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码垛机器人的结构设计与分析机械手毕业设计毕业论文(设计)摘要本文主要任务是码垛机器人的结构设计与分析。
首先介绍码垛机器人的研究背景，并简要介绍了国内外码垛机器人发展状况和主要结构形式，在对码垛机器人的功能需求分析和原理性设计后，参考了其他码垛机器人的结构，进行了总体方案设计，确定了本码垛机器人的结构类型，为具有四自由度的圆柱坐标式机器人。
同时在总体方案的基础上，从实际出发，对码垛机器人进行了整体结构设计，并进行了腰部，臂部和腕部等主要结构的选型设计与分析，其中详细设计了臂部的同步带传动、滚珠丝杠传动等。
本文主要采用Pro/E 软件对机械手进行了设计，使机械手的设计难度大大降低，提高了设计的效率。
最后，在运动学上对码垛机器人进行了分析，从理论上确保了在运动上的可靠性，保证码垛机器人能够正常地运行。
关键字:码垛机器人;四自由度;结构;设计毕业论文(设计)AbstractThe main task of the paper is the structure design and analysis of the palletizing robot. First of all,research background of the palletizing robot was introduced, and the brief description of the status of development and main structure was given at home and abroad. After functional requirements analysis and schematic design had done, Referencing to other palletizing robot structure, the overall program was designed, then determined the structural type of palletizing robotis the cylindrical coordinates with four degrees of freedom robot. On the basis of the overall program, proceeding from reality, the overall structure of palletizing robot was designed, and a selection of design and analysis of the main structure of the waist, arm and wrist had been done, including the detailed design of the arm belt drive and ball screw drive. Pro / E software was used to design robot, which made the difficulty of the work is greatly reduced, thereby improving the efficiency of the design. Finally, kinematic analysis had been done in theory, to ensure reliability of the palletizing robot .Key words: palletizing robot;four degrees of freedom; structure; design毕业论文(设计)目录第 1章绪论...................................................................... ........................................................................ .. (1)1.1研究背景...................................................................... ........................................................................ (1)1.2码垛机器人机发展状况 ..................................................................... . (2)1.3国内外码垛机器人主要结构形式 ..................................................................... (3)1.4本设计的主要任务 ..................................................................... ............................................................ 5 第 2章码垛机器人总体方案设计 ................................................................. . (6)2.1码垛机器人功能需求分析 ..................................................................... .. (6)2.2码垛机器人原理设计 ..................................................................... .. (8)2.3运动分析...................................................................... ........................................................................ .. 92.3.1自由度...................................................................... . (9)2.3.2速度分析...................................................................... (9)2.4总体结构设计...................................................................... (9)2.5小结...................................................................... ........................................................................ ........ 10 第 3章码垛机器人关键结构设计分析与选型 ................................................................. (11)3.1臂部...................................................................... ........................................................................ .. (11)3.1.1臂部结构...................................................................... . (11)3.1.2臂部臂长设计 ..................................................................... . (11)3.1.3大臂校核...................................................................... . (13)3.2滚珠丝杠副的选型计算 ..................................................................... . (16)3.2.1水平滚珠丝杠副的选型计算 ..................................................................... . (16)3.2.2垂直滚珠丝杠副的选型计算 ..................................................................... . (18)3.3电机选型计算...................................................................... . (19)3.4线性滑块选型计算 ..................................................................... (21)3.5同步带传动选型计算 ..................................................................... .. (26)3.5.1水平同步带传动选型计算 ..................................................................... .. (26)3.5.2腰部同步带设计 ..................................................................... .. (31)3.6本章小节...................................................................... .........................................................................34 第 4章总结与展望...................................................................... (35)41全文总结...................................................................... .........................................................................354.2展望...................................................................... ........................................................................ ........ 35 参考文献...................................................................... ........................................................................ ............... 36 致谢...................................................................... ........................................................................ ..................... 37 附录.....................................................................................................................................错误～未定义书签。
【10】 第33卷 第8期 2011-8(下)收稿日期：2011-05-26基金项目：国家高技术研究发展计划（863）资助项目（2007AA041600）；上海市教育委员会重点学科资助项目（J51902）作者简介：刘俊（1971－），女，副教授，在读博士，研究方向为机电一体化。
0 引言近年来随着劳动力成本上升，国内越来越多的企业开始考虑使用工业机器人替代人工劳动。
在制砖企业，砖窑连续不断出砖，最高温度超过100℃，工人戴上多层手套搬砖，必须与砖窑的出砖速度同步，经常连续8小时以上工作，很多工人患有腰椎劳损、呼吸系统疾病等职业病。
上海某公司设计、生产的“搬砖机器人”可以替代砖窑尾部、抛光线上砖等劳动强度大的搬砖工人，解放了劳动力，提高了工作效率。
搬砖机器人的整体系统分为两部分，一是机器人，另外是安装在机器人末端的专用机械手。
在码垛作业中，最常见的作业对象是袋装物品和箱装物品，象砖块这样的搬运对象就不能简单使用真空吸盘或叉板式结构，而需要设计一个专用的末端执行装置。
为了提高搬砖机器人的效率和机器人使用寿命，在满足工作要求的前提下，减少机械手本身的重量是现在研究码垛机器人的关键问题。
1 机械手结构设计FANUC 提供的M-420iA 高速四轴码垛机器人如图1所示，能实现各个行业的后段码垛单元，其敏捷的动作可以实现高生产节拍的要求。
在满足高性能要求的同时，FANUC 机器人紧凑型、轻量化的设计大大减少了安装难度和占地面积。
基于此机器人本体的末端执行装置结构由六块夹板和支架组成如图2所示，支架有两根平行主梁，主梁上有安装板，板上装有与机器人联接的法兰。
主梁下有四根支撑梁，支撑梁上有两块安装板用来安装气路系统元件。
支撑梁下装有六块夹板，采用Q235钢，取砖时，中间两块夹板不动，外侧四块在气缸驱动下，沿着支撑梁下端面轨道向中间运动并加紧砖块，夹板上安装有气缸支撑梁上装有接近开关，用来控制气缸行程。
机械手每次抓取20块砖头，砖的尺寸为240×115×53（单位mm)，一块砖头的重量为1.6kg ，搬砖效率为9.6吨/小时，搬砖速度要求每3S 完成一个工作循环，因此，为了快速动作，该码垛机械手采用气源方搬砖机械手的动力分析及结构优化Dynamic analysis and structure optimization of brick transporting manipulator刘 俊，高 乐，范永威 LIU Jun, GAO Le, FAN Y ong-wei（上海电机学院 机械学院，上海 200245）摘 要： 在码垛机器人的设计中，动力分析与结构优化至关重要。
堆垛机器人课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解堆垛机器人的基本结构、工作原理及功能应用。
2. 学生能掌握堆垛机器人编程的基本指令和操作步骤。
3. 学生了解堆垛机器人在现代物流仓储行业中的重要性。
技能目标：1. 学生能够独立操作堆垛机器人完成简单的搬运任务。
2. 学生能够运用所学知识对堆垛机器人的程序进行调试和优化。
3. 学生能够分析并解决堆垛机器人在实际应用中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机器人技术及其应用的兴趣，激发创新精神。
2. 培养学生团队协作意识，提高沟通与协作能力。
3. 增强学生对我国智能制造领域发展的认识和自豪感，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论教学和实际操作，旨在培养学生的动手能力、编程思维和创新能力。
学生特点：针对具有一定物理和数学基础的学生，课程设计注重引导学生从实际应用出发，激发学生的学习兴趣和探究欲望。
教学要求：教师需采用任务驱动、分组合作的教学方法，注重理论与实践相结合，关注学生个体差异，提高教学质量。
通过课程学习，使学生达到上述具体、可衡量的学习成果。
二、教学内容1. 堆垛机器人基础知识：- 介绍堆垛机器人的发展历程、分类及特点。
- 分析堆垛机器人的结构组成、工作原理及其在物流仓储中的应用。
2. 堆垛机器人编程与操作：- 深入讲解堆垛机器人编程的基本指令、操作步骤及编程技巧。
- 结合实例，使学生掌握堆垛机器人搬运、堆垛等任务的编程与操作。
3. 堆垛机器人应用与调试：- 分析堆垛机器人在实际应用中可能遇到的问题及解决方案。
- 指导学生进行堆垛机器人的调试与优化，提高搬运效率。
4. 教学内容的安排与进度：- 第一章：堆垛机器人基础知识（2课时）- 第二章：堆垛机器人编程与操作（4课时）- 第三章：堆垛机器人应用与调试（2课时）5. 教材章节及内容列举：- 第一章：堆垛机器人概述、分类及特点- 第二章：堆垛机器人结构、工作原理及编程指令- 第三章：堆垛机器人实际应用案例分析、调试与优化教学内容遵循科学性和系统性原则，结合课程目标，注重理论与实践相结合，确保学生能够掌握堆垛机器人相关知识和技能。
搬运码垛机器人毕业设计标题：搬运码垛机器人设计与实现一、引言随着现代工业生产的迅猛发展，自动化生产已经成为工业生产的主要趋势。
其中，机器人技术的快速发展已经成为自动化生产的重要组成部分。
机器人的广泛应用不仅提高了生产效率，还有效地减少了人力资源的使用，降低了劳动强度，提高了生产质量。
本文以搬运码垛机器人为主题，详细介绍了其设计和实现。
二、设计目标本设计旨在实现一个自动化搬运码垛机器人，具备以下功能：1.实现对不同尺寸、不同重量的货物的搬运和垛码；2.具备自适应能力，能够根据环境变化灵活调整搬运路径；3.具备安全性，能够保证人员和货物安全；4.操作简便，可通过不同设备和方式进行控制。
三、硬件设计1.机械臂：采用多关节机械臂，具备广泛的运动范围和搬运能力；2.轮式底盘：用于机器人的移动和定位，具备良好的稳定性和灵活性；3.传感器：通过安装在机器人上的传感器获取环境信息，如距离、重量、能量等；4.控制系统：包括单片机、驱动电路和输入输出设备，用于控制机器人的运动和操作。
四、软件设计机器人的软件设计主要包括路径规划、自适应调整和安全控制等功能：1.路径规划：通过算法计算最优路径，将搬运过程中的轨迹规划为自动获取到的最短路径；2.自适应调整：通过传感器获取环境信息，根据实时数据进行路径调整，避免障碍物和优化运输效率；3.安全控制：通过设置监控系统和传感器，确保机器人在搬运和垛码过程中不会对人员和物品造成伤害；4.用户界面：设计一个友好的用户界面，可以通过需要搬运或者垛码的货物参数进行设置。
五、实验与验证在设备完成设计后，需要进行实验和验证，确保其具备预期功能和要求。
1.运动测试：通过控制系统测试机器人的各项运动功能，包括前进、转向、抓取和放置等动作；2.环境适应性测试：在不同环境中进行测试，验证机器人是否能够适应各种情况下的运动和搬运；3.安全性测试：测试机器人在操作过程中是否能够实时感知到周围环境并避免碰撞；4.效率测试：测试机器人的搬运速度和准确性，与手工操作进行对比。
烧结砖自动卸垛机器人关键技术研究的开题报告一、研究背景随着我国工业化进程的不断发展，现代化的制造业对自动化、智能化、高效化生产的需求越来越大，自动化技术的应用越来越广泛，人工取代和协助的范围也越来越广泛。
其中，烧结砖自动卸垛机器人技术是烧结砖制造企业实现生产线自动化升级的重要一环。
目前，国内外在烧结砖自动卸垛机器人领域已经做出了相当的研究和探索。
但是，现有的研究中还存在一些问题，例如卸垛机器人的控制系统不够智能化、卸垛速度慢、操作不够精确等等。
因此，需要对烧结砖自动卸垛机器人关键技术进行深入研究和探索，为烧结砖制造企业提供更加高效、智能化的生产线自动化升级方案。
二、研究目的本研究的目的是对烧结砖自动卸垛机器人关键技术进行深入研究和探索，具体包括以下几点：1. 分析烧结砖自动卸垛机器人的主要技术难点和瓶颈问题。
2. 研究卸垛机器人的控制系统，并提出智能化控制方案。
3. 研究卸垛机器人的传动系统和运动控制器，提高其精度和稳定性。
4. 设计优化机器人的夹持机构，改善其夹持效果和运动能力。
5. 实验验证，验证研究成果的可行性和实用性。
三、研究内容本研究主要研究烧结砖自动卸垛机器人关键技术，研究内容包括以下几个方面：1. 烧结砖自动卸垛机器人技术概述；2. 烧结砖自动卸垛机器人技术的市场需求分析；3. 卸垛机器人的控制系统设计；4. 卸垛机器人的传动系统和运动控制器优化；5. 机器人夹持机构的设计和优化；6. 实验验证，验证研究成果的可行性和实用性。
四、研究方法和步骤本研究所采用的研究方法主要包括文献调研法、理论分析法、实验研究法等。
具体的研究步骤如下：1. 文献调研，分析已有的相关研究成果和研究现状；2. 设计卸垛机器人的控制系统，提出智能化控制方案；3. 优化卸垛机器人的传动系统和运动控制器，提高其精度和稳定性；4. 优化机器人的夹持机构，改善其夹持效果和运动能力；5. 设计实验方案，验证研究成果的可行性和实用性；6. 实验数据处理和分析，总结归纳实验结果；7. 撰写研究论文，对研究成果进行总结和归纳。
搬运码垛机器人毕业设计1. 引言搬运码垛机器人是一种自动化装卸货物的设备，它可以高效地从一个位置将货物搬运到另一个位置。
本文将介绍一个基于码垛机器人的毕业设计项目。
2. 设计目标本毕业设计的目标是设计和开发一种搬运码垛机器人，能够实现以下功能： - 通过视觉系统识别并定位堆码地点； - 利用机器人臂和夹爪完成货物搬运； - 自动化控制系统实现自主导航和路径规划； - 系统具备高度安全性和可靠性。
3. 毕业设计的硬件系统3.1 机器人底盘机器人底盘是整个系统的基础，它提供了机器人移动的能力。
我们将采用Omni轮底盘，因其具备良好的机动性和灵活性。
3.2 视觉系统视觉系统用于定位和识别堆码的位置。
我们将使用相机和图像处理算法，能够有效地检测和识别货物的位置和状态。
3.3 机械臂和夹爪机械臂和夹爪用于搬运货物。
我们将采用多关节机械臂和可调节夹爪，以适应不同尺寸和形状的货物。
3.4 自动化控制系统自动化控制系统是整个系统的核心，负责控制机器人的移动、机械臂和夹爪的操作，以及路径规划和导航等功能。
我们将使用嵌入式控制器和ROS（机器人操作系统）来实现。
4. 毕业设计的软件系统4.1 路径规划与导航路径规划与导航是搬运码垛机器人的重要功能之一。
我们将使用SLAM（同步定位和地图构建）算法进行环境建模和地图生成，以及A*算法进行路径规划和导航。
4.2 机器视觉算法机器视觉算法包括图像处理和目标识别等技术。
我们将使用OpenCV等开源库进行图像处理，并采用卷积神经网络（CNN）和支持向量机（SVM）等算法进行目标识别。
4.3 控制与通信控制与通信模块包括机器人的控制和与其他设备的通信。
我们将使用嵌入式控制器和ROS进行机器人的控制，以及使用TCP/IP和串口等协议进行通信。
5. 毕业设计的测试与验证为了验证搬运码垛机器人的设计和功能，我们将进行一系列的测试和实验。
首先，我们将进行单元测试来验证各个模块的功能和性能。
码垛机器人的机械结构设计毕业设计说明书毕业设计说明书（论文）论文题目：码垛机器人的机械结构设计系部：机械工程系专业：班级：学生姓名：学号：指导教师：2014年月日I摘要以码垛机器人本体为研究对象，通过分析其结构特点与性能参数，明确了设计的基本指标，为码垛机器人产品开发提供指标。
并依此为依据针对物流自动化行业中对箱包高速码垛的需求，并依据搬运机器人的性能要求，设计了一种四自由度的码垛机器人。
应用CERO2.0进行三维建模，并通过CERO2.0的机械设计分析模块，对其构建的三维模型的运动仿真。
结果表明，所设计机器人完全满足工业现场的需求。
关键词：码垛机器人机械设计CERO2.0运动分析AbstractIn this paper,the structure characteristics and performance indicators of palletizing robot body are an alyzed．It provides a reference for product development．In accordance with the requirement of robot palletizer in logistics automation technology，a universal robot palletizer was designed based on the functional requirement.Application CERO2.0 for 3 d modeling, and through the analysis of the mechanical design CERO2.0 module, the building of 3 d motion simulation of the model。
the experimental results show that the robot meets the objectives of the logistics automation requirements．Key Words：palletizing robot；machine design；cero2.0 motion analysisI目录绪论 (1)第1章码垛机器人现状研究 (2)1.1 引言 (2)1.2 结构分析 (2)1.3本体性能研究 (3)第2章码垛机器人的机械设计和电气控制 (6)2.1机械设计 (6)2.2电气控制系统 (13)第3章码垛机器人运动分析 (16)3.1 CERO2.0动态机构仿真简介 (16)3.2 CERO2.0机器人运动仿真 (20)致谢 (30)绪论随着21世纪工业及经济的蓬勃发展以及对产品精度的要求不断提高，机器人加工逐渐成为一种被普遍应用的加工方法，而码垛是物流自动化技术领域一门新兴技术，码垛按照一定模式，一件件堆成码垛，以便使单元化的码垛实现物料的搬运、存储、装卸运输等物流活动，随着工业化大生产规模的扩大，促使码垛自动化，以加快物流的速度，保护工人的安全和健康，同时也能获得整齐一致的物垛，减少物料的破损和浪费。
码垛机器人设计_毕业设计说明书目录第一章绪论 (1)1.1课题的背景、来源及意义 (1)1.2码垛机器人的发展进程及发展趋势 (2)1.3课题的设计内容 (2)第二章码垛机器人总体结构设计 (4)2.1方案的确定 (4)2.2总体设计思路 (6)第三章码垛机器人腕部和腰部设计 (7)3.1码垛机器人腕部设计 (7)3.1.1 减速机的计算与选型 (7)3.1.2联轴器的计算与选型 (8)3.1.3轴承的选型 (10)3.2码垛机器人腰部设计 (11)3.2.1腰部电机选型 (11)3.2.2腰部联轴器计算选型 (12)3.3本章小结 (13)第四章码垛机器人手臂结构及其驱动系统设计 (14)4.1平面机构受力分析 (14)4.2手臂关节轴承的选型与校核 (15)4.3销轴校核 (16)4.3.1 后大臂与支架销轴联接校核 (16)4.3.2 后大臂与小臂销轴联接校核 (17)4.3.3 前大臂与支架销轴联接校核 (17)4.3.4 前大臂与小臂销轴联接校核 (18)4.3.5 其它销轴联接校核 (18)4.4竖直滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (19)4.4.1 最大工作载荷的计算 (19)4.4.2 最大动载荷的计算 (19)4.4.3 初选滚珠丝杠副型号 (20)4.4.4 传动效率计算 (20)4.4.5刚度的验算 (21)内蒙古工业大学本科毕业设计说明书4.4.6压杆稳定性校核 (22)4.5水平滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (23)4.5.1最大工作载荷的计算 (23)4.5.2最大动载荷的计算 (23)4.5.3初选滚珠丝杠副型号 (24)4.5.4 传动效率计算 (24)4.5.5刚度的验算 (24)4.5.6压杆稳定性校核 (26)4.6水平滚动导轨副的计算选型 (26)4.6.1滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选择 (26)4.6.2额定行程寿命的计算 (28)4.7竖直滚动导轨副的计算选型 (30)4.7.1滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选择 (30)4.7.2.额定行程寿命L的计算 (30)第五章 PRO/E建模和仿真 (32)5.1主要部件建模及其简介 (32)5.1.1轴承建模的主要过程 (32)5.1.2 机器人的主要部件及装配模型 (35)5.2三维机构运动仿真的基本介绍 (37)5.2.1 机构运动仿真的特点 (37)5.2.2 机构运动仿真的工作流程 (37)5.2.3 机构仿真运动装配连接的概念及定义 (37)5.2.4 机构的仿真运动 (38)第六章 ANSYS有限元分析 (40)结论 (46)参考文献 (47)谢辞 (48)第一章绪论1.1课题的背景、来源及意义近几十年来，随着我国经济持续发展及科学技术的突飞猛进，机器人在码垛机、弧焊、喷涂、点焊、搬运、涂胶、测量等行业有着越来越广泛的应用。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊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┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractIn 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┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章总论1.1 概述搬运机器人在实际的工作中就是一个机械手，机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
砖窑卸垛机器人本体的结构设计与优化摘要：随着社会的发展需要，工业机器人已经渗透了我们的生活、工作和经济方面，并且起到了很大的作用。
本文首先简要介绍了工业机器人的概念，以及国内外的发展状况。
其次对砖窑的生产环境和工人工作环境做了简要的介绍，以及对卸垛机器人本体的组成和分类，本体的自由度和坐标形式，气压传动技术的特点，进行了概述。
通过对对砖窑卸垛机器人本体进行总体方案设计，确定了本体的坐标形式和自由度，确定了本体的技术参数。
同时，对本体结构上材料和部分零件进行了优化，设计出了机械本体上的手臂和手腕结构，计算了手臂和手腕伸缩，升降，转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩同时对本体使用的气缸进行了计算并作出了选择。
本次设计是在于很好地把处于科技前沿的技术成功应用于新兴的码垛和卸跺生产线，解放两百万的劳动人民，提高生产效率，可以达到利用新技术促进生产的目的。
关键词：机器人本体；气压传动；结构设计；优化机械0701_何朝辉Abstract: With the social development needs, industrial robots have infiltrated our lives, work and economic aspects, and has played a significant role. This article first introduces the concept of industrial robots, as well as the development of domestic and foreign. Secondly, the production of brick kiln workers in the work environment and a brief introduction to the environment, as well as destocking composition and classification of the robot body, body, and coordinates in the form of freedom, the characteristics of air pressure drive technology, provides an overview.By pairs of the robot body kilns unshackling the overall design, to determine the coordinates of the body forms and degrees of freedom to determine the technical parameters of the body. Meanwhile, the structure of materials and some body parts were optimized designed the mechanical arm and wrist on the body structure, calculation of the arm and wrist stretching, lifting, driving torque required for rotation and torque of rotary cylinder and the body Selection and calculation of the cylinder. This design is very well put that in the technological forefront of the emerging technology successfully used in stamp production line stacking and unloading, the liberation of two million working people and improve the production efficiency can be achieved using new technology for production purposes.Key words: Robot body，pneumatic transmission，structural optimization目录第一章综述1.1 工业机器人概述 (1)1.2 砖窑卸垛机器人本体的组成 (3)1.2.1 卸垛机器人的分类 (4)1.2.2 液压传动卸垛机器人 (4)1.2.3 气压传动卸垛机器人 (4)1.3 国内外发展状况 (4)1.4 课题的提出及主要目的 (6)第二章卸垛机器人本体结构的设计方案2.1 课题的主要任务 (8)2.2 卸垛机器人本体的用途及技术参数和设计方案 (8)2.2.1 本体的用途 (8)2.2.2 设计技术参数 (8)2.2.3 坐标型式与自由度 (9)2.3 驱动系统的选择和设计 (9)2.3.1选取液压传动作为传动系统时候腕部和臂伸缩机构设计计算 (9)2.3.2 气压传动的优点和缺点 (15)2.3.3 最终选择气压传动系统情况下的手腕手臂结构设计与计算 (16)2.4卸垛机器人的底座设计 (21)2.4.1电机的选择 (22)2.4.2减速器的选择 (23)第三章手臂和手腕中气缸的尺寸设计与校核3.1 手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 (24)3.1.1 手臂伸缩气缸的尺寸设计 (24)3.2 手臂升降气缸的尺寸设计与校核 (24)3.3 手臂回转气缸的尺寸设计与校核 (25)3.4 手腕回转缸的尺寸设计与校核 (27)第四章砖窑卸垛机器人本体优化4.1 材料的优化选取 (29)4.1.1 钢的分类 (29)4.2 螺柱的设计和校核优化 (33)4.2.1 计算当量应力 (33)4.2.2 计算剪切强度 (34)4.2.3 计算弯曲强度 (34)4.3 影响平衡性和定位精度的因素 (34)4.4 导向装置 (35)4.5 平衡装置 (36)总结 (37)致谢 (38)参考文献 (39)第一章综述1.1工业机器人概述（工业机器人图片）工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。
因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
卸码垛机器人其实是卸垛机器人和码垛机器人的总称。
如今，很多生产企业在包装的后期都会用到机器人来代替人工及自动化程度较低的设备，不仅可以节省人力成本，还可以更快速地将产品按照预定的形式进行高效地操作。
在包装的卸垛和码垛环节也是如此。
一些大型的饮料、乳品和食品生产企业都应用了高技术含量的卸垛及码垛设备。
目前，中国已经有一些包装供应商可以提供高质量的卸垛及码垛设备，其质量甚至可以和国外先进的技术相媲美。
机器特点机身的主要移动部件(除臂部外)是由碳酸纤维铸成、重量轻、扭力大、韧性强，具有较高的机械性能和较强的抗震动能力。
底座采用CRP工艺制造，制造过程中用CAD和FEM优化其设计，确保了最大的底座持重能力和最低的底座重量。
驱动系统采用机电一体化设计，所有轴都是由数字化交流伺服电机驱动，交流伺服驱动系统有过载、过流、缺相、超差等各种保护，性能安全可靠。
机器人的各部件结构精简、容易拆装。
特殊的几何构造使机器只占用极少的空间就能发挥极大的工作能力、能够充分利用工作场地空间。
先进的设计令机器人能够高速、精确、稳定的运行，并易于维护。
机器人运动的轨迹十分精确、重复定位精度小于0.35mm。
1.2.砖窑卸垛机器人本体的组成砖窑卸垛机器人本体主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
(一)执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，还增设行走机构。
1、手腕是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位(即姿势)2、手臂手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。
手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置. 卸垛机器人的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源(如液压、气压或电机等)相配合，以实现手臂的各种运动。
3、立柱立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。
卸垛机器人的立柱因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。
4、行走机构当卸垛机器人本体需要完成较远距离的操作，或扩大使用范围时，可在机座上安滚轮式行走机构可分装滚轮、轨道等行走机构，以实现卸垛机器人的整机运动。
滚轮式布为有轨的和无轨的两种。
驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。
5、机座机座是砖窑卸垛机器人本体的基础部分，机器人执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接的作用。
(二)驱动系统驱动系统是驱动卸垛机器人执行机构运动的动力装置调节装置和辅助装置组成。
