六自由度機(jī)器人設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、 1引言在加速科技進(jìn)步中，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展起著關(guān)鍵的作用，其任務(wù)是在工業(yè)生產(chǎn)中迅速將工藝裝備的獨(dú)立單元變?yōu)樽詣?dòng)化綜合體（自動(dòng)化工段，生產(chǎn)線和自動(dòng)化車(chē)間），將來(lái)甚至實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工廠。這種自動(dòng)化生產(chǎn)最重要的特點(diǎn)是具有柔性，它能預(yù)料到，在節(jié)省勞力（或無(wú)人）情況下，根據(jù)工藝條件調(diào)整裝配，以適應(yīng)多種產(chǎn)品生產(chǎn)。當(dāng)代柔性自動(dòng)化生產(chǎn)的建立和廣泛應(yīng)用，取決于作為科技進(jìn)步的催化劑的機(jī)床制造、機(jī)器人技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、儀器制造等技術(shù)的加速發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人是多品種的經(jīng)常更換產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的通用手段。在機(jī)械制造中，工業(yè)機(jī)器人既有效地用于柔性生產(chǎn)系統(tǒng)組成工藝裝備的基本工序中，也有效地用于輔助操作中。工業(yè)機(jī)器

2、人與傳統(tǒng)自動(dòng)化手段不同之處，首先在于它在各種生產(chǎn)功能上的通用性和重新調(diào)整的柔性。在柔性生產(chǎn)系統(tǒng)中，工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、鍛壓機(jī)床、鑄造機(jī)械和倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備上，以完成傳送裝備和其它操作。工業(yè)機(jī)器人和基本工藝裝備、輔助手段以及控制裝置一起形成各種不同形式的機(jī)器人技術(shù)綜合體柔性生產(chǎn)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)模塊。隨著工業(yè)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的驚人發(fā)展，標(biāo)志著多品種中、小批量生產(chǎn)最新水平的FMS（柔性制造系統(tǒng)），F(xiàn)A（工廠自動(dòng)化）技術(shù)更加引人注目；作為FMS、FA技術(shù)重要組成之一的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)也將得到迅速發(fā)展。應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人是提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，改善勞動(dòng)環(huán)境條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率手段之一。本次設(shè)計(jì)是根據(jù)對(duì)工業(yè)六自由

3、度機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)的分析和探討，進(jìn)行三自由度工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵在于三軸（臂）的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免運(yùn)動(dòng)的干涉。在本次設(shè)計(jì)中主要負(fù)責(zé)第一臂與底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中許瑛老師給予了很大的指導(dǎo)和幫助，在此謹(jǐn)致謝意。限于水平，本設(shè)計(jì)難免有缺點(diǎn)、錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。1.1選題的依據(jù)及意義：在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化已基本得到解決。但在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專(zhuān)用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法；程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。但除切削

4、加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。機(jī)器人的出現(xiàn)并得到應(yīng)用，為這些作業(yè)的機(jī)械化奠定了良好的基礎(chǔ)?！肮I(yè)機(jī)器人”（IndustrialRobot）：多數(shù)是指程序可變（編）的獨(dú)立的自動(dòng)抓取、搬運(yùn)工件、操作工具的裝置（國(guó)內(nèi)稱(chēng)作工業(yè)機(jī)器人或通用機(jī)器人）。機(jī)器人是一種具有人體上肢的部分功能，工作程序固定的自動(dòng)化裝置。機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、維修容易的優(yōu)勢(shì)，但功能較少，適應(yīng)性較差。目前我國(guó)常把具有上述特點(diǎn)的機(jī)器人稱(chēng)為專(zhuān)用機(jī)器人，而把工業(yè)機(jī)械人稱(chēng)為通用機(jī)器人。而少自由度工業(yè)機(jī)械人中大多數(shù)為機(jī)械手，而機(jī)械手機(jī)器人主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部

5、件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱(chēng)為機(jī)械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專(zhuān)用機(jī)械手有23個(gè)自由度。機(jī)械手的種類(lèi)，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專(zhuān)用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。1

6、.2國(guó)內(nèi)外研究概況機(jī)器人工程是近二十多年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的綜合學(xué)科。它集中了機(jī)械工程、電子工程、計(jì)算機(jī)工程、自動(dòng)控制工程以及人工智能等多種學(xué)科的最新研究成果，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一，也是我國(guó)科技界跟蹤國(guó)際高科技發(fā)展的重要方面。工業(yè)機(jī)器人的研究、制造和應(yīng)用水平，是一個(gè)國(guó)家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的象征，正受到許多國(guó)家的廣泛重視。目前，工業(yè)機(jī)器人的定義，世界各國(guó)尚未統(tǒng)一，分類(lèi)也不盡相同。最近聯(lián)合國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給工業(yè)機(jī)器人下的定義：工業(yè)機(jī)器人是一種可重復(fù)編程的多功能操作裝置，可以通過(guò)改變動(dòng)作程序，來(lái)完成各種工作，主要用于搬運(yùn)材料，傳遞工件。據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟（IFR）2006

7、年5月發(fā)布的“2006世界機(jī)器人調(diào)查”顯示，2005年世界新安裝工業(yè)機(jī)器人121000臺(tái)，比2004年的97000臺(tái)增長(zhǎng)25%。這是繼2003年工業(yè)機(jī)器人安裝數(shù)量重回增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)后的重大突破，2005年也成為近15年來(lái)世界工業(yè)機(jī)器人新安裝臺(tái)數(shù)最多的年份，比上一個(gè)峰值2000年的99000臺(tái)增長(zhǎng)22000臺(tái)。單位m臺(tái)+25%資料來(lái)源：WorldRobotics2006圖1-1：1991-2005年各年世界新安裝工業(yè)機(jī)器人臺(tái)數(shù)據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)局預(yù)測(cè)，截至2005年底，全世界在運(yùn)行中的工業(yè)機(jī)器人共有914000臺(tái)，比2004年增口8%。其中，有50%來(lái)源于亞洲地區(qū)；歐洲和美洲分別占1/3和16%；而

8、澳大利亞和非洲地區(qū)大概占1%的比例。圖1-2：1991-2005年各年全世界運(yùn)行中的工業(yè)機(jī)器人總數(shù)就2005年幾大應(yīng)用領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人類(lèi)型來(lái)看,機(jī)械手的產(chǎn)量遙遙領(lǐng)先于其他類(lèi)型的工業(yè)機(jī)器人，約達(dá)至到43500臺(tái)。其中，亞洲地區(qū)機(jī)械手的產(chǎn)量比2004年增加了27%；美洲地區(qū)機(jī)械手的產(chǎn)量幅度更是高達(dá)53%；雖然歐洲地區(qū)2005年機(jī)械手的產(chǎn)量比上年略有下降，但其產(chǎn)量仍接近14000臺(tái)。接下來(lái)依次是：點(diǎn)焊接機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、裝配機(jī)器人和分配機(jī)器人，其產(chǎn)量分別約為20500臺(tái)、17500臺(tái)、13000臺(tái)和4500臺(tái)。表1反映了2005年亞、歐、美三大地區(qū)各類(lèi)型工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)量增幅情況。類(lèi)型機(jī)械手點(diǎn)焊接機(jī)

9、器人弧焊機(jī)器人裝配機(jī)器人分配機(jī)器人地增區(qū)幅亞洲地區(qū)27%64%82%101%23%美洲地區(qū)53%22%33%36%121%歐洲地區(qū)-6%-27%6%1%-23%表1-1：2005年亞、歐、美三大地區(qū)各類(lèi)型工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量增幅表資料來(lái)源：WorldRobotics20061.3論文的主要內(nèi)容： 在工業(yè)上，自動(dòng)控制系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)自動(dòng)化機(jī)床控制，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，機(jī)器人等。在本次設(shè)計(jì)是根據(jù)對(duì)工業(yè)六自由度機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)的分析和探討，進(jìn)行三自由度工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵在于三軸（臂）的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免運(yùn)動(dòng)的干涉。在本次設(shè)計(jì)中的要求,主要負(fù)責(zé)第一臂與底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

10、這次設(shè)計(jì)的機(jī)器人主要部位為第一軸與底座，設(shè)計(jì)一個(gè)第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為90/s,轉(zhuǎn)角范圍為0270。底座能夠?qū)崿F(xiàn)第一臂轉(zhuǎn)角（0270）轉(zhuǎn)角范圍控制的3-DOF工業(yè)機(jī)器人。第一步，查閱資料，工業(yè)機(jī)器人原理，了解工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r和生存問(wèn)題。了解3-DOF工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)以及在日常生產(chǎn)生活中的用途。根據(jù)其運(yùn)用的場(chǎng)合不同，適當(dāng)選擇合適的方案，以達(dá)到實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、可靠的目的。第二步，在對(duì)所選課題有個(gè)初步的了解之后，在確定3-DOF工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容。第三步，機(jī)器人的總體方案設(shè)計(jì)，進(jìn)行系統(tǒng)的方案的設(shè)計(jì)、比較與確定，依據(jù)對(duì)選擇的傳動(dòng)方案，查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)，從而完成，第一、第二、第三軸的傳動(dòng)選擇。設(shè)

11、計(jì)好了之后，確定出總體的結(jié)構(gòu)及整體方案。第四步，選擇電動(dòng)機(jī)，通過(guò)計(jì)算出第一軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，選擇合適的電動(dòng)機(jī)，從而進(jìn)行第一軸的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算。根據(jù)齒輪軸徑值，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇底座的軸承。第五步，根據(jù)方案，畫(huà)出裝配圖，裝配圖畫(huà)好后，從裝配圖中設(shè)計(jì)選擇第一軸零部件以及完成對(duì)零部件圖的初步繪制。 2機(jī)器人的結(jié)構(gòu)分析2.1總體結(jié)構(gòu)的概述目前，世界上已有許多工業(yè)機(jī)器人，其中大部分屬于“示教再現(xiàn)”型。如果將這類(lèi)機(jī)器人稱(chēng)作第一代，那么，具有一定程度的視覺(jué)、觸覺(jué)、或某種分析、判斷能力的工業(yè)機(jī)器人就屬于第二代了。不少?lài)?guó)家正在積極研制具有觀覺(jué)、觸覺(jué)等功能的工業(yè)機(jī)器人，并取得了不少成果，但是，真正將這些成

12、果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際的還為數(shù)不多。在實(shí)際生產(chǎn)（如噴漆、焊接、裝配等）中被廣泛應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人，示教再現(xiàn)型還是較多。一般的機(jī)器人，它由機(jī)器人的機(jī)構(gòu)部分、傳感器組、控制部分及信息處理部分構(gòu)成。機(jī)構(gòu)部分有機(jī)械手和移動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成；傳感器有測(cè)量機(jī)器人自身位置姿態(tài)和速度、加速度的內(nèi)傳感器和了解外部環(huán)境及作業(yè)對(duì)象工作情況的外傳感器；控制器是直接控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的裝置，只要不是自主型移動(dòng)機(jī)器人，它通常放在與機(jī)器人不同的地方，通過(guò)導(dǎo)線連接。在工業(yè)機(jī)器人的控制裝置中，有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、PTP運(yùn)動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)和CP運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)的記憶裝置和定位控制電路等。信息處理裝置通過(guò)信息傳輸裝置與機(jī)器人本體相連，多用于智能機(jī)器人。機(jī)器人

13、具有六自由度，即大臂的回轉(zhuǎn)、臂的左右擺動(dòng)、臂的上下擺動(dòng)、手腕的回轉(zhuǎn)、手腕的伸縮和手爪的抓取。當(dāng)然，圖中沒(méi)有表示出控制系統(tǒng)及手爪抓取的那一部分。該六自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的情況說(shuō)明如下：首先，由電動(dòng)機(jī)M1經(jīng)過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)大臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且與大臂相連的所有其它手臂、手腕及機(jī)械構(gòu)件也隨大臂一起作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；而后另一手臂由電動(dòng)機(jī)M2驅(qū)動(dòng)作左右擺動(dòng)；還有，第三臂由電動(dòng)機(jī)M3驅(qū)動(dòng)作上下擺動(dòng)；最后，手腕的回轉(zhuǎn)、伸縮及手爪的抓取由其它三個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。2.2第一軸（大臂）的結(jié)構(gòu)大臂的結(jié)構(gòu)圖（圖2-1）及其傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖（圖2-1）圖2-1圖2-2第一臂，也即大臂，該手臂實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，整個(gè)系統(tǒng)由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

14、為了實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求以及結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)要求，整個(gè)減速系統(tǒng)采用了三級(jí)斜齒輪傳動(dòng)，且所有的斜齒輪都裝在一個(gè)箱體（減速箱）里面。然而，與一般情況不同的是，第三級(jí)斜齒輪直接固定在機(jī)座上，從而使其它的（上級(jí)的斜齒輪）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)繞著它轉(zhuǎn)動(dòng)，且電動(dòng)機(jī)又固定在大臂上，所以導(dǎo)致大臂帶著電動(dòng)機(jī)、減速箱一起作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2.3第二軸的結(jié)構(gòu)第二軸的結(jié)構(gòu)圖（圖2-2）：圖2-2第二軸，該手臂實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的左右擺動(dòng)，整個(gè)系統(tǒng)由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求以及結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)要求，整個(gè)減速系統(tǒng)采用了一級(jí)齒輪傳動(dòng)。由電動(dòng)機(jī)上的一個(gè)齒輪和軸承右側(cè)的一個(gè)齒輪嚙合，軸承通過(guò)定位銷(xiāo)與第二大臂固定，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪，把動(dòng)力傳

15、給與第二臂固定的軸承，使得第二臂實(shí)現(xiàn)水平線上的前后擺動(dòng)。2.4第三軸的結(jié)構(gòu)第三軸的結(jié)構(gòu)圖（圖2-3）：圖2-3第三軸，該手臂實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的上下擺動(dòng)，整個(gè)系統(tǒng)由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求以及結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)要求，整個(gè)系統(tǒng)采用了一級(jí)齒輪內(nèi)嚙合傳動(dòng)。由電動(dòng)機(jī)上的一個(gè)齒輪和第三臂上的一個(gè)大齒輪內(nèi)嚙合，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小齒輪，小齒輪帶動(dòng)第三臂上的大齒輪使得第三臂整個(gè)做上下擺動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)第三臂實(shí)際操作。25傳動(dòng)方案的確定根據(jù)工業(yè)機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)分析可知，工業(yè)機(jī)器人的三軸的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜。第一軸采用的是齒輪傳動(dòng)，第二軸、第三軸則采用的是擺線針輪行星齒輪傳動(dòng)。當(dāng)然，參照以上的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)分析，現(xiàn)擬定如下

16、三種傳動(dòng)方案：方案一：第一軸：齒輪傳動(dòng)（直齒或斜齒）第二軸、第三軸：齒輪傳動(dòng)（直齒或斜齒）方案二：第一軸：蝸桿蝸輪傳動(dòng)第二軸、第三軸：蝸桿蝸輪傳動(dòng)方案三：第一軸：蝸桿蝸輪傳動(dòng)第二軸、第三軸：齒輪傳動(dòng)（直齒或斜齒）方案比較論證首先，已知各種傳動(dòng)的傳動(dòng)比u:直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，uW4；斜齒輪傳動(dòng)，uW6；蝸桿蝸輪傳動(dòng)，5WuW70，常用15WuW50；擺線針輪行星齒輪傳動(dòng)，11WuW87（單級(jí)）。然后估算各軸的傳動(dòng)比，初選轉(zhuǎn)速為1500r/min的原動(dòng)機(jī)，則u=1500/15=100,1u=1500/20=75。2三軸傳動(dòng)的確定：蝸桿蝸輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：1）傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)沖擊和噪聲均很??；2）傳動(dòng)比也較

17、大，結(jié)構(gòu)比較緊湊。而在這里采用此傳動(dòng)，則需要兩級(jí)傳動(dòng)才能滿足要求，蝸桿蝸輪的傳動(dòng)是兩軸交錯(cuò)的，這樣一來(lái)也就增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，且同時(shí)也增加了轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的負(fù)荷；3）由于蝸桿蝸輪嚙合輪齒間相對(duì)滑動(dòng)速度大，使得摩擦損耗大，因而傳動(dòng)效率較低。因此，第一軸采用齒輪傳動(dòng)。要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，如采用圓柱直齒輪傳動(dòng)則需要四級(jí)傳動(dòng)，而采用斜齒輪則需要三級(jí)就可以，并且知道在相同的條件下，采用斜齒輪傳動(dòng)比圓柱齒輪傳動(dòng)，在結(jié)構(gòu)上尺寸要小得多，由此可知，采用斜齒輪傳動(dòng)。斜齒傳動(dòng)有如下優(yōu)點(diǎn)：1）嚙合性能好；2）重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)；3）結(jié)構(gòu)緊湊，并且在總體結(jié)構(gòu)上也是合理的。總上所述，選擇方案一為最佳。三軸都采用齒輪傳動(dòng)。3設(shè)計(jì)計(jì)算

18、3.1電動(dòng)機(jī)的選擇第一軸的電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)方案可知，第二軸、第三軸的所有重量都是第一軸的負(fù)荷，所以說(shuō)，第一軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是很大的，必須計(jì)算各零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，計(jì)算出最終動(dòng)力源軸上所需要的最大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，再根據(jù)動(dòng)力源軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行選擇電動(dòng)機(jī)。下面計(jì)算第一軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：如圖3-1-1,該軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與第二軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸不同，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線為ob線,第三臂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=J+mp2=0.80+9.5x(15cosl5)2=23.43Kgm23O第二軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：3-1-1)=(a2+b2+c2+d2)+mp212=44.8(0.22+0.12+0.122+0.062)+44.8x0.35212=5

19、.742Kgm2兩電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=J+J=34x0.22+8.5x0.42=2.72Kgm2電電1電2兩個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=J+J=100 x0.5+50 x0.252=2&125Kgm2輪輪1輪2減速箱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=150 x0.452=30.375Kgm2減第一軸本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=mp2=250 x0.252=40Kgm21所以，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：J總=234+殳742+20+272+2825+40+30375=150.392Kgm2而轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度為:AVAtAt兀2x0.2=7.8541/s2則輸出軸的轉(zhuǎn)矩為M由式（3-1-7）得：M二J、,=150.392x7.854二118

20、1.179Nm轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)矩為：66.67=空=3x118179=17.71Nm電u根據(jù)要求MM，選P=3KW,n=1000r/min的MGMA型伺服電機(jī)，M為電額額28.4Nm。第二軸的電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)方案可知，第三軸的所有重量都是第二軸的負(fù)荷，所以說(shuō)，第二軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也是很大的，必須計(jì)算各零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，計(jì)算出最終動(dòng)力源軸上所需要的最大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，再根據(jù)動(dòng)力源軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行選擇電動(dòng)機(jī)。下面計(jì)算二軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：第二軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J2二M/12(a2+b2+c2+d2)+mp2=5.742Kgm2電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J2=8.5*0.42=1.366Kgm2齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J輪2

21、=50*0.252=3.125Kgm?減速箱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J減=150*0.452=30.375Kgm?第二軸的總慣量：J總=5.742+1.36+3.125+30.375=40.602Kgm2第三臂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J3=34*0.22=1.36Kgm2電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J輪3=100*0.52=25Kgm2減速箱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J減+150*0.452=30.375Kgm2總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：J總=23.43+1.36+25+30.375=80.165Kg2轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)矩為：M電=14.17N*M根據(jù)要求M電VM額，選P=2.5(KW),n=1000r/min的GY2.5型電動(dòng)機(jī)第三軸的電動(dòng)機(jī)的選擇

22、第三臂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J3=34*0.22=1.36Kgm2電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J輪3=100*0.52=25Kgm2減速箱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J減+150*0.452=30.375Kgm2總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：J總=23.43+1.36+25+30.375=80.165Kg2轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)上：M電=1.3m/u=9.45N*m根據(jù)要求M電VM額，選P=2.2(KW),P=2.2Y-H2.2系列n=800r/min4傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1第一軸的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一軸的傳動(dòng)方案已確定，采用三級(jí)斜齒輪傳動(dòng)，且電動(dòng)機(jī)的功率為P=3KW,n=1000r/min,則傳動(dòng)比u=1000/15=66.67。一、傳動(dòng)比的分配：已知

23、斜齒輪的傳動(dòng)比uW6,再根據(jù)傳動(dòng)減速時(shí)前面降得慢,而后面降得快的原則，三級(jí)降速的傳動(dòng)比分配如下：u=2.4x4.87x5.7二、各級(jí)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)第一級(jí)斜齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算：已知電動(dòng)機(jī)的功率P=3KW，n=1000r/min，傳動(dòng)比u=2.4,則選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)按照傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)要求，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。考慮減速設(shè)計(jì)的要求，故大、小齒輪都選用硬齒面。由查表(常用齒輪材料及其機(jī)械特性表)選得大、小齒輪的材料均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為4855HRC。選用精度等級(jí)。因采用表面淬火，輪齒的變形不大，不需磨削，故初選7級(jí)精度(GB10095-88)。選小齒輪齒數(shù)Z=35

24、,大齒輪齒數(shù)Z=uZ=2.4x35=84。121選取螺旋角。初選螺旋角0=14。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，即；2KTu+1,ZZ、/八d三3-(he)2mm(4-2-1)1t398uQdah1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算值.試選K二1.6。t.由區(qū)域系數(shù)分布圖，選取區(qū)域系數(shù)Z二2.433。H.由標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒傳動(dòng)的端面重合度8圖表，查得a8二0.82,8二0.84，貝y8=8+8二0.82+0.84二1.66TOC o 1-5 h za1a2aa1a2.計(jì)小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩P3T二9550二9550 x二2.865x104N-mm1n10001(5)由下表3-2-1(圓柱齒輪齒寬系數(shù)0d表)裝

25、置狀況兩支承相對(duì)小齒輪作對(duì)稱(chēng)布置兩支承相對(duì)小齒輪作對(duì)稱(chēng)布小齒輪作懸臂布置0d0.91.4（1.21.9）0.71.15（1.11.65）0.40.6選取齒寬系數(shù)0d=O.9；TOC o 1-5 h z.由材料的彈性影響系數(shù)Z表，查得Z=189.8vmPT；EE.齒輪接觸疲勞強(qiáng)度圖表，按齒面硬度中間值52HRC查得大、小的接觸疲勞強(qiáng)度極限b二b=1170Mpa；HLim1Hlim2.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60njL=60 x1000 x1x(2x8x300 x15)=4.601x10911hN2=Nju=4.601x10j2.4=1.917x109.由接觸疲勞壽命系數(shù)圖表，查得K=0.86；HN1

26、K=0.87；HN2.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系S=l,由下式得b=KrnTHIim1=0.86x1170=1006.2MPaH1S1bKb二HN2_Hlim2H2S0.87x11701=1017.9MPa則取bH=(b+b)/2=1012MpaH1H22).計(jì)算(1).試算小齒輪分度圓直徑d，由計(jì)算公式(4-2-1)得1td1t三空仝沁竺竺(竺沁)2=26.1548mm30.9x1.662.41017.9根據(jù)計(jì)算的結(jié)果及電動(dòng)機(jī)的輸出軸徑，取d=50mm；1t(2).計(jì)算圓周速度兀dn兀x50 x1000u=1=60 x100060 x1000=2.618m/s(3).計(jì)算齒

27、寬b及摸數(shù)mntb=Qd=0.9x50=45mmd1tdcos050 xcosl4._m=n=1.39mmntz351由式mn2KTYcos2PyY1_&-FaSa:z218Qd1aFmm3-2-2)h二2.25m二2.25x1.39二3.12bh二14.4nt（4）.計(jì)算縱向重合度e8二0.318ztgB二0.318x0.9x35xtg14。=2.498pd1（5）計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)K=1。A根據(jù)2.498,7級(jí)精度，由動(dòng)載荷系數(shù)值分布圖，查得動(dòng)載荷系數(shù)K=1.07；V由接觸強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù)（K）表，查得HpK=2.728,由彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)（K）圖，HpF

28、p查得K=2.45。Fp由齒向載荷分配系數(shù)（K、K），查得K=K=1.2,HAFAHAFA故載荷系數(shù)K=KKKK=1X1.07X1.2X2.728=3.5AVFaFP（6）.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式得d二d*KK二50 x3.3.5.1.6二64.91mm.計(jì)算模數(shù)mndcosp64.91xcos14。m二t=1.799mmnz351K=KKKKAVFaFP(2)根據(jù)縱向重合度B=2.498,從螺旋角影響系數(shù)圖表查得Y卩=088。(3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)35=38.31COS314(4)查取齒形系數(shù)由齒形系數(shù)Y及應(yīng)力校正系數(shù)Y表查得Y=2.44；FaSaFa1Y=2.196Fa2

29、(5)查取應(yīng)力校正系數(shù)由齒形系數(shù)Y應(yīng)力校正系數(shù)Y表查得FaSaY=1.654；Sa1Y=1.782Sa2zz=v1COS3Bzv2=84=91.95CoS3BCoS314(6)二680由齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限圖,查得b=bFE1FE2Mpa。(7)由彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.86,FN1K=0.87；FN2(8)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由下式得Kfn1bFE1=417.714MPaSKblbI=FN2_FE2F2S二422.571MPaYY(9)計(jì)算大、小齒輪的0F并加以比較YY2.44x1.654_Sa1=0.0097b417.714F1YY2.196x1.782Fa

30、2_Sa2=0.0094b422.571F2小齒輪的數(shù)值大。2)設(shè)計(jì)計(jì)算2x3.2x2.865x104x0.88x(cosl4)2I10.9x352x1.66-0.0097二0.93mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù)小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù),根據(jù)滿足彎曲強(qiáng)度及接觸疲勞強(qiáng)度,最后取m=2mm。n4.幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算中心距a(z+z)ma=12n2cosB二(35+84)x2二122.642xcos14mm將中心距圓整為a=122.5mm2)按圓整后的中心距修正螺旋角二arccosEAn二arccos空沁二13.729。2x122.52a因B值改變不大,故參數(shù)e、K

31、、aBZH等不必修正。3)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑zmd=1n1cosB35x2cosl3.729。二72.06mmzmd二_n2cosB84x2cosl3.729。二172.94mm4)計(jì)算齒輪寬度b=Qd=0.9x72.06=64.854mmd1圓整后取B2=65mm；B1=70mm。第二級(jí)的傳動(dòng)條件：電機(jī)的功率為P=4.5KW,n=416.7r/min,傳動(dòng)比u=4.87.具體設(shè)計(jì)計(jì)算如下：選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)考慮減速設(shè)計(jì)的要求，故大、小齒輪都選用硬齒面。由查表(常用齒輪材料及其機(jī)械特性表)選得大、小齒輪的材料均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為4855HRC。選用

32、精度等級(jí)。因采用表面淬火，輪齒的變形不大，不需磨削，故初選7級(jí)精度(GB10095-88)。選小齒輪齒數(shù)Z=24，大齒輪齒數(shù)Z=uZ=4.87x24=117。121選取螺旋角。初選螺旋角0二14。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式(3-2-1)進(jìn)行計(jì)算。確定公式內(nèi)的各計(jì)算值.試選K二1.6。t由區(qū)域系數(shù)分布圖，選取區(qū)域系數(shù)Z二2.433。H.由標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒傳動(dòng)的端面重合度圖表，查得a二0.78，二0.87，貝y=+e二0.78+0.87二1.65a1a2aa1a2.計(jì)小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩Pr3x097T二9550二9550 x二6.69x104N-mm1n416.71由表(圓柱齒輪齒寬系數(shù)0d表)選取齒

33、寬系數(shù)0d=O.9；.由材料的彈性影響系數(shù)Z表，查得Z=189.8；2x1.6x3.15x105it”0.8x1.66_(2).計(jì)算圓周速度=0.246m/s兀dn兀x54.958x85.565U=11=60 x100060 x1000.計(jì)算齒寬b及摸數(shù)mntb=0d=0.8x54.958=43.966mmd1tdcos054.958xcosl4_m=n=2.22mmntz241h=2.25m=2.25x2.22=4.999bh=8.79nt.計(jì)算縱向重合度0e=0.3180ztg0=0.318x0.8x24xtg14。=1.5230d1.計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)K=1。根據(jù)u=0.246，

34、7級(jí)精度，由動(dòng)載荷系數(shù)值分布圖，查得動(dòng)載荷系數(shù)K=1.04；V由接觸強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù)(K)表，查得H0K=1.2877,由彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)(K丿圖，查得K=1.27OH0F0F0由齒向載荷分配系數(shù)(K、K)，查得K=K=1.2，故載荷系HAFAHAFA數(shù)K=KKKK=1X1.04X1.2X1.2877=1.61AVFaF0.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式得d=d*KK=54.958x3.1.611.6=55.072mm.計(jì)算模數(shù)mndcos055.072xcosl4m=2.227mmnz241F3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式mn2KTYcos2卩yY1_&-

35、FaSa:z28Qd1aFmm1)確定計(jì)算參數(shù)(1)計(jì)算載荷系數(shù)K=KKKKAVFa=1x1.04x1.2x1.27=1.585(2)根據(jù)縱向重合度*=1.523,從螺旋角影響系數(shù)圖表查得Y=0.8。(3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)zz二v1cos3B24COS314二26.27z137z二2二二149.97v2cos3Bcos314查取齒形系數(shù)由齒形系數(shù)Y及應(yīng)力校正系數(shù)Y表查得Y=2.592；Y=2.14FaSaFa1Fa2查取應(yīng)力校正系數(shù)由齒形系數(shù)Y應(yīng)力校正系數(shù)Y表查得Y=1.596；Y=1.83FaSaSa1Sa2由齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限圖，查得c=二680MPaFE1FE2由彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.

36、88，K=0.91；FN1FN2計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由下式得c二KfnFfe1=427.43MPaF1SKcc=fnfe2=442.0MPaF2SYY計(jì)算大、小齒輪的FaSa并加以比較cYYFa1_SalbF12.592x1.596427.43=0.0097YYFa2_Sa2bF22.14x1.83442=0.0089小齒輪的數(shù)值大。2)設(shè)計(jì)計(jì)算2x1.585x3.15x105x0.8x(cos14o)2I10.8x242x1.66-0.0097二2.121mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù)小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù),根據(jù)滿足彎曲強(qiáng)度及接

37、觸疲勞強(qiáng)度,最后取m=2.5mmn4.幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算中心距(z+z)ma12n2cosB-(24+137)x25-207.4112xcos14omm將中心距圓整為a=207mm2)按圓整后的中心距修正螺旋角Barccos(Z1十ZM-arccos(24十137)x-13.536。2a2x2073)4)因B值改變不大,故參數(shù)e、a計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑zm1ncosBzm2ncosBZh等不必修正。-24x2.561.715cosl3.536-137x2.5352.785cos13.536o計(jì)算齒輪寬度mmmmb0d0.8x61.71549.372mmd1圓整后取B2=49mm；B1=5

38、5mm。4.轉(zhuǎn)臂軸承的選擇計(jì)算1）估計(jì)擺線輪內(nèi)孔半徑rnp2）擇軸承型號(hào)尺寸經(jīng)杳表選用502310EC=105000NC=71000N0D=97mmd=50mmb=27mmda=60mmDa=89.6mma=5nr=（0.40.5）r=4050mm13）名義徑向載荷Rmm1.3Tz1.3x0.55Tz1.3x0.55x541313.1x68KrzKrz0.68x100 x671pc1pc=5776.698N4）當(dāng)量動(dòng)載荷PP=fR=1.3x5776.698=7509.71NFf動(dòng)載荷系數(shù)，一般取f=1.21.5FF5）軸承相對(duì)轉(zhuǎn)速nn=n+nH=1000+1000=1015r/minHu676

39、）軸承壽命LhL-106（C）103-106（105000）103-1.08x105hh60nP60 x10157509.71因?yàn)樗蟮玫妮S承壽命L15000h，所以滿足要求。h4.轉(zhuǎn)臂軸承的選擇計(jì)算1）估計(jì)擺線輪內(nèi)孔半徑rr=（0.40.5）r=5265mmnnp2）擇軸承型號(hào)尺寸mm經(jīng)查表選用502313C=114600NC=85200ND=121.501d=65mmb=33mmda=77mmDa=114.6mma=7mm3）名義徑向載荷R1.3Tz1.3x0.55Tz1.3x0.55x1795400 x51R二=Cp=KrzKrz0.785x130 x501pc1pc=12830.82N

40、當(dāng)量載荷PP=fFR=13312830-82=16680-1N5）軸承相對(duì)轉(zhuǎn)速nn=n+H=1000+1000=1020r/minHu501)承的壽命LhL=竺（C）1。3=-（11）103h60P60 x102016680.1=24155.5h因?yàn)樗蟮玫妮S承壽命L15000h，所以滿足要求。h5.針齒銷(xiāo)彎曲強(qiáng)度計(jì)算1)針齒結(jié)構(gòu)尺寸L=0.5b+O.5A=0.5x20+4+0.5x10=19mm1CL二1.5b+6+6+0.5A二1.5x20+13+4+0.5x10二52mm2c（6二b-b二33-20二13）cL=L+L=19+52=71mm122)最大彎矩MMax2.2TLL_2KrzL

41、1pc2.2x17954000.785x130 x50曽=10772Nmm許用彎曲應(yīng)力b二150MPaFP4）校核彎曲應(yīng)力M10772b=Wax=107.72MPaF0.1d30.1x103zp因?yàn)閎b，所以滿足要求。FFP4.2軸承的選擇4.2.1斜齒輪傳動(dòng)軸上的軸承根據(jù)齒輪軸徑值，差滾動(dòng)軸樣本或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，第二軸上選用圓錐混子軸承7204,C=15500N；第三軸上選用圓錐云子軸承7205,C=19520N。5機(jī)器人各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1轉(zhuǎn)角范圍的控制設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的重要組成部分,在某種意義上講,控制系統(tǒng)起著與人腦相似的作用,工業(yè)機(jī)器人的手部、腕部、臂部、行走機(jī)構(gòu)等的動(dòng)作以

42、及與相關(guān)機(jī)械的協(xié)調(diào)動(dòng)作都是通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。主要控制內(nèi)容有動(dòng)作的順序、動(dòng)作的位置與路徑、動(dòng)作的時(shí)間。按設(shè)計(jì)要求要實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)角范圍,可以直接由控制系統(tǒng)來(lái)完成,控制動(dòng)作的位置或動(dòng)作的時(shí)間,從而控制轉(zhuǎn)角。這里用擋塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制轉(zhuǎn)角范圍。第一軸的控制轉(zhuǎn)角（0270）的擋塊結(jié)構(gòu)示意圖如圖5-1o底座轉(zhuǎn)臂突出的擋塊圖5-15.2主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（第一臂與底座）第一軸轉(zhuǎn)臂的結(jié)構(gòu)：如圖5-2，具體尺寸見(jiàn)附圖（零件圖）底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：如圖5-3圖5-2A向jnpjjTlL1111圖5-3總結(jié)通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)工業(yè)機(jī)器人有了感性的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)外的工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展也有所了解。根據(jù)國(guó)內(nèi)外機(jī)器人發(fā)展的

43、經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)狀及近幾年的動(dòng)態(tài)，結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的具體情況，機(jī)器人技術(shù)重點(diǎn)應(yīng)在開(kāi)展智能機(jī)器人、機(jī)器人化及其相當(dāng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用。經(jīng)過(guò)努力，我國(guó)已研制了許多示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人以及噴涂、焊接裝配等機(jī)器人。而國(guó)外，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展更迅速，機(jī)器人化機(jī)械已經(jīng)興起。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)的理論和實(shí)際知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力，并使所學(xué)的知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展；通過(guò)設(shè)計(jì)，使我掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；學(xué)會(huì)從機(jī)器功能的要求出發(fā)，合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型，制定設(shè)計(jì)方案，正確計(jì)算零件的工作能力，確定它的尺寸、形狀

44、、結(jié)構(gòu)及材料，并考慮制造工藝、使用、維護(hù)、經(jīng)濟(jì)和安全等問(wèn)題，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。當(dāng)然在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也碰到了許多問(wèn)題。在老師的指導(dǎo)和一些同學(xué)的幫助下，我也盡自己的努力去克服困難，最后順利地完成了整個(gè)設(shè)計(jì)。由于本人缺乏經(jīng)驗(yàn)及水平有限，設(shè)計(jì)仍存在一些問(wèn)題，如機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)分析以及缺少機(jī)器人的動(dòng)作模擬仿真，望老師給予指正。參考文獻(xiàn)孫桓等主編.機(jī)械原理（第六版）.高等教育出版社，2001馬香峰主編.工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì).冶金工業(yè)出版社,1996宗光華張慧慧譯.機(jī)器人設(shè)計(jì)與控制.科學(xué)出版社，2004鄭笑級(jí)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用M.北京：煤炭工業(yè)出版社，2004Y.FujimotoandA.kawamura.

45、AutonomousControland3DDynamicSimulationwalkingRobotIncudingEnvironmentalForceInteraction.IEEERobbticsandAutomnationMagzuine,1998,5(2):3342劉慶國(guó)，劉力編著計(jì)算機(jī)繪圖高等教育出版社，2003濮良貴主編，機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版).高等教育出版社，2006馬香峰等編著，工業(yè)機(jī)械手的操作機(jī)設(shè)計(jì).冶金工業(yè)出版，1995日本機(jī)器人學(xué)會(huì)編，機(jī)器人技術(shù)手冊(cè).科學(xué)出版社，1996付京遜、CSG李編，機(jī)器人學(xué).中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1989張建民主編，工業(yè)機(jī)器人.北京理工大學(xué)出版社，1

46、987俄IOM索爾編，工業(yè)機(jī)器人圖冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1991HuangZ.WangJIdentificationofprincipalscrewof3-DOFparallelmanipulatorsbyquadricdegeneration2001HerveJMTheliegroupofrigidbodydisplacements,afundamentaltoolformechanismdesign1999CaiGQ.HuM.GuoCDevelopmentandstudyofanewkindof3-DOFtripod1999(1)HuntKHStructuralkinematicsofin-

47、parallelactuatedrobot-arms1983(11)17.SicilianoBTriceptrobot:inversekinematics,manipulabilityanalysisandclosed-loopdirectkinematicsalgorithm1999(4)18.RomdhaneLDesignandanalysisofahybridserial-parallelmanipulator1999(7)1019熊有倫.機(jī)器人學(xué)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1993.JohnJCraig著.機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論(原書(shū)第3版)M.贠超等(譯)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.宋偉剛.

48、機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)原理、理論方法和算法M.沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2001.致謝時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢(mèng)秋云，聚散真容易。離校日期已日趨臨近，畢業(yè)論文的的完成也隨之進(jìn)入了尾聲。從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，一直都離不開(kāi)老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!本課題及論文是在我的指導(dǎo)老師許瑛博士的悉心指導(dǎo)下完成的。課題從實(shí)施到論文撰寫(xiě)、修改，無(wú)不傾注著許老師的智慧合心血。許老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、開(kāi)拓創(chuàng)新的工作作風(fēng)和對(duì)學(xué)術(shù)執(zhí)著不虞的追求精神給我留下了深刻的印象，并使我終身受益。時(shí)至今日，在此論文完成之際，作為桃中一李，我想向我的指導(dǎo)老師許老師致以我由衷的謝意和

49、崇高的敬意。由于受時(shí)間和水平的限制，現(xiàn)代機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還存在著不夠完善的方面甚至有些錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師和專(zhuān)家指教，能使本設(shè)計(jì)更完善并能付諸于實(shí)際，制造出所設(shè)計(jì)的機(jī)器人，將是很欣慰的事情。學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果對(duì)。本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者（本人簽名）：年月日學(xué)位論文出版授權(quán)書(shū)本人及導(dǎo)師完全同意中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)

50、據(jù)庫(kù)出版章、程中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“章程”），愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤(pán)版）電子雜志社”在中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)、庫(kù)中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開(kāi)出版，并同意編入CNKI中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)，在中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。論文密級(jí)：公開(kāi)保密（_年_月至_年_月）（保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議）作者簽名：導(dǎo)師簽名：年月日年月日獨(dú)創(chuàng)聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。盡我所知

51、，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名:二00年九月二十日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）作者簽名:

52、二00年九月二十日致謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過(guò)去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績(jī)的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開(kāi)的。首先非常感謝學(xué)校開(kāi)設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來(lái)最好的檢驗(yàn)。經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問(wèn)題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。沒(méi)有他們的幫助，我將無(wú)法順利完成這次設(shè)計(jì)。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書(shū)寫(xiě)及設(shè)

53、計(jì)過(guò)程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。郭謙功老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。再次對(duì)周巍老師表示衷心的感謝。其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過(guò)的同學(xué)朋友對(duì)我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解

54、，如果沒(méi)有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無(wú)私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無(wú)法順利完成今天的學(xué)業(yè)。四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去?；厥姿哪?，取得了些許成績(jī)，生活中有快樂(lè)也有艱辛。感謝老師四年來(lái)對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛(ài)護(hù)。學(xué)友情深，情同兄妹。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿著關(guān)愛(ài)，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開(kāi)父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與培

55、育。最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師趙達(dá)睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)，給了我很多解決問(wèn)題的思路，在此表示衷心的感激。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。在論文的撰寫(xiě)過(guò)程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠(chéng)的感謝。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工

56、作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽

57、名：日期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位

58、論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。導(dǎo)師簽名：日期：年月日作者簽名：日期：年月日指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：、撰寫(xiě)（設(shè)計(jì)）過(guò)程1學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神優(yōu)良中及格口不及格2、學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度優(yōu)良中及格口不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力優(yōu)良中及格口不及格4研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性?xún)?yōu)良中及格口不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況優(yōu)良中及格口不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？?jī)?yōu)良中及格口不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？?jī)?yōu)良中及格口不及格三、論文

59、（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義優(yōu)良中及格口不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？?jī)?yōu)良中及格口不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格口不及格建議成績(jī)：優(yōu)良中及格不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫(huà)“V”）指導(dǎo)教師:（簽名）單位：（蓋章）年月曰評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？?jī)?yōu)良中及格口不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？?jī)?yōu)良中及格口不及格二論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義優(yōu)良中及格口不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？

60、優(yōu)良中及格口不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格口不及格建議成績(jī)：優(yōu)良中及格不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫(huà)“廠）評(píng)閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見(jiàn)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過(guò)程1畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的敘述情況優(yōu)良中及格口不及格2、對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況優(yōu)良中及格口不及格3、學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài)優(yōu)良中及格口不及格二論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？?jī)?yōu)良中及格口不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？?jī)?yōu)良