关节型机器人腕部结构设计论文

关节型机器人腕部结构及控制系统设计

摘 要

为了提高生产效率，满足一些特定的工作要求，本题设计的关节型机器人的手腕用于焊接、喷漆等方面。通过合理的设计计算，拟定了手腕的传动路径，选用直流电动机，合理布置了电机、轴和齿轮，设计了齿轮和轴的结构，实现了摆腕、转腕和提腕的三个自由度的要求。设计中大多采用了标准件和常用件，降低了设计和制造成本。

关键词：自由度，关节型机器人，手腕

ABSRACT

In order to improve production efficiency and meet some of the specific requirements, design of ontology of robot wrist joints used for welding, paint, etc. Through the reasonable design calculation, the transmission path, choose the wrist, reasonable decorate a dc motor, gear axle and gear axle, design and realization of the stru

　第5期总第207期　2010年3月

内蒙古科技与经济

InnerMongoliaScienceTechnology&EconomyNo.5,the207thissue

.2010Mar

关节型机器人的结构设计

周彦云

(包头轻工职业技术学院,内蒙古包头　014035)

　　摘　要:文章主要介绍了串联关节型机器人的机械结构设计、运动学分析和控制系统设计,并以五

自由度关节型机器人为例,就机械结构、运动学分析、硬件驱动结构、软件控制系统、伺服通信协议等内容作了详细分析设计。

关键词:关节型;机器人;结构;运动学;控制　　中图分类号:TP242　　文献标识码:A　　文章编号:1007—6921(2010)05—0082—03　　机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的,通过可编程序动作来执行任务的,并具有编程能力的多功能机械手,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化设备。机器人学是一门跨学科的综合性技术。动力学、机械设计、传感技术、模式识别、电气液压驱动、控制工程、智能控制、计算机科学技术、人工智能、仿生学、微机电系统以及计算机集成制造系统(CIMS)等学科都与机器人技术有着密切的关系。正是由于技术的这

　第5期总第207期　2010年3月

内蒙古科技与经济

InnerMongoliaScienceTechnology&EconomyNo.5,the207thissue

.2010Mar

关节型机器人的结构设计

周彦云

(包头轻工职业技术学院,内蒙古包头　014035)

　　摘　要:文章主要介绍了串联关节型机器人的机械结构设计、运动学分析和控制系统设计,并以五

自由度关节型机器人为例,就机械结构、运动学分析、硬件驱动结构、软件控制系统、伺服通信协议等内容作了详细分析设计。

关键词:关节型;机器人;结构;运动学;控制　　中图分类号:TP242　　文献标识码:A　　文章编号:1007—6921(2010)05—0082—03　　机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的,通过可编程序动作来执行任务的,并具有编程能力的多功能机械手,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化设备。机器人学是一门跨学科的综合性技术。动力学、机械设计、传感技术、模式识别、电气液压驱动、控制工程、智能控制、计算机科学技术、人工智能、仿生学、微机电系统以及计算机集成制造系统(CIMS)等学科都与机器人技术有着密切的关系。正是由于技术的这

错误！未找到引用源。

南京理工大学

毕业设计说明书(论文)

作

者:

学号： 机械工程学院 机械工程及自动化

全气动多自由度关节型机器人的

结构优化研究

学院(系): 专题

业: 目:

指导者： 评阅者：

(姓名) (姓名)

(专业技术职务) (专业技术职务)

2007 年 6 月

毕业设计说明书（论文）中文摘要

由于气动机器人具有运动速度快、成本低、绿色环保等特点，被广泛应用于各工业生产领域中。相比于直角坐标型机器人而言，关节型机器人具有操作灵活、适用范围广、占地面积小等优点。SMC南京技术中心在前期的研究中，开发了一种全气动多自由度关节型机器人，制作了样机并进行了试验研究。前期的研究发现，该关节型机器人的腰部回转关节存在较大的定位误差，很大程度地影响了该机器人的工作精度和可靠性。为了解决这一问题，论文在分析了原有结构方案的基础上对全气动多自由度关节型机器人的腰部回转关节进行结构优化设计和试验研究，具体完成的工作如下：(1)分析了腰部回转关节原有结构的齿轮齿条传动的缺点以及引起定位振动的原因， 在综合分析了各种传动方式优缺点的基础上，研究了腰部回转关节的总体优化方案。(2)对同步带传动进行了结构设计，并制作了改进结

错误！未找到引用源。

南京理工大学

毕业设计说明书(论文)

作

者:

学号： 机械工程学院 机械工程及自动化

全气动多自由度关节型机器人的

结构优化研究

学院(系): 专题

业: 目:

指导者： 评阅者：

(姓名) (姓名)

(专业技术职务) (专业技术职务)

2007 年 6 月

毕业设计说明书（论文）中文摘要

由于气动机器人具有运动速度快、成本低、绿色环保等特点，被广泛应用于各工业生产领域中。相比于直角坐标型机器人而言，关节型机器人具有操作灵活、适用范围广、占地面积小等优点。SMC南京技术中心在前期的研究中，开发了一种全气动多自由度关节型机器人，制作了样机并进行了试验研究。前期的研究发现，该关节型机器人的腰部回转关节存在较大的定位误差，很大程度地影响了该机器人的工作精度和可靠性。为了解决这一问题，论文在分析了原有结构方案的基础上对全气动多自由度关节型机器人的腰部回转关节进行结构优化设计和试验研究，具体完成的工作如下：(1)分析了腰部回转关节原有结构的齿轮齿条传动的缺点以及引起定位振动的原因， 在综合分析了各种传动方式优缺点的基础上，研究了腰部回转关节的总体优化方案。(2)对同步带传动进行了结构设计，并制作了改进结

错误！未找到引用源。

南京理工大学

毕业设计说明书(论文)

作

者:

学号： 机械工程学院 机械工程及自动化

全气动多自由度关节型机器人的

结构优化研究

学院(系): 专题

业: 目:

指导者： 评阅者：

(姓名) (姓名)

(专业技术职务) (专业技术职务)

2007 年 6 月

毕业设计说明书（论文）中文摘要

由于气动机器人具有运动速度快、成本低、绿色环保等特点，被广泛应用于各工业生产领域中。相比于直角坐标型机器人而言，关节型机器人具有操作灵活、适用范围广、占地面积小等优点。SMC南京技术中心在前期的研究中，开发了一种全气动多自由度关节型机器人，制作了样机并进行了试验研究。前期的研究发现，该关节型机器人的腰部回转关节存在较大的定位误差，很大程度地影响了该机器人的工作精度和可靠性。为了解决这一问题，论文在分析了原有结构方案的基础上对全气动多自由度关节型机器人的腰部回转关节进行结构优化设计和试验研究，具体完成的工作如下：(1)分析了腰部回转关节原有结构的齿轮齿条传动的缺点以及引起定位振动的原因， 在综合分析了各种传动方式优缺点的基础上，研究了腰部回转关节的总体优化方案。(2)对同步带传动进行了结构设计，并制作了改进结

错误！未找到引用源。

南京理工大学

毕业设计说明书(论文)

作

者:

学号： 机械工程学院 机械工程及自动化

全气动多自由度关节型机器人的

结构优化研究

学院(系): 专题

业: 目:

指导者： 评阅者：

(姓名) (姓名)

(专业技术职务) (专业技术职务)

2007 年 6 月

毕业设计说明书（论文）中文摘要

由于气动机器人具有运动速度快、成本低、绿色环保等特点，被广泛应用于各工业生产领域中。相比于直角坐标型机器人而言，关节型机器人具有操作灵活、适用范围广、占地面积小等优点。SMC南京技术中心在前期的研究中，开发了一种全气动多自由度关节型机器人，制作了样机并进行了试验研究。前期的研究发现，该关节型机器人的腰部回转关节存在较大的定位误差，很大程度地影响了该机器人的工作精度和可靠性。为了解决这一问题，论文在分析了原有结构方案的基础上对全气动多自由度关节型机器人的腰部回转关节进行结构优化设计和试验研究，具体完成的工作如下：(1)分析了腰部回转关节原有结构的齿轮齿条传动的缺点以及引起定位振动的原因， 在综合分析了各种传动方式优缺点的基础上，研究了腰部回转关节的总体优化方案。(2)对同步带传动进行了结构设计，并制作了改进结

错误！未找到引用源。

南京理工大学

毕业设计说明书(论文)

作

者:

学号： 机械工程学院 机械工程及自动化

全气动多自由度关节型机器人的

结构优化研究

学院(系): 专题

业: 目:

指导者： 评阅者：

(姓名) (姓名)

(专业技术职务) (专业技术职务)

2007 年 6 月

毕业设计说明书（论文）中文摘要

由于气动机器人具有运动速度快、成本低、绿色环保等特点，被广泛应用于各工业生产领域中。相比于直角坐标型机器人而言，关节型机器人具有操作灵活、适用范围广、占地面积小等优点。SMC南京技术中心在前期的研究中，开发了一种全气动多自由度关节型机器人，制作了样机并进行了试验研究。前期的研究发现，该关节型机器人的腰部回转关节存在较大的定位误差，很大程度地影响了该机器人的工作精度和可靠性。为了解决这一问题，论文在分析了原有结构方案的基础上对全气动多自由度关节型机器人的腰部回转关节进行结构优化设计和试验研究，具体完成的工作如下：(1)分析了腰部回转关节原有结构的齿轮齿条传动的缺点以及引起定位振动的原因， 在综合分析了各种传动方式优缺点的基础上，研究了腰部回转关节的总体优化方案。(2)对同步带传动进行了结构设计，并制作了改进结

错误！未找到引用源。

南京理工大学

毕业设计说明书(论文)

作

者:

学号： 机械工程学院 机械工程及自动化

全气动多自由度关节型机器人的

结构优化研究

学院(系): 专题

业: 目:

指导者： 评阅者：

(姓名) (姓名)

(专业技术职务) (专业技术职务)

2007 年 6 月

毕业设计说明书（论文）中文摘要

由于气动机器人具有运动速度快、成本低、绿色环保等特点，被广泛应用于各工业生产领域中。相比于直角坐标型机器人而言，关节型机器人具有操作灵活、适用范围广、占地面积小等优点。SMC南京技术中心在前期的研究中，开发了一种全气动多自由度关节型机器人，制作了样机并进行了试验研究。前期的研究发现，该关节型机器人的腰部回转关节存在较大的定位误差，很大程度地影响了该机器人的工作精度和可靠性。为了解决这一问题，论文在分析了原有结构方案的基础上对全气动多自由度关节型机器人的腰部回转关节进行结构优化设计和试验研究，具体完成的工作如下：(1)分析了腰部回转关节原有结构的齿轮齿条传动的缺点以及引起定位振动的原因， 在综合分析了各种传动方式优缺点的基础上，研究了腰部回转关节的总体优化方案。(2)对同步带传动进行了结构设计，并制作了改进结

错误！未找到引用源。

南京理工大学

毕业设计说明书(论文)

作

者:

学号： 机械工程学院 机械工程及自动化

全气动多自由度关节型机器人的

结构优化研究

学院(系): 专题

业: 目:

指导者： 评阅者：

(姓名) (姓名)

(专业技术职务) (专业技术职务)

2007 年 6 月

毕业设计说明书（论文）中文摘要

由于气动机器人具有运动速度快、成本低、绿色环保等特点，被广泛应用于各工业生产领域中。相比于直角坐标型机器人而言，关节型机器人具有操作灵活、适用范围广、占地面积小等优点。SMC南京技术中心在前期的研究中，开发了一种全气动多自由度关节型机器人，制作了样机并进行了试验研究。前期的研究发现，该关节型机器人的腰部回转关节存在较大的定位误差，很大程度地影响了该机器人的工作精度和可靠性。为了解决这一问题，论文在分析了原有结构方案的基础上对全气动多自由度关节型机器人的腰部回转关节进行结构优化设计和试验研究，具体完成的工作如下：(1)分析了腰部回转关节原有结构的齿轮齿条传动的缺点以及引起定位振动的原因， 在综合分析了各种传动方式优缺点的基础上，研究了腰部回转关节的总体优化方案。(2)对同步带传动进行了结构设计，并制作了改进结