Chapter 2-(1,2) 自动化立体

直角坐标机器人结构设计摘要随着现代工业的不断发展，不但使传统工业的生产发生了根本性的变化，而且也对人类社会的生产产生了重大的影响。

机器人作为现代工业生产的一种工具，不仅大大的提高了生产力，而且把人从各种生产环境中解放出来。

目前，许多国家的工业机器人技术得到很好的发展，我国也在进行深入的研究和开发。

本文主要是设计一个搬运工件的直角坐标机器人，它可以应用在自动化生产线上与人工相比具有速度快、定位精度准确的特点，具有很强的实用性能。

作为直角坐标机器人结构设计，本文用了第二、三、四章详细阐述了设计过程，第五章简要介绍了机器人的控制部分，第六对机器人进行了效果分析，并总结了直角坐标机器人的特点。

设计不拘泥于常规，使产品具有更广阔的发展空间，必将成为机器人的发展趋势。

Cartesian Robot DesignAbstractWith the continuous development of modern industry,not only the production of traditional industries has undergone a fundamental change, but also the production of human society has had a major impact. Robot as a tool of modern industrial production, not only greatly increase the productivity and the production environment from a variety of liberation. Currently, many countries have very good industrial robot technology development, China is also in-depth research and development. Porters of this paper is to design a piece of the Cartesian coordinate robot, which can be used in automated production lines and artificial compared to fast, accurate positioning accuracy characteristics,with strong practical performance.As the design of the right-angle coordinate robot,the text uses the second the third and the forth chapters to say the process of the design.The five chapter briefly describes some of the robot's control. The sixth chapters carried out effectiveness analysis and summarizes the characteristics of a Cartesian coordinate robot.The design makes the products have much more development,which must be the current of robot's development.Key words: Straight line Cartesian coordinate Structure目录摘要 (I)ABSTRACT (II)一绪论 01.1直角坐标机器人概念 01.2直角坐标机器人的应用及分类 (2)1.3当前机器人技术的发展 (2)1.3.1机器人发展的概况 (2)1.3.2直角坐标机器人的发展情况 (5)1.4设计基本步骤 (5)1.5本文研究的主要内容 (6)二直角坐标机器人的工作原理 (7)2.1实现三个自由度运动的基本原理 (7)2.2末端执行器抓取工件的基本原理 (7)2.2.1概述 (7)2.2.2手指式手部的工作原理 (8)三直角坐标机器人结构设计 (10)3.1直角坐标机器人外形方案的确定 (10)3.2直角坐标机器人传动及驱动方式的选择 (10)3.2.1直角坐标机器人传动方式的选择 (10)3.2.2直角坐标机器人驱动方式的选择 (11)3.3直角坐标机器人外形尺寸的确定 (11)3.4传动部件、驱动部件类型及主要参数的选择 (12)3.4.1传动部件参数的选择 (12)3.4.2驱动部件的选择 (19)3.5其它辅助部件的设计 (22)3.5.1直线导轨的选择 (22)3.5.2滚动轴承的选择 (23)3.5.3机器人拖链的选择 (24)3.5.4其它部件的设计 (24)3.6机械手结构设计 (24)3.6.1机械手的结构特点 (24)3.6.2机械手的手部尺寸及抓取范围 (25)3.6.3机械手传动装置的设计 (25)3.6.4机械手驱动装置的选择 (27)3.6.5机械手其它部件的选择 (27)四机器人的校核及结构的可靠性分析 (28)4.1轴承的校核 (28)4.2各主要功能部件的可靠性分析 (28)4.3各自由度间连接件的可靠性分析 (29)4.4轴的校核计算 (30)五机器人的控制 (32)5.1步进电机的概况 (32)5.2步进电机的工作原理 (32)5.3步进电机的控制 (33)六直角坐标机器人的效果分析及技术评价 (34)6.1直角坐标机器人的效果分析 (34)6.1.1直角坐标机器人与人工操作的比较 (34)6.1.2采用机器人工作带来的问题 (34)6.2直角坐标机器人结构的技术评价 (34)6.2.1整体结构技术评价 (34)6.2.2零件的技术分析 (35)参考文献 (37)一绪论1.1直角坐标机器人概念直角坐标机器人概念：工业应用中，能够实现自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系、多用途的操作机。

SSPC标准目录CHAPTER 1——如何使用SSPC的标准、规范和指导CHAPTER 2——表面处理标准、指导和规范SSPC-SP COM钢结构和混凝土基材表面处理的注译Guide to SSPC-VIS 1钢结构表面干喷砂处理指导和照片参考Guide to SSPC-VIS 2已涂装油漆的钢结构表面生锈等级的评估标准方法Guide to SSPC-VIS 3钢结构表面电动和手工喷砂处理的指导和照片参考Guide to SSPC-VIS 4/NACE VIS-7钢结构表面水喷射处理的指导和照片参考Guide to SSPC-VIS 5/NACE VIS-9钢结构表面湿喷砂处理指导和照片参考SSPC-SP1溶剂清理SSPC-SP2手工清理SSPC-SP3机械清理SSPC-SP5/NACE No.1白合金喷砂清理SSPC-SP 6/NACE No.3大规模喷砂清理（3级金属表面喷砂清理）SSPC-SP7/NACE No.4清扫级喷砂清理SSPC-SP8酸洗SSPC-SP 10/NACE No.2近喷砂除锈级清理SSPC-SP 11裸露金属表面的机械清理SSPC-SP 12/NACE No.5重涂之前金属表面水喷射处理和清洗SSPC-SP 13/NACE No.6混凝土表面处理SSPC-SP 14/NACE No.8工业化喷砂清理SSPC-SP 15商业动力设备清理CHAPTER 3——SSPC/NACE共同技术报告SSPC-TR 1/NACE 6G194热处理SSPC-TR 2/NACE 6G198湿喷砂SSPC-TR 3/NACE 6A192钢结构罐体、管道和其他封闭环境在表面预处理、喷涂和固化保养过程中的除湿和温度控制SSPC-TR 4/NACE 80200大气环境下工业漆预备规范SSPC-TR 5/ICRI 03741/NACE 02203混凝土防腐配套体系的设计、实施和保养CHAPTER 4——研磨剂规范SSPC-AB 1矿石和矿渣磨料SSPC-AB 2清洁的回收铁质磨料SSPC-AB 3铁质磨料CHAPTER 5——油漆和涂料体系的指导和规范SSPC-PS COM油漆配套体系的注译SSPC-PS Guide 1.00选用溶剂型油漆配套体系的指导SSPC-PS 1.09三层溶剂型氧化锌油漆配套体系（无铅盐或铬盐颜料）SSPC-PS 1.10四层溶剂型氧化锌油漆配套体系（无铅盐或铬盐颜料）SSPC-PS 1.13单层溶剂型慢干保养漆配套（无铅盐或铬盐颜料）SSPC-PS Guide 2.00选用醇酸类油漆配套体系的指导SSPC-PS Guide 4.00选用乙烯基类油漆配套体系的指导SSPC-PS 4.02四层乙烯基类油漆配套体系SSPC-PS 4.04四层纯白或各色乙烯基类油漆配套体系（适用淡水、化工和腐蚀环境）SSPC-PS Guide 7.00选用单层车间底漆配套的指导SSPC-PS Guide 8.00单层富锌底漆配套体系指导SSPC-PS 9.01超厚浆型室温施工沥青厚浆型油漆体系SSPC-PS 10.01热喷涂煤焦沥青油漆配套体系SSPC-PS 10.02室温喷涂煤焦沥青油漆配套体系SSPC-PS 11.01黑色（或铁红色）环氧聚酰胺煤焦沥青油漆配套体系SSPC-PS Guide 12.00富锌油漆配套体系的指导SSPC-PS 12.01单层富锌油漆体系SSPC-PS 13.01环氧聚酰胺油漆配套体系SSPC-PS 14.01钢箱梁车间底漆配套体系SSPC-PS Guide 15.00选用氯化橡胶油漆配套体系的指导SSPC-PS 15.01氯化橡胶配套体系的耐盐水浸泡SSPC-PS 15.02氯化橡胶配套体系的耐淡水浸泡SSPC-PS 15.03海洋性和工业环境下的氯化橡胶配套体系SSPC-PS 15.04现场涂装在溶剂型无机富锌底漆上的氯化橡胶配套体系SSPC-PS 16.01新钢材上有机硅改性醇酸油漆配套体系SSPC-PS Guide 17.00选择氨基甲酸酯油漆配套体系的指导SSPC-PS 18.01三层乳胶漆配套体系SSPC-PS Guide 19.00船底部位油漆配套体系的选用指导SSPC-PS Guide 20.00水线部位油漆配套体系的选用指导SSPC-PS Guide 21.00干舷部位油漆配套体系的选用指导SSPC-PS Guide 22.00施工前或预涂装单层油漆的选用指导SSPC-PS 23.00/AWS C2.23M/NACE No.12用于钢结构防腐的热喷铝、锌以及合金和混合物施工规范SSPC-PS 24.00用于工业性和海洋性大气环境下高性能的乳胶漆配套体系SSPC-PS 26.00高性能的环氧铝粉涂料配套体系的材料规范SSPC-PS 27.00高性能的醇酸涂料配套体系材料规范CHAPTER 6——油漆和涂料的标准和规范SSPC-Paint COM油漆规范注译SSPC-Paint 8乙烯基铝粉漆SSPC-Paint 9纯白（或各色）乙烯基漆SSPC-Paint 15钢箱梁车间底漆/金属结构底漆SSPC-Paint 16黑（或铁红）色环氧聚酰胺煤焦沥青漆SSPC-Paint 17氯化橡胶防锈底漆SSPC-Paint 18氯化橡胶中间漆SSPC-Paint 19氯化橡胶面漆SSPC-Paint 20富锌漆（I－有机型，II－无机型）SSPC-Paint 21纯白（或各色）有机硅改性醇酸漆SSPC-Paint 22环氧聚酰胺漆（底漆、中间漆和面漆）SSPC-Paint 23钢结构乳胶漆SSPC-Paint 24半光外墙乳胶面漆SSPC-Paint 25用于手工处理钢结构的氧化锌，醇酸，亚麻油底漆SSPC-Paint 25 BCS用于喷砂处理钢结构的氧化锌，醇酸，亚麻油底漆SSPC-Paint 26黑色慢干亚麻油保养底漆（无铅盐和铬盐颜料）SSPC-Paint 27铬酸锌聚乙烯醇缩丁醛磷化底漆SSPC-Paint 28钢结构水性环氧底漆SSPC-Paint 29高性能锌粉阴级保护底漆SSPC-Paint 30无机富锌可焊接底漆SSPC-Paint 31单组分高性能型水性醇酸底漆SSPC-Paint 32煤焦油乳胶漆SSPC-Paint 33室温厚浆型煤焦油漆SSPC-Paint 34钢结构水性环氧面漆SSPC-Paint 35中油度醇酸底漆（气干/低温烘烤）SSPC-Paint 36双组分高性能耐候脂肪族聚氨酯面漆SSPC-Paint 37高性能用于胶结性材料上的水性环氧漆SSPC-Paint 38高性能单组分湿固化耐候型脂肪族聚氨酯面漆SSPC-Paint 39高性能快干或中等干燥双组分脂肪族聚氨酯面漆SSPC-Paint 101铝粉醇酸漆SSPC-Paint 102黑色醇酸漆SSPC-Paint 104白色或各色醇酸漆SSPC-Paint 106黑色乙烯基漆SSPC-Paint 108高触变厚浆型浮型铝粉漆CHAPTER 7——油漆施工标准、指导、和规范SSPC-PA 1钢结构车间底漆、现场涂装和维护SSPC-PA 2用磁力仪测量干膜厚度SSPC-PA 3 Guide 3SSPC-PA 3 Guide 4油性或醇酸漆维修复涂指导方针SSPC-PA 3 Guide 5大气环境下钢结构维护涂装的指导方针SSPC-PA 6/NACE No. 10室外碳钢储罐内涂使用玻璃纤维增强材料SSPC-PA 7混凝土上使用薄型涂料SSPC-PA 8/NACE No.11新造碳钢工艺结构上使用薄型有机内涂CHAPTER 8——质量程序SSPC-QP COM质量控制程序注译SSPC-QP 1油漆施工方评估标准程序（现场复杂工业结构施工）SSPC-QP 2油漆施工方相关资质的标准程序（现场从复杂结构中移除危险性涂料）SSPC-QP 3车间底漆施工的质量评估的标准程序SSPC-QP 4油漆施工方在清洗和维修的工作中防止油漆发生危险的评估标准程序SSPC-QP 5检验部门评估油漆和内涂施工质量的标准程序SSPC-QP 6对钢结构和混凝土结构进行防腐热喷涂施工质量的标准程序SSPC-QP 7评估有限工业工作经验的油漆施工方的程序SSPC-QP 8评估小型资质公司在混凝土和其他胶结性材料涂装的油漆和铺面的标准程序SSPC-QS 1评估施工方高质量管理系统的标准程序CHAPTER 9——技术指导SSPC-Guide 6在脱漆操作过程中保留部分旧漆膜的指导方针SSPC- Guide 7表面处理中处置受铅污染漆膜的指导方针SSPC- Guide 9现场涂装时环境测试的指导方针SSPC- Guide 10对指定使用油漆测试有机挥发份（VOC）的指导方针SSPC- Guide 12阐明工程使用工业漆的的指导方针SSPC- Guide 13通过自动化产品库确认和使用工业漆的指导方针SSPC- Guide 14使用有机富锌油漆对已经涂覆电镀锌、有机富锌或无机富锌的钢表面缺陷进行修补的直到方针SSPC- Guide 16指定和选择铁锈收集器的指导方针SSPC- Guide 17为工业漆和油漆施工方开发社会安全程序的指导方针CHAPTER 10——技术更新SSPC- TU 1使用在钢结构上的表面容忍涂料SSPC- TU 2/NACE 6G197使用在混凝土上二次防护的油漆体系的设计、施工和维护SSPC- TU 3罩光涂层SSPC- TU 4现场分析和去除材质表面可溶性盐的方法SSPC- TU 5工业防护漆的加速测试法SSPC- TU 6从钢结构表面化学剥落的有机涂层SSPC- TU 7在表面预处理和油漆搅拌的过程中对周围空气、土壤和水的取样SSPC- TU 8使用含有异氰酸根的油漆，例如工业保养漆SSPC- TU 9评估工程中使用防腐涂料的成本SSPC- TU 10在混凝土基座上使用厚膜型涂料和铺面CHAPTER 11——测试样板的预备方法SSPC- ME 1未污染的生锈钢铁附录附录A参考标准和规范附录B参考组织附录C废弃规范2005版的补充SSPC- Guide 15现场对钢结构和其他无孔材质表面分析和去除可溶性盐的方法。

New wordsChapter2 Industrial Control System Consisted by Magnetic Relays1.exclusively [ɪk'sklu:sɪvlɪ] adv. 排他地，独有地2.energize ['enədӡaiz] vt.激励，加强; 给与...以活力[精力]; 使...复活3.coil [kɔil] n.线组，感应器4.apparatus [,æpə'reɪtəs] n.装置，设备；仪器；器官5.pick up v.掘地, 捡起, 获得, 使恢复精神, 加快, 加速6.drop out v.不参与, 离去, 放弃7.occasionally [ə'keɪӡənəlɪ]ad. 有时候, 偶而8.in series adv. 串联连续地9.in parallel adv. 并联，并行的[地], 平行的[地]10.branch out 扩展范围11.cam [kæm] n. 凸轮12.fan-out [计][电] 输出端,扇出13.appreciate [ə'pri:∫ieit]vt. 赏识，感激，提高(价值)14.concreteness n. 具体性，确实的15.adequate ['ædikwit] adj. 足够的，恰当的，让人满意的16.contamination [kən͵tæmi'nei∫ən]n. 污染；污物17.destination [͵desti'nei∫ən] n.目的地，预定的目的, 目标18.contact ['kɑntækt] n. 接触，联系;vt. 使接触，联系;vi. 使接触，联系19.normally ['nɔrmli] adv. 正常地；通常地，一般地20.revert [rɪ'vɝt] vt. 使回复原状;n. 恢复原状者21.feed in 进（料）；输入；插入22.thereby [,ðɛr'baɪ] adv. 从而，因此；在那附近；在那方面23.hydraulic cylinder [机] 液压缸；液缸；油唧24.camshaft ['kæmʃæft] n. [机] 凸轮轴25.rung [rʌŋ] n. 横档，脚蹬横木；地位;26.wrap [ræp] vt. 包；缠绕；隐藏；掩护;vi. 包起来；缠绕;27.iron yoke 轭铁28.electromechanical relay [电] 机电继电器29.revert to 回复；归还30.yoke [jok] n. 轭；束缚;vt. 给…上轭;31.armature spider 电枢支架；星形轮；电枢辐式机架32.coal [kol] vt. 给…加煤；把…烧成炭;n. 煤；煤块；木炭33.hopper ['hɒpə] n. 料斗；漏斗34.Boiler ['bɔɪlɚ] n. 锅炉；烧水壶，热水器；盛热水器35.thermal switch [电] 热控开关，热敏开关36.conveyor belt 传送带37.band carrier [机] 传送带38.arcing ['ɑːsɪŋ] n. 电弧作用;v. 走弧线（arc的ing形式）39.gravity ['ɡrævəti] n. 重力，地心引力；严重性；庄严40.manufacture ['mænjə'fæktʃɚ] n. 制造；产品；制造业;vt. 制造；加工；捏造;vi.制造41.valve port [机] 阀口；气门口；[机] 阀孔；汽门孔。