绪论
喷漆机器人【spray painting robot】可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。中国研制出几种型号的喷漆机器人并投入使用，取得了较好的经济效果。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。多采用5或6自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动，其腕部一般有2～3个自由度，可灵活运动。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面。喷漆机器人一般采用液压驱动，具有动作速度快、防爆性能好等特点，可通过手把手示教或点位示数来实现示教。喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。
机器人首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机器人。它的结构特点是机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。
日本是工业机器人发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进两种典型机器人后，大力从事机器人的研究。目前工业机器人大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；控制方式则为开环式，没有识别能力；改进的方向主要是降低成本和提高精度。
第二代机器人正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息进行反馈，使机器人具有感觉机能。
第三代机器人（机器人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System) 和柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell) 中的重要一环。
随着工业机器人研究制造和应用领域不断扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。国际工业机器人会议ISIR决定每年召开一次会议，讨论和研究机器人的发展及应用问题。
目前，工业机器人主要用于装卸、搬运、焊接、铸锻和热处理等方面，无论
数量、品种和性能方面还不能满足工业生产发展的需要。使用工业机器人代替人工操作的，主要是在危险作业（广义的）、多粉尘、高温、噪声、工作空间狭小等不适于人工作业的环境。
在国外机械制造业中，工业机器人应用较多，发展较快。目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先制订的作业程序完成规定的操作，但还不具备传感反馈能力，不能应付外界的变化。如发生某些偏离时，就将引起零部件甚至机器人本身的损坏。
随着现代化科学技术的飞速发展和社会的进步，针对于上述各个领域的机器人系统的应用和研究对系统本身也提出越来越多的要求。制造业要求机器人系统具有更大的柔性和更强大的编程环境，适应不同的应用场合和多品种、小批量的生产过程。计算机集成制造（CIM）要求机器人系统能和车间中的其它自动化设备集成在一起。研究人员为了提高机器人系统的性能和智能水平，要求机器人系统具有开放结构和集成各种外部传感器的能力。然而，目前商品化的机器人系统多采用封闭结构的专用控制器，一般采用专用计算机作为上层主控计算机，使用专用机器人语言作为离线编程工具，采用专用微处理器，并将控制算法固化在EPROM中，这种专用系统很难（或不可能）集成外部硬件和软件。修改封闭系统的代价是非常昂贵的，如果不进行重新设计，多数情况下技术上是不可能的。解决这些问题的根本办法是研究和使用具有开放结构的机器人系统。
美国工业机器人技术的发展，大致经历了以下几个阶段：
（1）1963-1967年为试验定型阶段。1963-1966年，万能自动化公司制造的工业机器人供用户做工艺试验。1967年，该公司生产的工业机器人定型为1900型。
（2）1968-1970年为实际应用阶段。这一时期，工业机器人在美国进入应用阶段，例如，美国通用汽车公司1968年订购了68台工业机器人；1969年该公司又自行研制出SAM新工业机器人，并用21组成电焊小汽车车身的焊接自动线；又如，美国克莱斯勒汽车公司32条冲压自动线上的448台冲床都用工业机器人传递工件。
（3）1970年至今一直处于推广应用和技术发展阶段。1970-1972年，工业机器人处于技术发展阶段。1970年4月美国在伊利斯工学院研究所召开了第一届全国工业机器人会议。
其他国家，如日本、苏联、西欧，大多是从1967，1968年开始以美国的“Versatran”和“Unimate”型机器人为蓝本开始进行研制的。就日本来说，1967年，日本丰田织机公司引进美国的“Versatran”,川崎重工公司引进“Unimate”，并获得迅速发展。通过引进技术、仿制、改造创新。很快研制出国产化机器人，技术水平很快赶上美国并超过其他国家。经过大约10年的实用化时期以后，从1980年开始进入广泛的普及时代。
我国虽然开始研制工业机器人比较慢，但是由于种种原因，工业机器人技术的发展还是很迅速的。目前我国已开始有计划地从国外引进工业机器人技术，通过引进、仿制、改造、创新，工业机器人将会获得快速的发展。
因此，从长远看，产品的生产成本还会大大降低。而机器人价格的降低使一些中企业投资购买机器人变得轻而易举。因此，工业机器人的应用在各行各业得到飞速发展。
1 喷漆机器人小臂工作原理
手臂伸缩驱动装置上在终端焊有法兰的管子组成的气缸。在气缸内装着空心活塞杆，在其前端固定夹持器。法兰上固接俩个壳体。
在壳体中压入黄铜衬套，它是活塞杆的导向套。在活塞杆上刚性连接着卡箍，在其上固定着带有使活塞杆限位的两个挡块的杆。沿杆移动挡块可以调节手臂的行程。挡块的位置由螺钉固紧。
气缸的活塞杆腔经常处于压力之下。为使手臂深处，压缩空气进入该气缸的相反腔内，由于活塞的有效面积之差，活塞杆连同杆和挡块开始向左移动，实现手臂的深处，直至位置传感器带压缩弹簧的指杆碰到挡块为止。
传感器发出伸缩机构动作信号，传到控制系统中。为将手臂缩回，使活塞杆腔中的压力降低，而活塞在活塞杆腔中空气压力作用下开始向后运动。
为增加手臂缩回的速度，在网路中的空气传输管道中装有快速排气阀。
在壳体中装有双联液压缓冲器，它保证手臂向前或向后运动接近定位点是的制动。
与活塞杆一起运动的手臂作用在挡块上市，它们压在滑阀的伸出活塞杆上，将其压入壳体中。当滑阀运动时，油通过壳体中由锥形尾部和孔所形成的环形孔从腔中流出。在滑阀移动时，环形孔截面减小，平稳的增加手臂运动阻力。以产生手臂的制动。制动效果可有节流阀调节。
2机器人的执行机构
2.1 腕部
腕部是连接手部和臂部的部件，并可用来调节焊枪的方位，以扩大焊枪的工作范围，并使手部变的更灵巧，适应性更强。手腕有独立的自由度。有回转运动上下摆动、左右摆动。一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作出所需的零件。因此在要求较大回转角的情况下，采用齿条传动或链轮以及轮系结构。本次设计的焊接机器人的腕部是利用液压缸实现手部的旋转运动。设计的焊接机器人的腕部的运动为一个自由度的回转运动，运动参数是实现手部回转的角度控制在-90~90
腕部的驱动方式采用直接驱动的方式，由于腕部装在手臂的末端，所以必须设计的十分紧凑可以把驱动源装在手腕上。机器人手腕的回转运动是由回转液压缸实现的。将夹紧活塞缸的外壳与摆动油缸的动片连接在一起；当回转液压缸中不同的油腔中进油时即可实现手腕不同方向的回转。
2.2 臂部
手臂部件是机械手的重要握持部件。它的作用是支撑腕部和手部（包括工作或夹具），并带动他们做空间运动。臂部运动的目的：把手部送到直线运动范围内任意一点。如果改变手部的姿态（方位），则用腕部的自由度加以实现。因此，一般来说臂部具有一个自由度就能满足基本要求，即臂部的伸缩运动。
臂部的运动通常用驱动机构（如液压缸或者气缸）和各种传动机构来实现，从臂部的受力情况分析，它在工作中既受腕部、手部的静、动载荷。因此，它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和定位精度直接影响机械手的工作性能。本次设计实现臂部的前后伸缩运动。臂部的运动参数：伸缩行程：1850mm；伸缩速度：1200mm/s~1400mm/s。机器人臂部的伸缩使其手臂的工作长度发生变化，在直角坐标式结构中，手臂的最大工作长度决定其末端所能达到的最远距离。伸缩式臂部机构的驱动可采用液压缸直接驱动。
本次课程设计主要采用气缸为主要动力机构。
3 设计主要技术参数
3.1 小臂
伸缩行程600mm
伸缩速度：1200mm/s~1400mm/s 回转范围：-90 ~ +90
3.2 腕部
回转范围：-90 ~ +90
4 腕部的设计和计算
4.1 基本要求与结构
（1）具有一个自由度的回转驱动的腕部结构它具有结构紧凑、灵活等优
点而被广腕部回转，总力矩从，需要克服以下几种阻力：克服启动惯性所用。回转角由动片和静片之问允许冋转的角度来决定（一般小于270。〉。
（2）力齿条活塞驱动的腕部结构在要求回转角大于270。的情况下，可釆用齿条活塞驱动的腕部结构。这种结构外形尺寸较大。
（3）具有两个自由度的回转驱动的腕部结构它使腕部具有水平和垂直转
动的两个自由度。
（4）机-液结合的腕部结构。
4.2 驱动结构的选择
腕部结构选择具有一个自由度的回转驱动腕部结构，釆用液压驱动。
4.3腕部设计及计算
4.3.1手腕静载荷分析
手腕自重35kg，机器人满载，即手部夹取100kg重物，手腕质心可认为位于腕部连接轴的轴线上，且手腕质量分布均匀，重物距腕部轴线400mm，取g=9.8m/s2。
1、水平位置载荷分析
如装备图中所示，手腕处于水平位置，将手腕简化为杆，左端受到重物的拉力F1，右端受到腕部连接轴对其的反力F2，与手腕同轴的链轮上的扭矩M，及手腕的自重G。其受力如图1所示。
图1
图中各载荷：
F 1=1000N ，
G =240N ，F 2，M ，待求解；AB =600mm 。
由于小臂处于静止状态，故各分力合力为零，由此可列出方程组：
012=++G F F 01=?+AB F M
解方程组可得： F 2=1240N ，M =600N ·m 。
F 1
F 2
M
A
G
B
5 小臂的设计与计算
5.1小臂设计的基本要求
臂部设计首先要实现所要求的运动，为此，需要满足下列各项基本要求：一、臂部应承载能力大、刚度好、自重轻
对于机械手臂部或机身的承载能力，通常取决于其刚度。以臂部为例，一般结构上较多采用悬锊梁形式（水平或垂直悬仲〕。显然仲缩锷杆的悬仲长度愈大，则刚度愈差。而且其刚度随着臂杆的伸缩不断变化。对机械手的运动性能、位置精度和负荷能力影响很大。为提高刚度，除尽可能缩短臂杆的悬伸长度外，尚应注意以下几方面：
（1）根据受力情况，合理选择截面形状和轮廓尺寸；
（2）合理布置作用力的位置和方向
（3）注意简化结构
（4）提高配合精度
二、臂部运动速度要高，惯性要小
机械手手部的运动速度是机械手的主要参数之一，它反映机械手的生产水平。对于高速度运动的机械手，其最大移动速度设计在最大回转角速度设计在内，大部分平均移动速度为，平均回转角速度在。在速度和回转角速度一定的愔况下，减小自身重量是减小惯性的最有效，最直接的办法，因此机械手臂部要尽可能的轻。
三、手臂动作应该灵活
为减少手臂运动之间的摩擦阻力，尽可能用滚动摩擦代替滑动摩擦。对于悬臂式的机械手，其传动件、导向件和定位件布置合理，使手臂运动尽可能平衡，以减少对升降支撑轴线的偏心力矩，特别要防止发生机构卡死（自锁现象）。为此，必须计算使之满足不自锁的条件错误
四、位置精度要求高
一般来说，直角和圆柱坐标式机械手位置精度要求较高；关节式机械手的位置精度最难控制，故精度差；在手臂上加设定位装置和检测结构，能较好地控制位置精度，检测装置最好装在最后的运动环节以减少或消除传动、啮合件间的间隙。
总结：除此之外，要求机械手的通用性要好，能适合多种作业的要求；工艺
性好，便于加工和安装；用于热加工的机械手，还要考虑隔热、冷却；用于作业区粉尘大的机械手还要设置防尘装置等。
以上要求是相互制约的，应该综合考虑这些问题，只有这样，才能设计出完美的、性能良好的机械手。
5.2 小臂运动机构的选择
5.2.1通过以上，综合考虑，本次设计选择液压缸缓冲机构，使用液压
驱动。
和气压缸伸缩机构，使气压驱动 5.3 手臂直线运动的驱动力计算
首先进行粗略的计算，或者类比同类结构，根据运动参数初步确定有关机构的主要尺寸，在进行校核计算，修正设计。如此反复，最终绘出结构图。
做水平运动伸缩直线运动的气压驱动力，应根据气压缸运动时所克服的摩擦力合惯性力几个方面的阻力确定。
活塞杆驱动力计算公式：
F=（A1P1-A2P2）
5.3.1 小臂摩擦力的计算
=∑a M
b aF L G =总 得
∑=0Y
a F F G =+
b 总
得 b a F F F F F μμ+=+=a b 摩摩摩
??
?
???+=∴a L G F a 2总摩μ 式中G 为参与运动的零部件所受的总重力（N ）
L 为手臂与运动零部件的总重量的重心到导向支撑的前端的距离（m ） a 为导向支撑的长度（m ）
μ为摩擦系数，对于静摩擦切无润滑时：
钢对青铜：取μ=0.1~0.15 钢对铸铁：取μ=0.18~0.3
选取：G=500N, L=1.21m, a 设计为0.016m. 将数据带入并计算：
N a L G F 3.98916.016.0414.123.0500a 2=??
?
??+???=??????+=μ摩 5.3.2 小臂惯性力的计算
本设计要求手臂平动V=1200m/s ；假定：在计算惯性力的时候，设置启动时间，启动速度：
t
g G F ??=v 总惯
t g G F ??=v 总惯=N s kg N s
m N 5.6502.0/8.9/2.11070=??
5.3.3 臂部回转运动驱动力矩的计算
臂部回转运动驱动力矩应根据启动时产生的惯性力矩与回转部件支承处的摩擦力矩来计算。由于启动过程一般不是等加速运动，故最大驱动力矩要比理论平均值大些，一般取平均值的1.3倍。故驱动力矩Tq 可按下式计算。
T q =1.3（T m +T g ）（N ·m ） 式中，T m —各支承处的总摩擦阻力矩； T g —启动时的惯性力矩，可按下式计算 T g =Jw /
式中，J —手臂部件对其回转轴线的转动惯量； w —回转臂的工作角速度； —回转臂启动时间。
如果零件作为质点，它对回转轴线的转动惯量为 J a =G
/g
如果零件重心位置与回转轴线不重合，则它对回转轴线的转动惯量为 J a =J 0+(G
/g )
式中，J —零件对其重心的转动惯量；
p-零件的重心位置到回转轴线的距离； G —零件的重量； g —重力加速度（10m/
） 当Tm =1200，p=600mm,w =60
时有：
Tq=m N /5880120036003.1=+?
5.3.4 密封装置的摩擦阻力
不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂设计中，采用梯形密封，当气压缸工作压力小于10Mpa 。气缸处密封的总摩擦阻力可以近似为：F 摩=65N 。 经过以上分析计算最后计算出液压缸的驱动力：F=1243.8N 5.4 缸筒设计参数及校核
(1)缸筒材料：选择ZG310-570铸钢,其抗拉强度b σ=570a Mp (2)缸筒壁厚δ及校核：取壁厚δ=7.5mm
3.0125.0405
08.0<==
<
D
δ
因此属于普通壁厚
缸筒壁厚的校核
m a x
m a x 2.33s p D p δσ≥
-
式中：max p -缸筒内最高工作压力；max p =7
pa
M
s σ-材料的许用应力 5701145pa b s pa
M M σση===
η-材料的安全系数η=5
max max 740 1.16
2.33 2.311437
s P D mm
p δσ?≥
==-?-?
校核δ符合要求
(3)缸筒外径： 67mm
6 活塞杆强度和刚度校核
活塞杆的尺寸要满足气缸的运动要求和强度要求，对于杆长L大于直径d15倍以上，按拉、压强度计算：
σ
=
F/
A
活塞杆直径17mm,长度800mm,现进行校核，
σ<[σ]
=
A
F/
满足强度要求
刚度的校核：
图2
现按照最小直径进行校核，为方便计算把其当做一悬臂梁，如图2
取载荷F=400N，L=800mm.
梁转角：EI 2Fl 2
-=θ
梁挠度：EI
Fl 33
-=ω
其中E 为材料的弹性模量，E=210GPa I 为转动惯量：取I=1.1-1010?
EI=24
[]θθ<=∴d -0.00249ra
[]ωω<-=mm 0288.0
所以活塞杆满足强度要求
7 组件的选择
7.1 腕部轴承选型
连接轴直径D =17mm ，轴受力F =5323.56N ，肘部为增加运动柔顺度，使用四个轴承，单个轴承受力为F /4=1198.39N 由于该轴承只承受很小的轴向力，故可选用深沟球轴承。
由以上各条件，可选用单独铸造的深沟球轴承。 轴承寿命可由下式进行计算：
()h P C n L h
ε
??
? ??=6010610 式中，C —轴承径向载荷；
P —当量动载荷；
ε—寿命系数。球轴承：ε=3； N —轴承的转速，r /min 。
该轴承只承受径向力，故P =2198.39N ，将各值带入公式中，得轴承寿命为：
h L h 7101077.8?=
7.2 壳体连接螺钉的选择
液压缸工作压强为P=1Mpa,所以螺钉间距t 小于150mm,试选择2个螺钉，
0.08
0.1256125.61504
2
D
m mm mm
ππ?=
==≤，所以选择螺钉数目合适Z=2个
受力截面22
2
2
2
80320.0034361164mm mm S R r m πππ-=-==
6100.003436116
2267.842PS F N
Z ?===所以，
F KF
=预，此处连接要求有密封性，故k 取（1.5-1.8），取K=1.6。
1.62267.843628.54F KF N N
==?=预
所以
2267.843628.54=589F F F N N =+=+总预
螺钉材料选择Q235，
[]240
1601.5s
MPa n
σσ=
=
=则，安全系数n 取1.5（1.5-2.2）
螺钉的直径由下式得出
[]
41.3
F d πσ?≥
，F 为总拉力即
F F =总
[]
6
4 1.34 1.35896.38
7.813.1416010F
d mm
πσ???≥
=
=??
螺钉的直径选择d=8mm.
7.3 齿轮齿条外部缸体的螺栓选择 六角头螺栓 M6，4个 六角头螺栓 M10，1个
7.4 轴承润滑方式选择
加工中心的主轴轴承的润滑方式有：油脂润滑、油液循环润滑、油
雾润滑、油气润滑等方式。
油脂润滑方式是当前加工中心主轴轴承上最常用的润滑方式，特别
在前支承轴承上更是常用。如主轴箱中无冷却润滑油系，则后支承和其它轴承，亦应采用油脂润滑方式，所用油脂种类：高级锂基油脂或德国产NUB —15型油脂。
。油脂过多，会加剧主轴发热。油脂封入量的概略计算式如下：
-522
V = f x 10D - d B （） （11）
式中 V ——油脂填充量（3
cm ）； D ——轴承外径（cm ）；
d ——轴承内径（cm ）； B ——轴承宽度（mm ）；
f 的取值。当用NN3000K 系列轴承、234400系列轴承，
f 取1.5；
当用7000C 、7000AC 系列轴承，f 取2。
采用油脂润滑方式，要采取有效的密封措施，以防止切削液或润滑
油液进入轴承中去。
8 结论
9 参考文献
[1] 濮良贵纪名刚机械设计7. 北京：高等教育出版社，2001.
[2] 邱宣怀机械设计4版北京：高等教育出版社，1997
[3] 孙志礼等主编机械设计东北大学出版社，2000
[4] 巩云鹏田万禄等编著机械设计课程设计东北大学出版社，2000
[5] 俄索罗门采夫工业机器人图册机械工业出版社，1991
机械装备设计制造综合技能大赛 设 计 说 明 书 姓名：孙小平洪耀林徐海昌 指导老师：黄伟玲 2014年9月17日 江西·赣州
摘要 随着计算机技术，人工智能技术的迅速发展以及智能采集器的不断改进和推陈出新，智能信息采集装置已经取得了很大进展。但是对于应用比较复杂通用性较高的全自动信息采集车还没有突破性的进展。智能数据信息采集车的研究将会告别信息相互孤立缺乏联动性的现象，是一个复杂的，面向智能化的，不断发现的过程。近年来，很多关于信息采集的研究和设计，尤其是智能数据信息采集车更是吸引了很多人的眼球。对于智能信息采集车来说，不但要有环境信息获取功能，还要有对信息理解和信息处理的功能。对自动信息采集车的研究是针对环境空间的识别，然后建立相应数据通道，通过雷达和无线装置把获取的数据传送到终端。 智能信息采集车采用了应用范围广，性价比高的基于单片机的多数据通道采集系统，将来自传感器的信号通过转换器转换为数字信号后由单片机采集然后利用SPI通信将数据送到主机进行数据的存储后期处理与显示实现数据处理功能强大的智能化高端信息采集设备。 智能数据信息采集车是一个集自动驾驶、环境感知、规划决策等功能于一体的综合系统。它集中的运用了人工智能、导航、传感器及自动控制等技术；应用了计算机、信息传递、通信交流等现代装备，是典型的高新技术综合体。 关键词：智能信息采集车、智能化、传感器、数据通道、现代装备
第一章绪论 (1) 1.1 信息采集的现状及发展概述 (1) 1.2信息采集车国内外研究现状 (2) 1.3智能信息采集车的背景意义 (4) 1.4 设计要求及内容 (6) 第二章智能信息采集车的结构与工作原理 (6) 2.1 数据获取装置的设计 (6) 2.2 行走方案选择 (7) 2.3基本结构 (9) 2.4工作原理 (11) 第三章智能信息采集车的功能与特点 (12) 3.1 智能信息采集车的功能 (12) 3.2智能信息采集车的特点 (13) 第四章智能信息采集车的设计思路 (15) 4.1 基本工作思路 (15) 4.2动力选择思路 (15) 4.3设计后的调整 (16) 第五章总结与展望 (17) 参考文献 (18)
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 搬运机器人结构设计与分析 摘要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。 本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论，对原有的机械结构提出了新的改进方法，并把现在的新技术应用到本课题中，从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状，提出了具体的搬运机器人设计要求，并根据搬运机器人各部分的设计原则，进行了系统总体方案设计以及包括：机器人的手部、腕部、臂部、腰部在内的机械结构设计。此搬运机器人的驱动源来自液压系统，执行元件包括：柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动，进而实现搬运机器人的实际作业。 关键词：搬运机器人；液压系统；机械结构设计；操作
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ Abstract In the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work. The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts,for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot. Keywords：Transfer robot；Hydraulic System；Mechanical Design；Operating
机器人创新设计作品说明材料学校名称：景德镇高等专科学校 作品名称：探索者机器人创新设计 作品设计成员： 作品设计时间：二零一二年十月十九日
摘要 本文主要介绍了一个基于ARM7 LPC2138，32 位的高性能主控芯片控制的探索者机器人的创新设计，该设计包括C语言编程，声控、振动、触碰、光强、闪动、黑标、白标、近红外等多种传感控制，图形化编程及便携式编程三种编程模式，能满足任何软件水平的用户实现简单或复杂的自动化控制程序及其他功能实现。 在设计中，详细的展现了探索者机器人的各个功能模块、传感器的属性功能工作状况。最后，实现整个实验功能创新设计。
目录 摘要 (1) 第一章引言 (1) 1.1 探索者机器人创新设计概 述 (2) 1.2 探索者机器人创新设计特点 (2) 1.3 探索者机器人创新设计目的 (3) 1.4 探索者机器人创新设计意义和前景 (4) 第二章、主控板 (5) 第三章、红外接收头 (5) 第四章、语音模块 (5) 第五章、LED 模块 (6) 第六章、舵机 (6) 第七章、传感器 (7) 7.1 黑标/白标传感器 (8) 7.2 近红外传感器 (8) 7.3 姿态传感器 (9) 7.4 闪动传感器 (9) 7.5 声控传感器 (10) 7.6 触碰传感器 (10) 7.7 振动传感器 (11) 7.8 触须传感器 (11) 7.9 光强传感器 (11) 第八章、编程手柄说明 (12) 第九章、C 语言编程基础指南 (13) 9.1 安装编程环境 (13) 9.2 第一个ARM 软件 (18) 9.3 烧写程序 (21) 9.4 ARM 主控板端口列表 (22) 9.5 库函数 (24) lib_io.c………………………………….…………………….………… 24
河南机电高等专科学校《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称：多功能机械手 专业：机电一体化技术 班级：机电124班 扣号： 姓名：流星 2014 年 10 月 1 日
目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15) 一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一
步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制，利用限位开关来保护电机和控制机械手位置的准停。 这个课题可以充分的体现机电一体化的由程序自动控制机械结构的运动，对自己以前的所学的课程也是一种巩固。另一方面这个机械手可以实现一定的搬运功能具有很强的实用性能。 2、发展现状和趋势
喷涂机器人设计
摘要 由于目前使用的油漆大多含有苯，笨是一种极易挥发，并且能致癌的化学物质。在没有任何防护的情况下进行喷漆作业对工人的危害极大的，因此各种各样的喷漆机器人应运而生。 本文设计了一种关节式喷漆机器人，具有六个自由度，其中手腕关节具有三个自由度，其它的关节各具有一个自由度，各个关节采用液压驱动。 本文设计的喷漆机器人采用了类似于铰链四杆机构的结构形式。驱动小臂运动的电机安装在腰部回转盘的上面，通过带动铰链四杆机构间接驱动小臂实现俯仰运动，这样避免了把液压缸直接安装在大臂和小臂的连接处，从而减小了小臂自身的重量，同时减小了驱动大臂和腰关节的液压缸所需要的功率与力矩，这种铰链四杆机构还使小臂实现自身的重力平衡从而减小了静力矩。喷漆机器人的主体采用了铝合金材料，减轻了自身的重量。喷漆机器人的整体动态性能也因此提高。 关键词：喷漆机器人；关节式；结构设计仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢50
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Abstract Nowadays most paint contains benzene．The benzene is very volatile，toxic and carcinogenic．It does harm to the workers heavily when the protection is absent．So different kinds of painting robots appeared and developed greatly． A joint type painting robot was designed in this paper．It had six degrees of freedom．The wrist had three degrees of freedom and the other joints had three degrees of freedom．The painting robot’s joints were driven by hydraulic pressure ． Parallelogram structure was used in the robot．The hydraulic cylinder which was installed on the waist turning table droved the forearm indirectly through the parallelogram structure．The structure avoided installing the hydraulic cylinder directly on the joint to reduce the forearm’s weight．So the burden of the hydraulic cylinder which drive the upper arm and the waist were reduced．Also this structure made the forearm realize balance itself and reduce the static torque．Aluminum alloy was used greatly in the robot，so the weight of the robot was reduced．Also the dynamic performance was improved． Keywords：painting robot；joint；structure design 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢50
全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305 XX学院 毕业设计说明书(论文) 作者: 学号： 学院(系): 专业: 题目: 重载搬运机器人本体结构设计【六自由 度机械手】 2015 年5月
全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305 毕业设计说明书（论文）中文摘要 机械手是一种典型的机电一体化产品，搬运机械手是机械手研究领域的热点。研究搬运机械手需要结合机械、电子、信息论、人工智能、生物学以及计算机等诸多学科知识，同时其自身的发展也促进了这些学科的发展。 本文对一种使用在搬运机械手的结构进行设计，并完成总装配图和零件图的绘制。要求对机械手模型进行力学分析，估算各关节所需转矩和功率，完成电机和减速器的选型。其次从电机和减速器的连接和固定出发，设计关节结构，并对机构中的重要连接件进行强度校核。 关键词：结构设计，机器臂，关节型机械手，结构分析
毕业设计说明书（论文）外文摘要
目录 1 绪论 (1) 1.1 引言 (2) 1.2 搬运机械手研究概况 (3) 1.2.1 国外研究现状 (3) 1.2.2 国内研究现状 (4) 1.4 搬运机械手的总体结构 (5) 1.5 主要内容 (5) 2 总体方案设计 (6) 2.1 机械手工程概述 (6) 2.2 工业机械手总体设计方案论述 (7) 2.3 机械手机械传动原理 (8) 2.4 机械手总体方案设计 (8) 2.5 本章小结 (10) 3 机械手大臂结构设计 (1) 3.1 大臂部结构设计的基本要求 (1) 3.2 大臂部结构设计 (2) 3.3 大臂电机及减速器选型 (2) 3.4 减速器参数的计算 (3) 3.5承载能力的计算 (7) 3.5.1 柔轮齿面的接触强度的计算 (7) 3.5.2 柔轮疲劳强度的计算 (7) 3.6 轴的计算校核 (8) 3.7 大臂的平衡设计 (11) 3.7.1 弹簧的受力分析 (11) 3.7.2 弹簧的设计计算 (14) 4机械手小臂结构设计 (18) 4.1 腕部设计 (18) 4.2 小臂部结构设计 (31)
1引言 1.1设计目的 机器人可以干人不愿意干的事，把人从有毒的、有害的、高温的或危险的，这样的环境中解放出来，同时机器人可以干不好干的活，比方说在汽车生产线上我们看到工人天天拿着一百多公斤的焊钳,一天焊几千个点，就重复性的劳动，一方面他很累，但是产品的质量仍然很低；另一方面机器人干人干不了的活，这也是非常重要的机器人发展的一个理由，比方说人们对太空的认识，人上不去的时候，叫机器人上天，上月球，以及到海洋，进入到人体的小机器人，以及在微观环境下，对原子分子进行搬迁的机器人，都是人们不可达的工作。 机器人是一个具有有类人的功能，比如说作业功能；感知功能；行走功能；还能完成各种动作，还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是可以编程，改变工作、动作、工作的对象和工作的一些要求。是人造的机器或机械电子装置，所以这种机器人仍然是个机器。但是目前还没有一个统一的有关机器人定义，一般来说认为机器人是计算机控制的可以编程的目前能够完成某种工作或可以移动的自动化机械，这是美国工程师协会定的一个定义，但日本和其他国家也对机器人有不同的看法，从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以又提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。那么这给机器人提出来更高层次的要求，所以要求设计出机器人。 1.2设计背景 首先我介绍一下机器人产生的背景，机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。 另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。 “迎宾机器人”是一个机电结合的制作。在现实当中，当客人来到门口时，会向客人热情的说一句“欢迎光临”，同时记下进入人数，同样当有客人从门口离
喷涂机器人项目规划设计方案 投资分析/实施方案
报告说明— 该喷涂机器人项目计划总投资3688.91万元，其中：固定资产投资2879.05万元，占项目总投资的78.05%；流动资金809.86万元，占项目总投资的21.95%。 达产年营业收入7696.00万元，总成本费用5939.17万元，税金及附加68.99万元，利润总额1756.83万元，利税总额2068.14万元，税后净利润1317.62万元，达产年纳税总额750.52万元；达产年投资利润率47.62%，投资利税率56.06%，投资回报率35.72%，全部投资回收期4.30年，提供就业职位122个。 喷涂机器人是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。
第一章项目基本情况 一、项目概况 （一）项目名称及背景 喷涂机器人项目 （二）项目选址 某经济园区 项目建设区域以城市总体规划为依据，布局相对独立，便于集中开展科研、生产经营和管理活动，并且统筹考虑用地与城市发展的关系，与项目建设地的建成区有较方便的联系。 （三）项目用地规模 项目总用地面积9978.32平方米（折合约14.96亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数60.32%，建筑容积率1.07，建设区域绿化覆盖率7.28%，固定资产投资强度192.45万元/亩。 （五）土建工程指标
项目净用地面积9978.32平方米，建筑物基底占地面积6018.92平方米，总建筑面积10676.80平方米，其中：规划建设主体工程7576.52平方米，项目规划绿化面积776.85平方米。 （六）设备选型方案 项目计划购置设备共计100台（套），设备购置费1292.86万元。 （七）节能分析 1、项目年用电量1011135.28千瓦时，折合124.27吨标准煤。 2、项目年总用水量4194.49立方米，折合0.36吨标准煤。 3、“喷涂机器人项目投资建设项目”，年用电量1011135.28千瓦时，年总用水量4194.49立方米，项目年综合总耗能量（当量值）124.63吨标 准煤/年。达产年综合节能量39.36吨标准煤/年，项目总节能率23.14%， 能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合某经济园区发展规划，符合某经济园区产业结构调整规划和 国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产生明 显的影响。 （九）项目总投资及资金构成 项目预计总投资3688.91万元，其中：固定资产投资2879.05万元， 占项目总投资的78.05%；流动资金809.86万元，占项目总投资的21.95%。
搬运机器人 设计 班级: 学号:
搬运机器人能够模仿人手部的部分动作，按照设定的程序、轨迹和要求，代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，实现一些人工不可能完成的工作，这不仅可以使人手避免出 现可能的危险情况，保障生产安全，还能促进工作线的流水化，提高了工作效率，降低了劳动强度，改善了劳动环境，已经成为现代制造业中不可或缺的一种自动化装置。 本机器人用于生产线上工件的自动搬运，下图为机器人动作 示意图，机械手按下述顺序周而复始地工作： 图九朋机械手工也吓意图 根据对机器人的工艺过程及控制要求分析，机械手的动作过程如图所示： 原点__彳下降——彳夹紧——彳上升——彳慢遇I__彳快进I 慢退k—上升k——放松k——下降k—FiSa 快退——慢堪
亠、搬运机械手总体结构设计 （1）该机器人采用圆柱坐标型，具有三个自由度，即手臂的 伸长、缩短，手臂的上升、下降和整体旋转。 （2）该机器人采用液压驱动，其具有体积小、质量轻、结构紧凑、传动平稳、操作简单、安全、经济、易于实现过载保护且液压元件能够自行润滑等一系列优点。 （3）在控制方式选择上，由于其功能只是在两个传送带之间搬移工件，运动简单，控制要求不高，因此采用点位控制方式。 （4）此搬运机器人是在两个工作台之间搬运工件，其动作比较简单，选用电位器进行定位。 （5）此机器人应用于自动生产线上，因此，它应该能够按照控制程序自动运行,即具有自动运行模式。 二、搬运机械手机械结构设计 1、机身设计 因为圆柱坐标式机器人把回转与升降两个自由度归属于机身，所以设计回转与升降机身，选用旋转液压缸与升降液压缸单独驱动的回转型机身，如图1所示，升降液压缸在上，旋转液压缸在下。 2、臂部设计 采用双导向杆的臂部伸缩结构。缸体直接固定在升降立柱上，活塞杆与两根导向杆连接一起组成伸缩臂，由于活塞杆与导 向杆全部藏在缸体内，油管也从活塞杆内部通过，其特点是结构 紧凑，外观整洁。结构如图2所示
机械制造装备设计说明书 设计日期：2015年6月16日
前言 机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。
目录 1、机器人型号.................................................................................. 错误！未定义书签。 2、关节机械原理图 ....................................................................... 错误！未定义书签。 3、各关节运动范围及最快速度 (4) 4、拆装过程 (6) 5、零件明细表 (6) 6、所拆关节减速器工作原理 ....................................................................................... 小结.......................................................................................................................................... 参考文献................................................................................................. 错误！未定义书签。
搬运机器人结构设计与分析 摘要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。 本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论，对原有的机械结构提出了新的改进方法，并把现在的新技术应用到本课题中，从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状，提出了具体的搬运机器人设计要求，并根据搬运机器人各部分的设计原则，进行了系统总体方案设计以及包括：机器人的手部、腕部、臂部、腰部在的机械结构设计。此搬运机器人的驱动源来自液压系统，执行元件包括：柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动，进而实现搬运机器人的实际作业。 关键词：搬运机器人；液压系统；机械结构设计；操作
Abstract In the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work. The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts, for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot. Keywords：Transfer robot；Hydraulic System；Mechanical Design；Operating
机器人自动喷涂设计方案 1、设计思想 金属喷涂设备采用机器人自动喷涂，利用电动转台运输工件及辅助机器人喷涂。 2、设计思想概述 2 .1金属喷涂设备的组成 设备由火焰喷涂设备、机械手（瑞士ABB）、电动转台，及管路组成。 2.1.1、火焰喷涂设备的组成及相关技术数据 火焰喷涂设备的组成： 由丝材火焰喷枪与24V电动输送系统组成
5、工作原理： 火焰喷涂设备的气体金属线材喷枪是采用氧-乙炔气为热源，电马达为动力，将单根金属丝不断地送入高温火焰区熔化后雾化，喷向经过预处理的工件表面，形成涂层的一种专用设备。本设备具有送丝精确，稳定，用气量少。涂层质量优良，特别适合喷涂高熔点的金属丝材和机械零部件的修复工作。 3、机械手自动喷涂系统 采用瑞士（ABB）进口机器人， IRB 4600的精度为同类产品之最，其操作速度更快，废品率更低，在扩大产能、提升效率方面，将起到举足轻重的作用，尤其适合弧焊、喷涂等工艺应用。其高精度由专利的TrueMoveTM运动控制软件实现。 IRB4600采用优化设计，机身紧凑轻巧，节拍时间与行业 标准相比可缩减多达25%。专利的QuickMoveTM运动控制 软件使其加速度达到同类最高，并实现速度最大化，从而
提高产能与效率。 IRB 4600工作范围超大，安装方式灵活，可轻松直达目标 设备，不会干扰辅助设备。优化机器人安装，是提升生产 效率的有效手段。模拟工艺布局时，灵活的安装方式 更能带来极大的便利。 ABB工业机器人防护计划之周全居业内领先水平。IRB4600标准型达到IP67防护等级，该机型机身紧凑，荷重能力强，设计优化，适合弧焊、物料搬运、喷涂、上下料等目标应用。可灵活选择落地、壁挂、支架、斜置、倒置等安装方式。该产品灵敏可靠，故障率低等优点，根据不同需要的喷涂产品，选择预先设定好的程序，在人机界面上选择需要的程序，机器人自动完成喷涂的整个流程。 机器人固定在金属喷涂房室内，臂展2410mm，采用专用夹具固定火焰喷枪结构。机器人＋专有喷涂软件构成，达到更好的喷涂效果。 电动转台采用变频器控制，匀速转动，把待喷工件按固定位置放在旋转转台上面，启动火焰喷枪装置，机器人就位，此时，电动转台匀速转动，机器人按照预先设定程序运行，完成整套喷涂过程。 火焰喷涂系统采用电动送丝装置，火焰喷枪安装在机器人喷涂臂上，喷枪上部安装自动点火装置。供气系统装置布置在室外，供气管路采用无缝钢管供气，管路安装防回火装置与调压阀。氧气存放区放置在车间内部、乙炔存放区放置在车间外部，存放区制作防倒装置，
机器人课程设计说明书 指导教师： 院系： 班级：
： 学号：
一、课程设计的容 1、目的和意义 机器人涉及机械、电子、传感、控制等多个领域和学科。本课程设计是在《机器人学》课程的基础上，利用多传感技术、控制技术实现机器人控制系统的综合与应用，达到锻炼学生综合设计能力的目的。让我们把理论与实践结合起来，掌握更多技能。 2、设计容 （一）、机器人硬件 本课程设计使用实验室已有的移动机器人。机器人有两个驱动轮、一个从动轮，驱动轮由舵机直接驱动。机器人控制器为89S52单片机。机器人结构图如图1所示。 图1 机器人结构简图
（二）、设计任务 利用多传感器技术，实现对机器人的轨迹规划及控制。具体为：控制机器人在规定的场地避开障碍物走遍整个场地。 二C51单片机编程环境与机器人智能 1、单片机与C51系列单片机 （一）、单片机 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。 （二）、C51系列单片机 MCS51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称。这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751等，其中8051是最典型的产品，该系列单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的。 本课程设计所用的AT89S52单片机是在此基础上改进而来的。AT89S52是一种高性能、低功耗的8位单片机，含8k字节ISP可反复擦写1000次的FLASH只读程序存储器，兼容标准MCS51指令系统及其引脚结
工业机器人自动喷涂生产线参数设计工业机器人自动喷涂生产线参数设计 1.喷涂机器人的简介 喷涂机器人主要是集成了喷涂工艺系统和防爆系统的工业机器人，可以根据不同的工件采用不同的程序对工件的表面进行油漆的喷涂，机器人的程序可以由人工根据工件的形状预先示教(编写好程序)而成，也可以由专业的模拟软件根据工件的模型先在电脑中运用专业的模拟软件(如robot-studio)进行模拟然后再将模拟的程序从电脑导至机器人控制器，从而可以节省大量的现场调试时间和新产品开发周期。根据国内外多家客户使用证明，喷涂机器人在机车诸多应用中不仅可以大大提高生产效率，改善员工的工作环境，并且可以节省大量的运营成本，提高工件品质。针对机车表面颜色多变的要求，机器人还可以配置换色阀，可以对油漆进行快速的切换，节省换漆时对管路和喷枪的清洗时间。 2.机器人喷涂的优势 1)降低运营成本，减少原料的浪费，提高成品率 喷涂机器人集成了喷涂工艺系统(IPS)，可以提高油漆喷漆的上漆率，提高油漆的利用率。机器人喷涂可以根据工件的宽度调节不同的喷幅，比如在喷涂车厢大面积平喷涂可以采用200MM的扇幅，而在喷涂例如一些边缝时，则可以采用小的扇幅，如50MM。并且在喷涂过程中，可以自由的开关枪，不需要改变机器人的喷涂程序，可以节省油漆的消耗量，并且极其方便。 由于机器人喷涂的高精度，如ABB IRB5400和IRB5500的重复精度达到 0.15MM，因此机器人喷涂的膜厚的精度可以达到正负3UM。相比人工的喷涂，既可以提高机车表面的成膜质量与一致性，提高成品率，减少修补工作量，又可以节省油漆。
特别是在要求严格的场合，油漆的流量可以实现闭环控制，即机器人在喷漆的过程中会根据流量计自动检测当前流量并且与设定流量进行对比，根据信号的反馈值自动调节流量阀的开度，以达到精确控制流量的目的。 双组份油漆可以采用预混(即油漆和固化剂预先配好)，也可以采用喷枪前混合。采用喷枪前混合可以减少油漆的浪费，因为当油漆和固化剂配好之后，如果有任何问题暂时停喷涂时，油漆会固化，而油漆和固化剂在喷枪前混合则可以避免这种情况发生。 人工喷涂时，操作人员站在三维工作小车上工作，当操作人员喷完一处工件时，三维小车移动将操作人员带至下一处需要喷涂处，由于此时漆膜未干，小车移动时容易产生灰尘，而导致机车表面漆膜的颗粒。而机器人喷涂则可以避免这个问题。由于机器人导轨位于喷漆室的边上，因此不会产生灰尘污染工件，机器人本体采用无尘型的设计，不会污染工件表面的漆膜。 2)增强生产柔性 柔性生产是针对大规模生产的弊端而提出的新型生产模式。即生产系统能对市场需求变化作出快速的适应。如当需要生产一款新的车型时，可以在设计阶段就采用电脑模拟，得出相应的参数，为生产做好准备，可以节省新产品的交货时间。此外，可以将若干车型的喷涂程序预先编辑好，在以后的生产中，针对某一种车型可以采用某一个程序，减少生产过程不必要的过渡时间。 满足安全法规，改善健康安全条件，减少工人职业病的发生 机器人的应用，大大减少了工人在喷漆室喷枪用润滑油 喷枪清洁组刚刷 2)喷枪座 3)喷枪过滤器 4)喷枪保养零件组
目录 1绪论 (2) 1.1机器人的论述 (2) 1.2机器人的历史现状 (4) 1.3机器人的发展趋势 (5) 2搬运机器人的总体设计 (6) 2.1搬运机器人原理设计 (6) 2.2搬运机器人的机械系统设计 (6) 3手臂设计及计算 (9) 3.1搬运机器人臂部的驱动计算 (10) 3.2臂部上零件的选型及其校核 (13) 4结论 (15) 5参考文献 (16)
阶段，例如，美国通用汽车公司1968年订购了68台工业机器人；1969年该公司又自行研制出SAM新工业机器人，并用21组成电焊小汽车车身的焊接自动线；又如，美国克莱斯勒汽车公司32条冲压自动线上的448台冲床都用工业机器人传递工件。 （3）1970年至今一直处于推广应用和技术发展阶段。1970-1972年，工业机器人处于技术发展阶段。1970年4月美国在伊利斯工学院研究所召开了第一届全国工业机器人会议。据当时统计，美国大约200台工业机器人，工作时间共达60万小时以上，与此同时，出现了所谓了高级机器人，例如：森德斯兰德公司（Sundstrand）发明了用小型计算机控制50台机器人的系统。又如，万能自动公司制成了由25台机器人组成的汽车车轮生产自动线。麻省理工学院研制了具有有“手眼”系统的高识别能力微型机器人。 其他国家，如日本、苏联、西欧，大多是从1967，1968年开始以美国的“Versatran”和“Unimate”型机器人为蓝本开始进行研制的。就日本来说，1967年，日本丰田织机公司引进美国的“Versatran”,川崎重工公司引进“Unimate”，并获得迅速发展。通过引进技术、仿制、改造创新。很快研制出国产化机器人，技术水平很快赶上美国并超过其他国家。经过大约10年的实用化时期以后，从1980年开始进入广泛的普及时代。 我国虽然开始研制工业机器人仅比日本晚5-6年，但是由于种种原因，工业机器人技术的发展比较慢。目前我国已开始有计划地从国外引进工业机器人技术，通过引进、仿制、改造、创新，工业机器人将会获得快速的发展。 1.3机器人发展趋势 随着现代化生产技术的提高，机器人设计生产能力进一步得到加强，尤其当机器人的生产与柔性化制造系统和柔性制造单元相结合，从而改变目前机械制造的人工操作状态，提高了生产效率。 就目前来看，总的来说现代工业机器人有以下几个发展趋势： a)提高运动速度和运动精度，减少重量和占用空间，加速机器人功能部件的标准化和模块化，将机器人的各个机械模块、控制模块、检测模块组成结构不同的机器人； b)开发各种新型结构用于不同类型的场合，如开发微动机构用以保证精度；开发多关节多自由度的手臂和手指；开发各类行走机器人，以适应不同的场合； c)研制各类传感器及检测元器件，如，触觉、视觉、听觉、味觉、和测距传感器等，用传感器获得工作对象周围的外界环境信息、位置信息、状态信息以完成模式识别、状态检测。并采用专家系统进行问题求解、动作规划，同时，越来越多的系统采用微机进行控制。
喷涂机器人控制系统初步方案 一、控制系统组成框图 本控制系统采用了以PC104为核心，以步进电机驱动网为低层控制通道的开放式控制器。下图是整个控制系统的组成框图。
二、PC104模块选型 采用PC104是因为它有如下特点：结构小巧紧凑, 仅96 mm ×90 mm面积内集成了PC 机所有功能；采用自栈接的母线结构，级联牢固，易于扩充；整机功耗低；兼容性好，可以借鉴PC机成熟技术；外设丰富，应用简单。 本控制系统PC104模块选用研华PCM-3343F。其组成如下：核心模块DM&P V ortex86DX 的高性能低功耗CPU 模块，CPU 速度1.0 GHz，带有浮点运算单元，在板集成了256MB DDR2 SDRAM（最大可支持512MB）、显示控制器（支持LCD显示，最高分辨率为1024×768），以太网控制器等。带有PA TA硬盘接口1个，PC104扩展插槽1个，KB/MS插槽1个，USB2.0接口4个，16位GPIO口，RS-232接口3个，RS-232/422/485接口1个。 选择该嵌入式主板时，应注意： 1）购买时，要求将系统内存升级到512MB； 2）购买时，要求配齐以下配件： ①键盘及鼠标的接口线共2根（编号及图片如下）； p/n: 1703060053p/n: 1700060202 ②VGA接口线1根（编号及图片如下）； p/n: 1700000898
③US B×2接口线1根（编号及图片如下）； p/n: 1703100260 ④RS-232×2接口线1根（编号及图片如下）； p/n: 1701200220 ⑤RS-422/485接口线1根（编号及图片如下）；p/n: 1703040157 ⑥IDE接口线1根（编号及图片如下）； p/n: 1701440350 ⑦外接Li电池1个（编号及图片如下）； p/n: 1750129010