机械手腕部设计

摘要

    机器人技术是综合了许多学科的知识，例如计算机、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，是当今研究领域十分重视的课题，机器人在很多领域都得到广泛应用。机器人的应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志，因而受到各先进工业国家的重视，投入大量人力物力加以研究和应用。

   本文的主要任务和要解决的问题，是设计一台六自由度的机器人，在已有的技术资料的基础上，通过分析，确定腕部的传动系统，然后假设腕部末端的结构，确定腕部的输出功率，然后计算出腕部所需的电机。在确定电机和传动机构的基础上，对锥齿轮和传动中所需的带轮以及同步齿形带进行设计，并且对它们进行校核，确定所设计的腕部结构能够配合机器人的其他结构进行喷漆动作。并用CAD软件完成从建模到运动学分析、应力分析的全过程。需要全面理解机械原理、机械设计、机械系统设计以及CAD制图标准等相关的知识，并考虑其可靠性、实用性、经济性等性能。

    本课设在已有理论基础上，针对以往研究的不足，根据实际使用要求，确定采用六自由度的关节型机器人结构方案;由于机器人结构复杂，构件繁多，需要用高端软件配合进行建模，装配的工作，而我们现有的材料相当有限，所以本课设只是设计了机器人的腕部结构;并采用CAD绘制了其装备和零件图，并对其中某些零件的强度进行了校核，使腕部的整体结构能够满足工作的要求。

关键词:机器人  腕部

目录

1绪论 1

1.1机器人的组成 2

1.1.1驱动装置 2

1.1.2控制系统 2

1.1.3执行机构 2

1.2机器人分类 4

1.2.1按用途分类 4

1.2.2按控制形式分类 4

1.2.3按驱动方式分类 4

1.3腕部结构选形 5

1.3.1单自由度手腕 6

1.3.2两自由度手腕 7

1.3.3三自由度手腕 8

1.3.4装配机器人腕部结构选型 9

1.4机器人设计 11

2末端执行器 12

2.1夹持器 12

2. 2拟手指型执行器 13

2. 3吸式执行器 13

3腕部设计 15

3.1手腕结构的选择 15

3.2传动装置的运动和动力参数计算 17

3.2.1选择电机 17

3.2.2分配系统传动比和动力参数的设计 19

4锥齿轮设计 23

4．1确定锥齿轮的主要技术参数 23

4．2轮齿的受力分析和强度计算 24

5.选择带轮和齿形带………….. 26

5.1带轮的选择 26

5.2齿形带的设计 28

总结 31

参考文献 32