重物提升机械手基座的结构设计论文_本科论文.doc

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1、济南大学毕业设计目录摘要IABSTRACTII1前言11.1选题背景与意义11.2目前国外机器人领域的发展现状21.3中国工业机器人行业发展现状31.4工业机器人的新发展与发展趋势41.5选题目的及意义42设计内容及方案62.1设计内容研究：62.2设计方案82.3传动过程123参数计算及校核133.1机器人工作台丝杠选择与计算133.1.1丝杠传动形式及精度选择133.1.2丝杠计算及选型143.1.3对所选丝杠进行校验153.2导轨的选择163.3腰部回转关节电机和减速器的选择173.4大臂电机、减速器计算193、5轴承的计算213.6螺栓

2、的计算214参考文献235结论24致谢25-25-济南大学毕业设计1前言1.1选题背景与意义工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化装备。机器人的研究与发展至今已有40多年的历史，它正在以制造业为中心迅速的得到推广和普及应用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。KUKA工业机器人焊接机器人工业机器人现状美国是机器人的诞生地，早在196-25-济南大学毕业设计2年就研制出世界上第一台工业机器人。但日本在从1960年代起的短短20几年的发展后，一跃成

3、为“机器人王国”，美国、德国紧随其后。目前，国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系。日系中主要有安川，OTC，松下，FANUC，不二越，川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA，CLOOS，瑞典的ABB，意大利的COMAU及奥地利的IGM公司。工业机器人已成为柔性制造系统(FMS)，工厂自动化(FA)，计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。据专家预测，机器人产业是继汽车，计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。目前全球工业机器人的著名企业是发那科（FANUC），其在2008年6月成为全球第一个安装20万台机器人的厂商，而ABB，KU

4、KA等，安装15万台左右。工业机器人作为机电一体化的最高成就，前景看好。并且已经成为柔性制造系统、自动化工厂等等应用场合的自动化工具。使用工业机器人，不仅可以保障产品生产的质量、数量；而且在保障人身的安全，改善劳动时环境，提高生产效率、降低劳动强度等方面具有明显的优势；大力发展工业机器人产业，对我国的制造业崛起有着十分积极的意义。1.2目前国外机器人领域的发展现状目前，这一行业占据优势的主要是欧美和日本，日本经过一系列的政策复制后从上世纪60年代的摇篮期、到70年代的实用期，再到80年代的普及工业机器人发展已经相对成熟，并且有效缓解了劳动力紧缺

5、，并且成功助推日本的汽车、电器等行业，使得“日本制造”成功进军欧美市场。美国作为工业机器人的诞生地，由于决策的原因将对机器人研究仅限于军事、航空、和工程等尖端领域，而并未在应用方面进行普及；但在20世纪80年代后政府开始重视工业机器人的研究，使得这一行业在美国有了长足的发展。德国是欧洲工业机器人行业的最大市场，也是最大的发展引擎。德国政府推行的一系列政策为工业机器人行业的发展开辟了道路。与此同时机器人关键基础部件的相关技术也被欧美、日本等所掌控；例如在高精度机器人减速器方面，市场份额中75%被两家日本企业占据；分别为提供RV摆线针轮减速机的日本

6、Nabtesco和提供高性能谐波减速机的日本HarmonicDrive。在伺服电动机和驱动系统方面，目前欧系的驱动部分主要有伦茨，Lust，博世力士乐等公司来提供，这些欧系电机的过载能力，动态响应好，驱动器开放性强，且具有总线接口，但是价格却昂贵。而日系品牌的工业机器人关键部件主是由安川，松下，三菱等公司提供，其价格相对降低，但动态响应能力、开放性较差，且大部分只具备模拟量和脉冲控制方式。在控制器方面，目前国外的主流机器人厂商控制器均采用在通用的多轴运动控制器平台的基础上进行自主研发的形式。对工业机器人主要制造国们来说,研发设计的经验及制造的历

7、史已经有几十年的积累,整个产学研系较为完善,技术成熟,通过相互之间的竞争、模仿，推陈出新，它们的技术对于国内来说,已近乎完美。当前国际上工业机器人的发展趋势是：-25-济南大学毕业设计1．工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降。　　2．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。　　3．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控

8、制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。　　4．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感