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XX大學XX學院
畢業(yè)設計 (論文)
五自由度桁架機器人的設計
作 者:
學 號：
學院(系):
專 業(yè):
題 目:
2014 年 月
畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要
機器人是一種機械技術與電子技術相結合的高技術產(chǎn)品。采用機器人是提高產(chǎn)品質量與勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，改善勞動條件，減輕勞動強度的一種有效手段。它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預定要求輸送工件或握持工具進行操作的自動化技術裝備。機器人可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運和長期、頻繁、單調的操作，采用機器人是有效的；此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染環(huán)境條件下進行操作，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。
本課題的主要內(nèi)容是采用機器人代替人來進行抓取作業(yè)，機器人可以代替很多重復性的體力勞動，從而減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。結合設計的各方面的知識，在設計過程中學會怎樣發(fā)現(xiàn)問題。解決問題.研究問題。并且在設計中融入自己的想法和構思，提高自己的創(chuàng)新能力。盡力使機器人使用方便，結構簡單。
關鍵詞： 機器人；結構設計；步進電機；回轉
畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要
Abstract
A robot is a mechanical technology and electronic technology, the combination of high technology products. The robot is to improve product quality and labor productivity, and achieve the production process automation, improve working conditions, reduce the labor intensity of an effective means of. It is a copy of the upper part of the human body functions, in accordance with a predetermined transfer request or the workpiece hold the tools to operate the automation technology and equipment. Industrial production often appears in the heavy work, frequent handling and long-term, monotonous operation, the robot is effective; The main content of this paper is the use of robots to paint, robots can take the place of a lot of repetitive manual work, thereby reducing the labor intensity of workers, improve the production efficiency. Combined with the design of the various aspects of knowledge, in the design process to learn how to find problems. To solve the problem of problem. And in the design into their thoughts and ideas, enhance own innovation ability. Try to make the robot has the advantages of convenient use, simple structure.
Keywords ： Robot； Structure design； Stepper motor； Rotary
目 錄
1 緒 論 1
1.1機器人的特點 1
1.2機器人的組成 2
1.2.1執(zhí)行機構 2
1.2.2驅動機構 2
1.2.3控制機構 2
1.3 本文研究主要內(nèi)容 3
2 機器人機構總體方案設計 4
2.1桁架機器人的基本技術參數(shù)確定 4
2.1.1自由度 4
2.1.2坐標形式的選擇 4
2.1.3規(guī)格參數(shù) 6
2.1.4有效負載 6
2.1.5運動特性 6
2.1.6 工作范圍（工作半徑） 7
2.2 桁架機器人材料的選擇 7
2.3機械臂的運動方式 8
2.4桁架機器人的驅動元件 8
2.5 機構整體設計 9
3 桁架機器人氣爪結構設計 10
3.1手爪結構設計與校核 10
3.2結構分析 11
3.3計算分析 12
3.4電機計算 14
3.5齒輪齒條的設計計算 17
3.6 直線滾動導軌副的計算、選擇 28
3.7小齒輪的強度計算 30
3.7.1.齒面接觸疲勞強度計算 30
3.7.2齒輪齒跟彎曲疲勞強度計算 33
3.8橫梁的強度與剛度的計算 35
總 結 46
致 謝 47
參考文獻 48
1 緒 論
隨著人類科技的進步，社會經(jīng)濟的發(fā)展，機器人學成為近幾十年來迅速發(fā)展的一門綜合學科。它體現(xiàn)了光機電一體化技術的最新成就，機器人作為其中的佼佼者更是發(fā)揮了不可磨滅的作用。在人類社會中，凡是有機械活動的地方，都能看到機器人的身影。機器人產(chǎn)品的應用已經(jīng)由核工業(yè)和軍事科技等高端科學領域向醫(yī)療、農(nóng)業(yè)甚至是服務娛樂等民用領域發(fā)展了，并且各式各樣的機器人正在涌現(xiàn)出來，以驚人的速度延伸到人類活動的各個領域。機器人是由于人類期望生產(chǎn)水平的提高，為了提升生產(chǎn)效率而出現(xiàn)的。然而由于機器人善于完成重復的，單調的，精確度要求高的工作，能取代人在惡劣的環(huán)境中完成人類不能或者不愿完成的工作，因此，機器人的出現(xiàn)又大大解放了人類的生產(chǎn)力。所以說機器人的發(fā)展是社會發(fā)展的結果，也是社會發(fā)展的必然趨勢?，F(xiàn)在，很多發(fā)達國家都追逐著機器人這一發(fā)展趨勢，積極地進行著機器人的各種開發(fā)和研制的工作，并且其中一些國家已經(jīng)取代了不錯的成果，研制出了許多新型且實用的機器人或者是機器人。例如：日本的跳舞機器人、犬型機器人愛寶(AIBO)；英國研制的履帶式“手推車”及“超級手推車”排爆機器人；美國iRobot公司推出了能避開障礙，自動設計行進路線吸塵器機器人Roomba；上海世博會使用過的福娃機器人等等。
由于機器人的迅猛發(fā)展，機器人進入學校教學是必然的。三自由度機器人作為是機器人的典型產(chǎn)品，其設計及應用對機電一體化、機械結構工藝、機械制造、自動化、電子信息等專業(yè)的教學及研究都有著很重要的意義。
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