发布时间 : 星期一 文章课题 - 6自由度多关节工业机器人图纸更新完毕开始阅读5b25342d04a1b0717ed5dd98
受技术快速发展、劳动力资源不断稀缺、生产效率要求近一步提高等因素影响，全球工业机器人将迎来更为广阔的发展空间和更高的发展速度。在区域分布上，随着亚洲地区制造业的发展，各项产业对于工业机器人的需求量增加，使得工业机器人市场需求逐渐由欧美地区转移到亚洲地区。 （2）技术日益智能化、模块化和系统化
从近几年世界推出的机器人产品来看，新一代工业机器人正在向智能化、模块化和系统化方向发展。
（3）西方工业化发达国家纷纷进行战略部署
美国：推行“再工业化”战略，大力发展工业机器人，希望重振制造业。
日本：日本可以称得上是“机器人大国”。2004年5月发布的“新产业发展战略”明确了机器人产业等7个产业领域为重点发展产业。近两年又开始重新审视机器人产业政策。
韩国：2009年公布《智能机器人基本计划》，2012年10月发布了“机器人未来战略展望2022”，将政策焦点放在了扩大韩国机器人产业并支持国内机器人企业进军海外市场方面。
欧盟：欧盟2011年8月通过了一份发展制造业计划，提出新工业革命概念，以机器人和信息技术为支撑，实现制造模式的变革。图1.2为德国KUKA防爆机器人。
图1.1雪豹－10排爆机器人图1.2德国KUKA防爆机器人
1.4 工业机器人相关技术
工业机器人按坐标系统可分为以下五种：
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(1)圆柱坐标型这种机器人只有一个转动关节，其余都是移动关节，它的空间定位较为直观，但其移动副不易防护，手臂伸缩的时候，可能与其他物体相碰撞。
(2)直角坐标型只具有移动关节，其运动部分看起来是由三个相互垂直的直线组成，其工作空间图形为矩形。控制算法简单，没有耦合；占地面积大，工作空间较小，结构刚度高，操作类似于数控机床。
(3)球坐标型这是有两个转动关节、其余为移动关节的机器人，有着占地面积大，工作空间大具有结构紧凑、工作空间范围大的特点，但结构复杂。
(4)关节型具有三个转动关节的机器人，其动作灵活，工作空间大，结构紧凑，占地面积也小，但是其运动学复杂，计算困难，计算量大
(5)SCARA型平行的肩关节和肘关节，关节轴线共面垂直平面刚度好，水平面柔顺性好结构轻便，响应快，适用于平面定位，垂直装配作业
1.5本文主要内容
完成工作方案的初步设计；
（1）通过阅读学习工业机器人的相关书籍和论文，确定了工业机器人使用方式，（2）设计了腰部、大小臂和腕部的传动方案，并总结出其总体设计方案； （3）运用数学知识，作图计算其工作空间，根据D-H对其进行运动学分析，计算主要结构尺寸要素；
（4）设计各轴结构样式，进行三维建模，并利用Solidworks软件，选择其驱动电机类型；
（5）对关键的零部件进行校核。
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第二章总体方案与传动机构设计
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第三章工作空间分析及计算
3.1工作空间
该机器人的结构参数应该根据一定的工作空间要求来确定，工作空间是指机器人手臂末端或手腕中心所能达到的所有点的集合，也叫做工作区域。描述工作空间的手腕参考点可以选在手部中心、手腕中心或手指指尖，参考点不同，工作空间的大小、形状也不同。工作空间是机器人的一个重要性能指标，是机器人机构设计要研究的基本问题之一。当给定机器人结构尺寸时，要研究如何确定其工作空间，而当给定工作空间时，则要研究机器人应具有什么样结构。本文所讨论的搬运机器人主要用于装配线末端产品的搬运，本文将用一种根据工件尺寸确定机器人位置机构参数的简便方法确定该搬运机器人的主要结构参数，包括大小臂的长度尺寸及其极限摆角。
3.2工作空间与机器人结构尺寸的相关性
工作空间的形状取决于机器人的结构型式，直角坐标型机器人的工作空间为长方体；圆柱坐标型机器人的工作空间为中空的圆柱体；球坐标型机器人的工作空间为球体的一部分；关节型机器人的工作空间比较复杂，一般为多个空间曲面拼合的回转体的一部分。
直角坐标型机器人工作空间的大小取决于沿X、Y、Z三个方向机器人行程的大小。圆柱坐标型机器人工作空间的大小取决于立柱的尺寸和水平臂沿立柱的上下行程，还取决于水平臂尺寸及水平伸缩行程。球坐标型机器人工作空间的大小取决于工作臂的尺寸、工作臂绕垂直轴转动的角度及绕水平轴俯仰的角度。关节型机器人工作空间的大小取决于大小臂的尺寸、大小臂关节转角的角度以及大臂绕垂直轴转动的角度。
图3.1位置简化模型
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