论文总字数：10901字

摘 要

工业机器人技术是许多学科知识的综合，机器人广泛应用在很多领域。随着机器人技术的不断深入发展 ，机器人技术应用情况也逐渐成为了一个重要标志，彰显了一个国家工业自动化水平。因此国家越来越重视工业机器人技术发展，在对工业工业机器人技术的研究和应用投入了大量的人力和物力。

本文的主要任务是通过对现有的机械手设计方案理论的研究分析，完成对三自由度机械手腕部的设计。根据设计要求，先确定一个腕部的传动系统 ，通过计算求出腕部传动比和符合设计要求的电机功率。在完成对电机选型和对传动机构的设计后，设计腕部结构的各零件，包括锥齿轮，带轮和同步齿形，并且进行校核，确定所设计的腕部结构合理并且能满足设计要求。并且利用CAD制图软件完成对机械手腕部机构绘制，同时通过单片机控制，设计一个合理的控制电路。

关键词:三自由度 机器人 腕部 结构设计

Three-degree-of-freedom Manipulator wrist Design (10Kg)

Abstract

Industrial robot technology is the synthesis of many disciplines and robots are widely used in many fields. With the continuous level of industrial automation Therefore China attaches more and more importance to the development of industrial robot technology and has invested a lot of manpower and material resources in the research and application of industrial robot technology.

The main task of this paper is to complete the design of the manipulator wrist with three degrees of freedom through the research and Calculate the wrist transmission ration the design reauirements of them or power After thecompletion of the motorselection and transmission mechanism design, design the wrist structure of the parts, including bevel gear, belt wheel and synchronous tooth shape, and check determine the design of the wrist structure is reasonable and can mee the design requirements. And the use of CAD ware to complete the manipulator wrist mechanism drawing, at the same time through SCM control, design a reasonable control circuit

Key words: Three-degree-of-freedom;Robot wrist;Architectonics

目录

摘 要 2

Abstract 3

第一章 绪论 5

1.1工业机器人简介 5

1.2机器人设计 6

第二章 机器手腕部设计 7

2.1机器手腕部总体设计概述 7

2.2腕部机构主要参数 7

2.3腕部结构选型 8

第三章 机械部分设计及零件选型 10

3.1选择传动装置 10

3.1.1传动机构的设计 10

3.1.2电机选型 10

3.2 传动比和重要参数计算 12

3.2.1腕转运动 12

3.2.2腕摆运动 12

3.3锥齿轮组设计 13

3.3.1锥齿轮的主要技术参数 13

3.3.2轮齿的受力分析和强度计算 15

3.4选择带轮和齿形带 16

3.4.1带轮的选择 16

3.4.2齿形带的设计 17

第四章 单片机控制部分 20

4.1 电气控制的结构框图 20

4.1.1确定控制元件 20

4.2控制原理 21

4.3控制程序编写 21

第五章 运动规划 26

5.1运动规划的概念 26

5.2机械手腕部运动规划 26

第六章 经济分析及可持续发展 27

6.1经济分析 27

6.2可持续发展分析 27

第七章 总结 29

致谢 30

参考文献 31

第一章 绪论

工业机器人是一项运用在自动化生产中的新技术，同时也是机械制造业中不可或缺的一部分。工业机器人在我国被广泛应用于各类制造业，大到汽车制造，航天设备制造，高铁动车设备，小到水杯，文具等日常生活学习用品的生产制造过程中都有工业机器人的身影。工业机器人技术近年来在 内发展十分迅速，与我国传统的工业制造设备相比，工业机器人不仅有能提高劳动生产率，加快实现工业生产机械自动化等优势，同时应用也更加广泛，在一些条件恶劣的特殊生产环境下也能有效工作。所以工业机器人被不断重视，各先进工业国家先后投入大量人力物力资源加以研究和应用。

本次课题通过对通用机器手的结构特性的分析和研究，完成三自由度机械手腕部的设计，并借助CAD/proe软件完成 应力分析，机械设计，控制程序编程，运动规划等，在现代工业中贾公过程中，通过完成腕部与机械手手臂等其他部位能够协调工作，得以实现所要求的各种动作。

本次课程设计，我的思路是：1，通过对目前通用机器人的腕部的参考学习，分析在机械手运动过程中腕部机构所起到的作用，同时分析机械手腕部的结构特点。2，根据设计要求选择合理的机构，规划传动路线。3，分析机构，对部分零部件进行设计、组装。4，通过单片机完成控制部分的设计并完成控制电路图。

1.1工业机器人简介

工业机械人的应用是近年来运用在自动化生产过程中的一项新技术。机械人迅速发展的积极作用 ：第一，代替人工劳动，第二，生产效率高，产品品质更高 ;第三，能适应一些操作条件恶劣的环境。由于械手的运用，改善了劳动条件，与此同时也大幅度提高了劳动生产率，此外也能加快工业生产机械化和自动化进程。在我国，工业机器人这几年来发展得十分迅速，并且效果不错， 铁路工业 和机械制造工业部门对工业机器人发展都有很大的重视。

1.2机器人设计

通常有三种类型的机械手。1:不需要人工操作的独立设备按任务要求编程完成操作。2.具体的操作可以通过操作机器来完成，例如在工业中经常使用的铸造机器。3、专用机械手,用于自动打标或自动流水线上下料及工件的传递

请支付后下载全文，论文总字数：10901字