摘要：就目前的工业发展趋势，我国逐步迈进机器时代，工业机器人的种类多种多样，而码垛机械手在工厂中的应用尤其广泛，由于机械手的产生使人类的劳动力得以降低，工厂的工作效率得以提高，这是码垛机械手生产的重要意义所在。本课题主要针对于关节型的码垛机械手的结构设计，本机械手大体分为五部分，主要由腰部旋转，大臂俯仰运动，小臂上下运动，腕部旋转和抓子抓取开合组成。首先将底座设计成圆柱形，期间通过连接板与固定面相连接，连接板分布于三个120°方位，每个连接板上分别有三个紧固螺栓连接，结实可靠，大臂内部采用工字钢形式，外部设计为圆柱与长方体结合小臂采用近三角形的结构设计保证与大臂能够很好的相连且运行稳定。爪子部分采用抓钩式设计，从而能够保证货物在被移动过程能够有很强的约束力。本论文整体设计采用电动系统，通过对电机和减速器的选型计算，强度校核来有效控制机械手的运动。在爪子部分采用气动系统，通过气缸来控制手抓开合。为了将理论转化为实际，将设计呈现在装配图中，完成设计任务。57652

毕业论文关键词： 码垛；工业机器人；关节型；结构设计

Design of Industrial robot

Abstract: As far as the modern industrial society.We gradually towards the development of automation.There are various kinds of industrial robots.The most widely used is the palletizing robot. The most important meaning of palletizing robot is reduce labor and improve the efficiency.This task mainly aim at the joint type structure design for palletizing robot.It includes five parts,waist rotation,large arm pitching motion,forearm seesaw motion and paw’s opening-closing movement.The cylindrical base connected the earth through a connecting plate and a fastening bolt.they are distributed in the direction of 120 degree.The big arm using I-beam，Small arm using parallel quadrilateral structure and the end effect-or by hook type.Through the electric system, the motor and reducer of the selection of the calculation to achieve the movement of the robot arm.Claws part adopts pneumatic system, through the opening and closing cylinder to control the finger.Finally,Will theory into practice complete the design task on the drawings.

Key words: Palletizing; industrial robot; joint; structural design

目  录

1  绪论  1

1.1  背景、目的及意义1

1.2  工业机械手发展状况2

1.3  研究方案 4

1.4  注意事项 4

2  码垛机械手总体结构 5

2.1  驱动方式5

2.2  材料选择5

2.3  结构选择6

3  码垛机械手结构分析 7

3.1 码垛机械手任务空间分析7

  3.2 码垛机械手手爪结构设计 9

3.2.1  码垛机械手手爪强度分析 11

3.2.2  控制手抓开合气缸选型 12

  3.3 腕部连接轴分析设计 13

3.3.1 腕部电机减速器选型及计算 13

3.4  码垛机械手腰臂结构设计15

3.4.1手臂关节选型强度校核 15

3.4.2 电机选型及计算 15

3.4.3 减速器选型及计算 18

3.4.4机械手的工作节拍 19

4  码垛机械手运动建模24 

4.1  大臂前后自由度结构分析24

4.2  小臂上下自由度结构分析25

5  有限元静力学分析27

5.1  机械臂支撑底座有限元分析27

5.2  大臂有限元静力学分析29

5.3  小臂有限元静力学分析31

5.4  腰部有限元静力学分析33

5.5  腕部有限元静力学分析35

结论38

谢辞39