垂直多关节机器人臂部和手部设计含开题及13张CAD图

A总装图

摘要:由于关节型机器人具有传动原理简单、结构凑紧、所占空间体积小、相对的工作空间大，还能绕过基座周围的一些障碍物等特点。综合以上几点考虑，以及为了提高生产效率和降低劳动强度，满足特定的工作要求，课题设计的机器人为垂直多关节机器人，采用了直流伺服电机驱动，通过一系列的轴和齿轮传动顺利实现了腕部的旋转与摆动，手爪的自动抓取与放松工件运动。为了使整个机构结构紧凑，合理布置了电动机、轴和齿轮，设计了齿轮和轴的结构，并进行了强度校核计算。由于驱动电机的个数与手臂自由度的个数是紧密联系的，因此减少电机的数量不但能减小机械手臂的重量，而且还会简化整个系统的动力学与运动学的分析。传动中采用了软轴、波纹管联轴器、传动轴和两对齿轮传动。在选材方面,为了使机器人重量较轻,以及腕部能够灵活的运动,故选取轻型材料,我所设计的机器人的材料为铸造铝合金中的铝铜合金。该机器人手臂具有刚性好、传动精度高、重量轻的特点。设计中大多采用了标准件和常用件，降低了设计和制造的成本。

关键词:垂直多关节机器人；伺服电机；齿轮传动；手臂
目录
1前言4
1.1课题来源4
1.2技术要求及预期效果4
1.3本课题要解决的主要问题及设计总体思路4
1.4国内外研究现状及发展状况4
1.4.1研究现状4
1.4.2发展趋势5
2总体方案设计7
2.1机械结构类型的确定7
2.2传动方案的确定7
2.3工作空间的确定8
2.4手腕结构的确定8
2.5驱动装置的选择9
2.5.1机器人驱动方案的分析和选择9
2.5.2手腕电机的选择10
2.5.3传动比的确定及分配11
3齿轮的设计12
3.1齿轮强度的设计与校核12
3.1.1第一级圆柱齿轮传动设计12
3.1.2第二级圆锥齿轮传动设计15
4轴的设计18
4.1转腕传动轴的选择18
4.2摆腕传动轴的设计18
4.2.1圆柱齿轮轴的设计18
4.2.2轴的强度校核19
4.2.3圆锥齿轮轴的设计23
4.2.4手腕连接轴的设计24
4.2.5大臂小臂连接轴的设计25
5轴承的设计26
5.1轴承的选择26
5.2轴承的寿命计算26
6其它零部件的选用28
6.1键连接的选用28
6.2壳体的设计28
6.3机器人手臂材料的选择28
6.4机器人臂部连接件的选用28
7关节型机器人的位姿分析30
8结论34
参考文献35
致谢36
附录37

压块

原理图

右手爪

圆柱齿轮

大锥齿轮

字数

左手爪

摘要

支撑板

目录

空间位置图

臂部腕部装配图A0

设计参数

设计所包含文件

轴

齿轮轴(圆锥）

齿轮轴(直齿)