jié)串接起若干連桿組成的開(kāi)鏈?zhǔn)綑C(jī)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)上的原因，其關(guān)節(jié)通常只有轉(zhuǎn)動(dòng)型和移動(dòng)型。關(guān)節(jié)型機(jī)器人主要特點(diǎn)是模仿人類(lèi)腰部到手臂的基本結(jié)構(gòu)，因此本體結(jié)構(gòu)通常包括關(guān)節(jié)型機(jī)器人的機(jī)座結(jié)構(gòu)及腰部關(guān)

3、節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、手腕結(jié)構(gòu)及手腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和末端執(zhí)行器。我所做的課題偏重與機(jī)座和腰部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?；『笝C(jī)器人多采用占地面積小，動(dòng)作范圍較大的關(guān)節(jié)型操作機(jī)，其靈活性大，能以最佳狀態(tài)決定焊槍的位置。（三）（三）國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述：目前，對(duì)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展有最重要影響的國(guó)家是日本和美國(guó)。美國(guó)在機(jī)器人技術(shù)的綜合性水平上仍處于領(lǐng)先地位，日本生產(chǎn)的機(jī)器人數(shù)量和種類(lèi)則居世界首位。我國(guó)發(fā)展機(jī)器人技術(shù)起步于20世紀(jì)70年代末。1995年9月，6000m水下機(jī)器人試

4、驗(yàn)成功.近年來(lái)在步行機(jī)器人、精密裝配機(jī)器人及多自由度關(guān)節(jié)型機(jī)器人研制等前沿領(lǐng)域內(nèi)逐步縮短與世界水平的差3關(guān)節(jié)型機(jī)器人本體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)器和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它們常和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)成一體，驅(qū)動(dòng)臂桿和載荷完成指定的運(yùn)動(dòng)。常用的驅(qū)動(dòng)器有電機(jī)和液壓、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置等。其中采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)是最常用的驅(qū)動(dòng)方式。電極驅(qū)動(dòng)具有精度高，可靠性好，能以較大的變速范圍滿(mǎn)足機(jī)器人應(yīng)用要求等特點(diǎn)。所以在這次設(shè)計(jì)中我選擇了直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器。2.速度和位置檢測(cè)；3.伺服控制系統(tǒng)選

5、擇；4.工作空間的確定；5.機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；①內(nèi)部鋁鑄件形狀復(fù)雜，既用作內(nèi)部齒輪安裝殼體與軸的支承座，又兼作承力骨架，傳遞集中載荷。這樣不僅節(jié)省材料，減少加工量，又使整體質(zhì)量減輕。手臂外壁與鑄件骨架采用膠接，使連接件減少，工藝簡(jiǎn)單，減輕了質(zhì)量。②軸承外形環(huán)定位簡(jiǎn)單。一般在無(wú)軸向載荷處，載荷外環(huán)采用端面打沖定位的方法。③采用薄壁軸承與滑動(dòng)銅襯套，以減少結(jié)構(gòu)尺寸，減輕質(zhì)量。④有些小尺寸齒輪與軸加工成一體，減少連接件，增加了傳遞剛度。⑤大

6、、小臂，手腕部結(jié)構(gòu)密度大，很少有多余空隙。如電機(jī)與臂的外壁僅有0.5mm間隙，手腕內(nèi)部齒輪傳動(dòng)安排亦是緊密無(wú)間。這樣使總的尺寸減少，質(zhì)量減少。⑥工作范圍大，適應(yīng)性廣。PUMA除了自身立柱所占空間以外，它的工作空間幾乎是他的長(zhǎng)臂所能達(dá)到的全球空間。再加之其手腕軸的活動(dòng)角度大，因此使它工作時(shí)位姿的適應(yīng)性強(qiáng)。譬如用手腕擰螺釘，手腕關(guān)節(jié)4，6配合，一次就能轉(zhuǎn)1112。⑦由于結(jié)構(gòu)上采用了剛性齒輪傳動(dòng)，調(diào)整齒輪間隙機(jī)構(gòu)，彈性萬(wàn)向聯(lián)軸器，工藝上加工精