设计简介
摘 要
本设计为焊接机械手的结构设计，主要研究内容：腰部回转机构的设计；大、小臂和腕部回转的结构设计。
本设计由整体布局入手，参考现有关节型机械臂的相关设计，初步确定腰部的转动惯量，从而确定电机的选型，安装等相关设计。在机械臂的灵活和精度的前提下完成总体结构的设计，然后根据总体结构，从而确定本设计的机械臂各个主要零部件的设计。
在主要零部件的设计中，主要包括腰部壳体的设计、轴的结构设计、轴承的选择、电机的设计计算、大小臂的结构和固定等。
本设计整体在现有关节型机械臂的结构上做了修改，使得它能够更好的满足本设计的设计要求。本设计结构简单、重量轻、外形尺寸小、设备费用低、运转安全、操作方便、便于维修和管理。
关键词：机械手；谐波减速器；结构设计
ABSTRACT
The design for the design of welding structure of the manipulator, the main research contents: the design of the waist turning mechanism； structure design of large, small arm and wrist rotation.
This design by the overall layout with reference to the relevant design, the existing joint type manipulator, preliminary determine the moment of inertia of the waist, so as to determine the motor selection, installation and other related design. Complete the design of the overall structure of the flexible manipulator based on precision and the next, and then based on the overall structure, design of mechanical arm to determine the design of all the major components of the.
The design of the main components, including the housing design, structural design of shaft, bearing selection, design and calculation of the size of motor, arm structure and fixed.
The design of the whole made changes in the existing joint type manipulator structure, so that it can better meet the design requirement of this design. The design has simple structure, light weight, small size, low cost of equipment, operation safety, convenient operation, easy to repair and management.
KeyWords：robot arm；harmonic drive；structure design
9.1位姿矩阵 34
9.2焊接机器人位姿方程的正、逆解 38
总 结 41
致 谢 42
参考文献 43
本设计为焊接机械手的结构设计，主要研究内容：腰部回转机构的设计；大、小臂和腕部回转的结构设计。
本设计由整体布局入手，参考现有关节型机械臂的相关设计，初步确定腰部的转动惯量，从而确定电机的选型，安装等相关设计。在机械臂的灵活和精度的前提下完成总体结构的设计，然后根据总体结构，从而确定本设计的机械臂各个主要零部件的设计。
在主要零部件的设计中，主要包括腰部壳体的设计、轴的结构设计、轴承的选择、电机的设计计算、大小臂的结构和固定等。
本设计整体在现有关节型机械臂的结构上做了修改，使得它能够更好的满足本设计的设计要求。本设计结构简单、重量轻、外形尺寸小、设备费用低、运转安全、操作方便、便于维修和管理。
关键词：机械手；谐波减速器；结构设计
ABSTRACT
The design for the design of welding structure of the manipulator, the main research contents: the design of the waist turning mechanism； structure design of large, small arm and wrist rotation.
This design by the overall layout with reference to the relevant design, the existing joint type manipulator, preliminary determine the moment of inertia of the waist, so as to determine the motor selection, installation and other related design. Complete the design of the overall structure of the flexible manipulator based on precision and the next, and then based on the overall structure, design of mechanical arm to determine the design of all the major components of the.
The design of the main components, including the housing design, structural design of shaft, bearing selection, design and calculation of the size of motor, arm structure and fixed.
The design of the whole made changes in the existing joint type manipulator structure, so that it can better meet the design requirement of this design. The design has simple structure, light weight, small size, low cost of equipment, operation safety, convenient operation, easy to repair and management.
KeyWords：robot arm；harmonic drive；structure design
目 录
第一章 绪论 1
第二章 焊接机器人的总体方案 5
2.1总体设计的思路 5
2.2自由度和坐标系的选择 5
2.3自由度和坐标系的选择 6
2.4焊接机器人结构设计的基本要求 6
2.5机械手的组成 7
第三章 驱动方式的选择 11
3.1 液压驱动 11
3.2 气压驱动 11
3.3 电机驱动 12
第四章 传动方式的选择 13
4.1带传动 13
4.2链传动 13
4.3齿轮传动 14
4.4蜗杆传动 15
第五章 焊接机器人的组成 16
5.1执行机构 16
第六章 腕部结构的设计 18
6.1腕部结构设计的基本要求 18
6.2腕部结构及选择 18
第七章 臂部结构的设计及计算 26
7.1臂部结构 26
7.2臂部结构的选择及计算校核 27
第八章 机械手机座设计 29
8.1机座结构设计 29
8.2电动机的选择 29
第九章 机械手材料选择 31
9.1材料选择原则 31
第十章 焊接机器人的运动轨迹计算 34 第一章 绪论 1
第二章 焊接机器人的总体方案 5
2.1总体设计的思路 5
2.2自由度和坐标系的选择 5
2.3自由度和坐标系的选择 6
2.4焊接机器人结构设计的基本要求 6
2.5机械手的组成 7
第三章 驱动方式的选择 11
3.1 液压驱动 11
3.2 气压驱动 11
3.3 电机驱动 12
第四章 传动方式的选择 13
4.1带传动 13
4.2链传动 13
4.3齿轮传动 14
4.4蜗杆传动 15
第五章 焊接机器人的组成 16
5.1执行机构 16
第六章 腕部结构的设计 18
6.1腕部结构设计的基本要求 18
6.2腕部结构及选择 18
第七章 臂部结构的设计及计算 26
7.1臂部结构 26
7.2臂部结构的选择及计算校核 27
第八章 机械手机座设计 29
8.1机座结构设计 29
8.2电动机的选择 29
第九章 机械手材料选择 31
9.1材料选择原则 31
9.1位姿矩阵 34
9.2焊接机器人位姿方程的正、逆解 38
总 结 41
致 谢 42
参考文献 43
