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关节型搬运机器人设计摘要随着现代工业机器人技术的发展，工业机器人的使用迅速增长。
本文通过对国外工业机器人的分析，并结合搬运所需要的条件，设计出了工厂自动化生产和生产线使用的搬运机器人。
本文着重对搬运机器人的总体设计方案、机构及控制系统从理论上进行了详细的分析和设计。
在搬运机器人总体设计中，采用了应用最为广泛的平面关节型；在机构设计中，主要设计了搬运机器人末端执行器、手腕、手臂和腰的机械结构；在末端执行器设计上采用了一种具有接近觉、接触觉及滑动觉的初级智能机械手；在控制系统的设计中，采用可编程控制器（PLC）进行控制，并对控制系统的硬件原理做了分析，对PLC 的程序也进行了编译；在驱动系统设计中，采用了气动和电机两种驱动方式，主要动作采用电机驱动。
关键词：搬运机器人，三感觉机械手，可编程序控制器Design of the joint transporting robotAbstractUnder the development of the modern industrial robot’s technology , the use of industrial robot increases rapidly. Through analyzing the domestic and foreign industrial robots, combing the conditions of the transportation, the transporting robot for the factory automation produce and the production line is designed in this article.The emphasis on this article is to analyze and design the transporting robot in theory. The analytical objects include the total scheme, the mechanism design, and the control system design. In the total scheme design, the most wildly applied plane joint type is chosen. In the mechanism, the transporting robot’s end-effector, the wrist, the arm and the waist are mainly designed. A kind of the approaching sense, the contact sense and the skidding sense primary intelligence manipulator is adopted in the end-effector; In the control system, the programmable controller (PLC) is used, the principle of hardware is analyzed and the programs in PLC are compiled. In the actuating system, two driving types are used which include the pneumatic operation and the motor. The main movement is driven by the motor.Key words: Transporting robot, three feelings manipulators, programmable controller（PLC）1．引言本课题研制的搬运机器人，是一种综合了人和机器特长的拟人机械电子装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
多关节示教工业机器人的设计作者：王江华赵燕来源：《电脑知识与技术》2017年第16期摘要：为了将人们的双手从重复劳累且危险的工作中解放出来，故设计并制作一款多关节示教工业机器人，使之替代人类来完成重复性高且复杂并具有一定危险性的工作。
设计主要是对多关节示教工业机器人的运动路径进行控制，让其可以根据程序设定优化的路径或者示教路径进行自主运动，使用机械夹手完成指定的任务，同时还能借助于电脑上位机来实时操作以便完成有效的动作。
课题研究对于示教机器人领域的研究和发展具有一定的意义。
关键词：多关节；示教；示教路径；自主运动目前，在高端制造业中，工业机器人俨然已经成为工业生产中不可忽视的重要组成部分，它的智能性、高效性、精确性成为能够替代人类的巨大优势。
设计多关节示教工业机器人，主要是对它的运动路径进行控制，让其可以根据程序设定优化的路径或者示教路径进行自主运动，使用机械夹手完成指定的任务，同时还能借助于电脑上位机来实时操作，以便完成有效的动作。
在工业机器人中，大多数的工业机器人采用示教编程方式，先用人工操作的方式来起到示范的目的和作用，让工业机器人记住相关有效动作，进而使之能够在人工不干预的情况下进行预期的动作。
这种方法可以大大节省开发周期和成本，便于在不同的操作环境下进行，适应性强，因此，本研究对于示教机器人领域的研究和发展具有一定的意义。
1总体方案设计多关节示教工业机器人硬件采用STM32F103作为主控核心，利用松下MINAS系列的交流伺服电机来控制各关节的运动；软件利用RTX小型嵌入式系统。
RTX嵌入式系统是可裁剪的，用户可以根据自己的情况对系统进行配置，对于这种多任务的控制系统，使用嵌入式操作系统可以使软件设计更加高效、方便。
示教盒采用手轮脉冲发生器，手轮脉冲发生器一直使用在工控场合，它可以产生精确数量的脉冲，满足精准定位的要求，且脉冲频率可由用户来控制。
通过通道选择旋钮、倍率选择旋钮可以快速切换控制关节和脉冲倍频，从而控制各个电机的转速。
详解六轴关节机器人运动原理和机械结构！附送3D实体模型！什么是关节机器人？关节机器人(Robot joints)，也称关节手臂机器人或关节机械手臂，是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一。
适合用于诸多工业领域的机械自动化作业，比如，自动装配、喷漆、搬运、焊接等工作。
关节机器人的分类关节机器人的摆动方向有铅垂方向和水平方向两种，因此这类机器人又可分为垂直关节机器人和水平关节机器人。
垂直关节机器人如上图所示，模拟了人类的手臂功能，由垂直于地面的腰部旋转轴（相当于大臂旋转的肩部旋转轴）带动小臂旋转的肘部旋转轴以及小臂前端的手腕等构成。
手腕通常由2～3个自由度构成。
其动作空间近似一个球体，所以也称多关节球面机器人。
其优点是可以自由地实现三维空间的各种姿势，可以生成各种复杂形状的轨迹。
相对机器人的安装面积．其动作范围很宽。
缺点是结构刚度较低，动作的绝对位置精度磨较低。
它广泛应用于代替人完成装配作业、货物搬运、电弧焊接、喷涂、点焊接等作业场合。
水平关节机器人如上图在结构上具有串联配置的二个能够在水平面内旋转的手臂，其自由度可以根据用途选择2～4个，动作空间为一圆柱体。
水平关节机器人的优点是在垂直方向上的刚性好，能方便地实现二维平面上的动作，在装配作业中得到普遍应用。
此外，还可以按照关节机器人的工作性质分类，可分为很多种，比如：搬运机器人，点焊机器人，弧焊机器人，喷漆机器人，激光切割机器人等。
关节机器人的优缺点关节机器人的优点1）结构紧凑，工作范围大而安装占地面积小。
2）具有很高的可达性。
关节坐标式机器人可以使其手部进入像汽车车身这样一个封闭的空间内进行作业，而直角坐标式机器人不能进行此类作业。
3）因为没有移动关节，所以不需要导轨。
转动关节容易密封，由于轴承件是大量生产的标准件，则摩擦小，惯性小，可靠性好。
4）所需关节驱动力矩小，能量消耗较小。
5）代替很多不适合人力完成、有害身体健康的复杂工作。
关节机器人的缺点1）肘关节和肩关节轴线是平行的，当大、小臂舒展成一直线时，虽能抵达很远的工作点，但机器人的结构刚度比较低。
多关节型搬运机械手结构设计分析文章着手于多关节型搬运机械手的功用特点，通过对相关资料进行分析，有效得出多关节型搬运机械手的机构设计方案与控制系统的设计方案，以期为今后多关节型搬运机械手的创新与实际应用提供正确的参考。
标签：多关节型；搬运机械手；结构设计引言多关节型搬运机械手作为我国自动化技术发展过程中的产物，是新技术、新手段实际应用于加工生产中的重要体现。
多关节型搬运机械手常用于工业上圆柱形金属部件的几何特征检测系统中，其在实际应用中可以将大吨位的水平放置的金属部件安全平稳的放置到测量工位上，并且在测量结束以后还能实现将金属部件装车的工作效用，极大的降低了加工生产过程中的能源消耗，为企业节约了成本，在实际应用的过程中发挥出了重要作用。
1 多关节型搬运机械手的机械构造设计1.1 多关节型搬运机械手的整体设计通过对相关文献进行查阅，文章根据多关节型搬运机械手的工作目的以及工作环境，对该机械的整体机构进行有效设计[1]。
在本次设计过程中，多关节型搬运机械手由两个可移动关节与四个旋转关节所构成，在实际应用过程中可实现六个自由度变换，机械运动形式是多关节式。
多关节型搬运机械手的设计过程中，机械原动件作为机械定位工作与运动工作的重要保障性因素，在设计过程中采用液压缸与电机，有效提升多关节型搬运机械手的定位精度与动力强度。
对多关节型搬运机械手的前三个自由度，在设计过程中采用电机驱动的方式，以此保证多关节型搬运机械手在实际应用过程中能够实现更加准确的定位操作。
在后三个自由度的设计过程中，由于考虑到多关节型搬运机械手的驱动力因素，所以，后三个自由度采用液压驱动装置，以此实现多关节型搬运机械手在满足定位精确的前提下，还能保证较高的驱动强度，使多关节型搬运机械手可以满足各种特殊操作的实际需要。
多关节型搬运机械手在设计过程中，其基础部件构成分别为基座、手臂、电机、立柱、末端执行器、后壳体、小臂俯仰电机、腰部回转电机、盖板、腕部回转液压缸[2]。
南京理工大学毕业设计说明书(论文)作者: 学号：学院(系):机械工程学院专业: 机械工程及自动化题目: 全气动多自由度关节型机器人的结构优化研究指导者：(姓名)(专业技术职务)评阅者：(姓名)(专业技术职务)2007 年 6 月毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）外文摘要目次1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景和意义 (1)1.2 国内外气动机器人的研究现状 (1)1.3 本课题研究的内容 (4)2 全气动关节型机器人的结构优化总体技术方案 (6)2.1 现有系统的结构分析 (6)2.1.1 腰部回转运动原有结构的分析 (7)2.1.2 直线运动转换为旋转运动的几种形式 (8)2.1.3 齿侧间隙 (10)2.2 系统结构优化总体技术方案 (10)2.2.1 同步带传动 (10)2.2.2 同步带的分类 (11)2.2.3 同步带传动的优点 (11)2.2.4 圆弧齿同步带传动 (12)3 全气动关节型机器人的优化结构研究 (14)3.1 圆弧齿同步带传动结构设计 (14)3.2 机械结构的设计和计算 (16)3.2.1 同步带轮的设计计算 (16)3.2.2 机架轴承的选用 (18)3.3 机械结构的强度校核 (19)3.3.1 带轮轴的强度校核 (19)3.3.2 平键的强度校核 (22)3.3.3 受力较大的螺纹联接强度校核 (22)4 全气动关节型机器人的腰关节控制方案研究 (25)4.1 ML2B伺服气缸基本特性分析 (25)4.2 CEU2专用控制器 (26)4.3 气动机器人腰部关节气动控制回路 (27)5 全气动关节型机器人优化结构试验研究 (29)5.1 试验方案 (29)5.2 实验结果和分析 (30)5.2.1 旋转电位器的标定 (30)5.2.2 试验过程和结果分析 (30)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (39)1 绪论1.1 课题研究的背景和意义机器人技术是集合了诸多学科为一体的一门综合技术，是关键的自动化技术[1]。
