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1绪论1
1.1选题的依据及意义1
1.2研究现状及发展趋势1
1.3本课题的研究设计内容及方法3
1.4课题的完成情况5
2焊接机器人机构运动学分析6
2.1运动学分析数学基础-齐次变换（D-H变换） 6
2.2变换方程的建立7
2.3运动学分析处理方法9
2.4逆解过程10
2.5本章小结28
3结构设计30
3.1小车行走结构设计30
3.2摆动关节电机选择36
3.3本章小结36
结束语38
致谢39
参考文献40
附录41
1.2.2焊接机器人机构设计的研究现状及发展趋势
在当前，机器人的机构设计绝大部分还是采用依据具体的情况来设计专用焊接机器人，称之为固定结构的传统机器人，其运动特性使特定机器人仅能适应一定的范围,不利于机器人的发展。解决这一问题的方法就是利用关节模块和连杆模块,根据具体的要求开发可重构机器人系统。下面为当前一些人所做的研究：
(1) Benhabib等人建立的机器人库,将模块分成模块单元连接器、连杆模块、主关节模块和末端关节模块四类[13]；
(2) 1999年DanielaRus等提出了一种由晶体结构“分子”组成的可自重构机器人系统[13]；
(3)上海交通大学的费燕琼和沈阳航空工业学院的张艳丽等对模块化机器人的构形设计进行了研究[13]。
1.2.3运动学分析的常用方法
机器人逆运动学问题在机器人运动学、动力学及控制中占有非常重要的地位，直接影响着控制的快速性与准确性。逆运动学问题就是根据已知的末端执行器的位姿(位置和姿态)，求解相应的关节变量。
目前机器人运动学逆解方法有三种：
(1)以手臂的精确的几何模型为前提研究求解运动学方程的方法（几何法）。
该法只能用于特定结构的机器人。
(2)通常在假设机器人的雅可比矩阵已知的前提下，利用其逆矩阵来求解逆运动学（齐次变换法）。
(3)智能求解方法。
该方法典型的有：基于学习的算法和神经网络算法；基于扩散方程的学习算法。
1.3本课题的研究设计内容及方法
本课题所涉及的内容主要是两块，分别为关于集装箱波纹板三自由度焊接机器人机构的运动学分析，该机器人车体结构的设计。
2．本设计（）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：
本课题是集装箱波纹板焊接机器人机构运动学分析及车体机构设计，通过十字滑块选用，进而组成的焊接机器人能够解决波内斜边段焊缝外观成形与直线段焊缝不一致的问题。研究内容如下：
1、在广泛调研的基础上，熟悉机器人的应用的现场环境，明确设计目标；
2、设计出该焊接机器人的机构方案，并对其进行运动学逆界，证明所选方案可行；
3、设计出小车车体结构，并在图纸上绘制出机器人的装配图。
应达到的技术要求如下：
1、所求焊接过渡段中的过渡运动能较好的衔接直线段与波内斜边段的运动；
2、三自由度焊接机器人三个运动关节可按照一定的运动规律协调动作。
总体设计图
移动小车装配
摆动关节
摆动关节支板
车轮
车轮轴
车体
