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1、一、題目來源及原始數(shù)據(jù)資料 1課題來源 廣州大學與廣州鐵路集團公司廣州工務大修段及東莞中天自動化科技有限公司合作項目。 2原始數(shù)據(jù)資料 本課題擬設計一款六自由度大負載搬運機器人（額定負載超過 100kg 的工業(yè)機器人），該機器人廣泛應用于大型制造類企業(yè)。該類機器人的設計可分為臂部結構設計和腕部結構設計兩部分。臂部采用側置式結構，腕部采用正交球型手腕結構，其三個驅(qū)動采用小臂后置式，有利于小臂的平衡。大負載搬運機器人的主要技術指標如下所示： 運動范圍： 第 1 關節(jié) 180； 第 2 關節(jié) -6080； 第 3 關節(jié) -18060； 第 4 關節(jié) 300； 第 5 關節(jié) 100； 第 6 關節(jié) 3
2、00； 運動速度： 第 1 關節(jié)： 100/s； 第 2 關節(jié)： 60/s； 第 3 關節(jié)： 60/s； 第 4 關節(jié)： 100/s； 第 5 關節(jié)： 100/s； 第 6 關節(jié)： 180/s； 負載： 120kg 腕部最大扭矩： 1500Nm 主機重量： 2000-2500kg 二、畢業(yè)設計要求 傳統(tǒng)的搬運機器人，特別是大負載搬運機器人，一般是圓柱坐標型的機器人，即只能到達空間的某個位置，進行簡單的搬運任務，而不能調(diào)整末端執(zhí)行器的姿態(tài)，不能夠滿足多樣化和 通用性生產(chǎn)的需求。本課題擬設計六自由度大負載搬運機器人，其特點是工作空間大、運動靈活穩(wěn)定。與一般輕負載機器人相比，大負載機器人的手腕結構、
3、臂部結構和整體平衡方面都有其特殊的設計。 本課題擬設計一款六自由度大負載搬運機器人，主要工作內(nèi)容包括： 1、分析六自由度關節(jié)機器人的工作原理，對機器人進行機構分析，建立其運動學模型； 2、確定總體設計方案，選擇機器人臂部結構及三自由度手腕的傳動結構和布置方案。 3、按照技術指標進行伺服系統(tǒng)、減速器等部件的選型； 4、對機器人結構進行詳細設計，建立三維 CAD 模型； 5、 CAD 模型的完善與修改，生成工程圖； 6、最終提交： (1) 不少于 15000 字的設計說明書；畢業(yè)設計說明書應闡述整個畢業(yè)設計內(nèi)容，要突出重點和特色，圖文并茂，文字通暢。應有目錄、中英文摘要及關鍵詞、正文、參考文獻等內(nèi)
4、容，符合廣州大學普通全日制本科生畢業(yè)論文（設計）規(guī)范化規(guī)定。 (2) 機器人 CAD 模型，制作搬運機器人作業(yè)運動動畫，并能在答辯時演示。 (3) 工程設計圖工作量不少于 3 張 A0（其中至少有 1張 A0 圖），包括機械系統(tǒng)裝配圖、部件圖、主要零件圖等。 三、進度安排、應完成的工作量 寒假期間：結合設計目標，查閱資料和學習，掌握六自由度關節(jié)機器人機構原理，至少閱讀8 篇以上的相關文獻資料。 第 1-2 周：整理文獻，撰寫六自由度搬運機器人概述；構建 6 自由度關節(jié)機器人數(shù)學模型；同時填報開題報告。 第 3 周：擬定總體設計方案，確定臂部結構及三自由度手腕的傳動結構和布置方案。 第 3-6
5、周：詳細結構設計，建立 CAD 三維模型；對腕部傳動部分結構進行詳細設計； 第 7-8 周：搬運機器人結構優(yōu)化，對 CAD 模型進行完善和修改，并制作動畫。同時整理并撰寫設計書或論文。 第 9 周：完善論文，并檢查論文初稿， 指導學生有針對性地修改。 第 10 周：修改論文，在系統(tǒng)上上傳畢業(yè)設計論文定稿。 第 11 周：根據(jù)修改意見繼續(xù)完善畢業(yè)設計和論文。 第 12 周：評閱老師檢查評閱論文，將發(fā)現(xiàn)的問題反饋給學生，指導學生修改論文直到符合要求。 第 13 周：學校畢業(yè)論文抄襲行為的檢測。學生在規(guī)定時間內(nèi)上傳已定稿的畢業(yè)論文（設計）進行抄襲檢查。 第 14 周：在答辯前 3 天按照學校要求的統(tǒng)
6、一格式完成論文的整理、修訂和打印。準備 10分鐘 PPT，參加學校公開答辯或?qū)W院答辯。 第 15 周：針對答辯中發(fā)現(xiàn)的問題完善畢業(yè)設計，最終提交論文等資料。 四、主要參考文獻 1 克來格 (Craig,J.J). 機器人學導論 (原書第三版 )M. 北京 : 機械工業(yè)出版社 , 2006. 2 熊有倫 . 機器人技術基礎 M. 武漢 : 華中科技大學出版社 , 1996. 3 蔡自興 . 機器人學 M. 北京 : 清華大學出版社 , 2009. 4 于殿勇 , 李瑞峰等 . 120kg 負載工業(yè)機器人的開發(fā) J. 高技術通訊 , 2002, 12 (6): 79-82. 5 江洪 , 陸利鋒
7、, 魏崢等 . SolidWorks 動畫演示與運動分析實例解析 M. 北京 : 機械工業(yè)出版社 , 2006. 6 侯祥明 , 張立祥 . 基于 Solidworks 下 cosmosmotion 六自由度焊接機器人三維運動模擬J. 煤礦機械 , 2007, 28 (9): 95-97. 7 李力行 , 何衛(wèi)東 . 機器人用高精度 RV 傳動研究 J. 中國機械工程 , 1999, 10 (9): 1001-1002. 8 王戰(zhàn)中 , 張大衛(wèi) , 韓鴻志等 . 連續(xù) 3R斜交非球型乎腕的設計與運動學分析 J. 天津大學學報 , 2008, 41 (1): 103-108. 9 陳愛珍 . 日本工業(yè)機器人的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 J. 機械工程師 , 2008, 7: 8-10. 指導教師（簽名）： 系（教研室）主任（簽名）： 主管院長（簽名）： （學院章）
六自由度大負載搬運機器人設計任務書
