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四自由度工业机器人毕业设计摘要近二十年来，机器人技术发展非常迅速，各种用途的机器人在各个领域广泛获得应用。
我国在机器人的研究和应用方面与工业化国家相比还有一定的差距，因此研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用是有现实意义的。
本文简要介绍了工业机器人的概念，机器人的组成和分类，机器人的自由度和坐标形式，气动技术的特点。
对机器人进行总体方案设计，确定了机器人的坐标形式和自由度，确定了机器人的技术参数。
同时，设计了机器人的夹持式手部结构，设计了机器人的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。
设计了机器人的手臂结构。
设计出了机器人的气动系统，绘制了机器人气压系统工作原理图，对气压系统工作原理图的参数化绘制进行了研究，大大提高了绘图效率和图纸质量。
关键词：工业机器人，机器人，气动，单片机控制ABSTRACTIn the past twenty years, robotic technology is developing very fast, all sorts of use robots in various fields can be used widely. Our country in the research and application of robots and industrial countries, there is still a gap compared, therefore, the research and design various USES robots especially industrial robots, promote the use of robots is a realistic significance.This paper briefly introduces the concept of industrial robot, robot, robot composition and classification of freedom and coordinates, the characteristics of pneumatic technology. The general scheme design of robot, robot was determined, and freedom of coordinates the technical parameters of robot was determined. Meanwhile, the design of the robot hand gripping type of the robot structure, design wrist structure, calculated the wrist rotation for driving moment and rotary cylinder driving moment. Design a robot arm structure.Designed a robot pneumatic system, painted robots working principle diagram, pneumatic system of pneumatic system working principle diagram parametric drawing was studied, and greatly improve the efficiency of drawing and drawings quality.Keywords: industrial robot, pneumatic, SCM control第一章绪论随着计算机技术的不断向智能化方向发展，机器人应用领域的不断扩展和深化，工业机器人已成为一种高新技术产业，为工业自动化发挥了巨大作用，将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。
四自由度机械手本科毕业设计说明书(论文)摘要在中国工业韧带发展中，很多高生产率高精度的机械加工设备从国外引进，比如数控车床和铣床等，还有把几种机床的功能集中在一起的加工中心等。
总之这类CNC机床大大的提高了工作速度，产品的加工精度，降低了工作的劳动强度，所以大受欢迎。
但是这类设备引进费用也是相当的昂贵，所以国内很多企业的技术人员在原先的旧机床上进行改进，来达到提高生产率和降低工人的劳动强度，实现工业自动化，这类改进同样也大受欢迎。
本文所设计的机械手主要用于搬运工件，工件总重不大于10Kg，长150cm，宽150cm，高150cm的立方体。
为了增加本机械手的通用性，在结构尽可能紧凑的情况下，最大限度的是机械手具有较大的抓取范围。
本文主要介绍了搬运机械手的概念、组成和分类，接受的自由度和坐标形式、运动及国内外的发展状况。
对于搬运接受进行总体方案设计，首先机械手的驱动装置为液压缸，然后确定了机械手的坐标像是为圆柱坐标型，自由度数为4，接着确定了机械手的驱动装置为液压缸，然后确定了机械手的主要技术参数。
同时，设计了机械手的手部结构形式为气缸杠杆式手爪、臂部结构形式采用液压缸导向连接的双横臂结构，底座采用电机带动竖臂的旋转。
机身结构形式为升降缸用液压缸的结构形式，计算出夹紧工件所需的驱动力、手爪转动时所需的驱动力矩、手臂的伸缩所需的驱动力手臂的俯仰所需的驱动力、手臂的升降所需的驱动力，和手臂回转所需的驱动力矩。
继而设计了装箱机械手的各部分液压缸的尺寸和结构及各部分之间连接与支承部件的结构与尺寸。
关键词:搬运机械手; 液压驱动;液压缸;自动化I本科毕业设计说明书(论文)AbstractIn China industrial ligament development, a lot of high productivity high precision machining equipments imported from abroad, such as CNC lathes and milling machines, and have several function of machine together in processing center, etc.. In this kind of CNC machine greatly improves the speed of work, product processing precision, reduces the labor intensity of work, so popular. But this kind of equipment is also very expensive, so many domestic enterprises technical personnel in the original old machine is improved, to improve productivity and reduce labor intensity of workers, industrial automation, this kind of improvement is also very popular.The manipulator is designed in this paper is mainly used forhandling the workpiece, the workpiece weight is less than 10Kg, length 150cm, width 150cm, high 150cm cube. In order to increase theversatility of manipulator in structure, as far as possible compact case, maximum limit is the manipulator has a large capture range.This paper mainly introduces the concept, composition andclassification of the manipulator, freedom and coordinates, movement and development at home and abroad to accept. For the handling of acceptance for the overall program design, first drive manipulator for hydraulic cylinder, and then determine the coordinate manipulator like cylindrical coordinate, the number of degrees of freedom is 4, then the drivemanipulator for hydraulic cylinder, and then determined the main technical parameters of the manipulator. At the same time, the structure design of hand manipulator is cylinder lever type hand, arm structure adopts hydraulic cylinder guide connecting double wishbone structure, base the motor driven vertical arm rotation. Fuselage structure for lifting cylinder hydraulic cylinder structure, calculated clamping the workpiece required driving force, the gripper rotation required driving torque, the telescopic arm required driving force arm pitching required driving force, the arm lifting required driving force, driving torque and arm rotation required. Then design the structure and size and the supporting parts of the connection between the parts of the hydraulic cylinder loading manipulator size and structure and components.Key words:Manipulator; hydraulic drive; hydraulic cylinder; automationII本科毕业设计说明书(论文)目录摘要 ..................................................................... . (I)1绪论 ..................................................................... .. (1)1.1前言 ..................................................................... (1)1.2简史 ..................................................................... (1)1.3基本型式 ..................................................................... . (2)1.4机械手分类 ..................................................................... (3)1.5应用概况 ..................................................................... . (5)1.6发展趋势 ..................................................................... . (9)2装箱机械手的整体设计...................................................................... (12)2.1机械手的组成 ..................................................................... ....................................... 12 3机械手各部分机构设计...................................................................... (20)3.1手部结构设计 ..................................................................... (20)3.2横臂结构设计 ..................................................................... (21)3.3齿轮传动部分设计 ..................................................................... . (21)3.4销轴设计 ..................................................................... .. (25)3.5底座 ..................................................................... . (26)4传动系统及其他部分的设计 ....................................................................284.1气缸选择 ..................................................................... .. (28)4.2液压缸选择 ..................................................................... . (28)4.3电动机选择 ..................................................................... . (31)4.4联轴器选择 ..................................................................... . (33)4.5轴承的选择 ..................................................................... . (35)4.6螺栓螺钉的选择 ..................................................................... .. (37)结论 ..................................................................... . (39)致谢 ..................................................................... .. (40)参考文献 ..................................................................... .. (40)附录 ..................................................................... .. (42)禽岛学院本科毕业设计说明书(论文)1绪论1.1前言机械手是能模仿人手和臂的某种动作功能，用以固定程序抓取、搬运物件或操作工具有自动操作装置。
农业大学毕业论文（设计）题目：基于QD75四自由度搬运机械手的设计姓名：王平盛学院：机电工程学院专业：电气工程与其自动化班级： 2010.02 学号： 20102583 指导教师：胜多2014年 06月 16 日毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作与取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果与已获得农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了意。
论文（设计）作者签名：日期：年月日毕业论文（设计）使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。
本人授权农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。
本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为农业大学。
论文（设计）作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日目录摘要IAbstractII1 绪论11.1 设计的目的和意义11.2 设计项目发展状况21.3 研究容与目标31.4 本章小结32 硬件部分设计与选型42.1机械手的设计42.2威纶触摸屏52.3可编程控制器（PLC）62.4 QD75定位模块102.5 Q00JCPU模块122.6 伺服控制系统152.7 本章小结183 下位机程序的设计183.1 PLC的I/O分配193.2 PLC的外部接线203.3程序的编辑223.4参数的设置与监视253.5本章小结294人机界面的设计304.1人机界面304.2人机界面的创建314.3操作面板的设计324.3本章小结335 总结34参考文献35致35附录37附录一 PLC外部伺服系统接线图37附录二程序梯形图38附录三元器件清单46基于QD75四自由度搬运机械手的设计摘要近年来，随着科技的快速发展，PLC运动控制的产品得到了快速的发展。
物料搬运机器人设计物料搬运机器人设计 (1)1.前期工作 (2)当今现状： (2)思想启发： (2)设计难点： (2)2.机器人的介绍： (3)整体介绍： (3)2.机器人机械手的设计 (5)3基座 (7)4胯部： (7)5.大臂 (9)6.小臂 (10)7.机械手指设计 (11)8.手部支座 (12)9.法兰盘 (13)10.小臂电机 (14)3.驱动传动方式 (14)驱动方式 (14)传动方式： (15)4.制动器及其作用： (16)4后期预测 (18)5.心得体会 (18)1.前期工作当今现状：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，普遍重视生产过程的自动化程度，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，国外已有工业机器人从事生产的实例，但是在国内，这方面的研究相对较少，并且真正能投入到生产实践中的工业机器人更少思想启发：本小组同学在看到吊车等处于施工现场的实例，能够在多个维度里面自由运动。
鉴于这种想法，就想做一个关于能捡物料的机器人，通过在多个自由度里运动，实现机身的灵活转动。
虽然，可能在其中还有更简单的结构，但是作为第一次尝试，只希望这个结构能够顺利的完成预期的工作。
设计难点：本小组两个同学都是水利水电专业，本身与机械设计了解甚少，并且对于其中的结构最优化也很不善于分析，虽然如此，我们都对机械设计充满热情，从始至终都不曾间断过，虽然我们花费的时间比较长，但是，这其中我们自学了creo2.0，cad两个专业软件，因为在制图过程中，这些软件能够更有效快捷地绘出装配图和零件图。
我们完全是抱着一腔热情来设计的，只能凭一点点生活常识和最基本的力学知识作为基础，其中有不完善的地方，还希望老师同学看完后能够多多指正。
在设计过程中，最费时间的环节就是对creo2.0软件的学习，因为在画零件图和装配图的时候总是遇到问题，这就不得不对已有的实例反复的研究。
SCARA工业机器人设计Scara是一种四自由度机器人，用来处理需要水平和垂直运动的任务。
它是一个广泛应用于工业生产线的机器人，具有高精度和高稳定性的特点。
本文将重点介绍SCARA工业机器人的设计。
首先，SCARA机器人由基座、纵臂、横臂和末端执行器组成。
基座是机器人的固定部分，提供了机器人的稳定性和支撑。
纵臂连接在基座上，并可实现竖直方向的运动。
横臂连接在纵臂上，并可实现水平方向的运动。
末端执行器则连接在横臂上，用来完成具体的操作任务。
其次，SCARA机器人的设计需要考虑的因素很多。
首先是机器人的精度要求。
由于SCARA机器人广泛应用于装配和加工领域，因此精度是一个非常重要的考虑因素。
在机器人的设计过程中，需要选择合适的驱动系统和传感器来保证机器人的精度。
其次是机器人的工作范围。
SCARA机器人的工作范围决定了它能够处理的具体任务。
在设计过程中，需要根据实际需求来确定机器人的工作范围，并选择合适的机械结构和控制系统来实现。
此外，机器人的稳定性也是一个重要考虑因素。
特别是在高速运动或负重任务中，机器人的稳定性对于保证机器人的正常工作非常重要。
在设计过程中，需要选择合适的结构和材料来提高机器人的稳定性。
最后，SCARA机器人的设计还需要考虑机器人的控制系统。
机器人的控制系统决定了机器人能够完成的任务和运动方式。
在设计过程中，需要选择合适的控制系统和编程工具来实现机器人的自动化操作。
综上所述，SCARA工业机器人的设计需要考虑精度、工作范围、稳定性和控制系统等多个因素。
在设计过程中，需要综合考虑这些因素，并选择合适的驱动系统、传感器、机械结构和控制系统来实现机器人的设计需求。
随着工业自动化的不断发展，SCARA工业机器人将会在更多领域发挥重要作用。
论文提要随着大工业时代的到来，自动化设备代替人工作业成为现代化工业发展的一大趋势。
机械手作为一种自动化执行设备，解放了人类的双手，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
它能模仿一些人手和手臂的动作，进行抓取、搬运或装配工作，被广泛应用在大型工厂的生产流水线上，尤其是在高温、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，机械手的应用更加重要。
随着现代科技的发展，借助计算机辅助设计系统、计算机辅助制造系统，使机械手得到了更快的发展和应用，过渡到了一个新的工业自动化阶段。
本文主要是对四自由度机械手的结构设计和工作原理进行阐述和说明，并推导出了机械手的运动轨迹方程。
四自由度机械手的设计与规划摘要：随着大工业时代的到来，自动化设备代替人工作业成为现代化工业发展的一大趋势。
机械手作为一种自动化执行设备，解放了人类的双手，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
它能模仿一些人手和手臂的动作，进行抓取、搬运或装配工作，被广泛应用在大型工厂的生产流水线上，尤其是在高温、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，机械手的应用更加重要。
随着现代科技的发展，借助计算机辅助设计系统、计算机辅助制造系统，使机械手得到了更快的发展和应用，过渡到了一个新的工业自动化阶段。
本文主要是对四自由度机械手的结构设计和工作原理进行阐述和说明，并推导出了机械手的运动轨迹方程。
关键词:四自由度机械手自动化一、什么是机械手机械手是一种主要由机械主体、控制器、驱动系统和传感器装置等组成的,能模仿人手和臂的某些动作的运动机构。
机械手的设计是模仿人的动作，所以在设计机械手时，为了使机械手能更像人手那样灵活好用，可以遵循三个设计原则：一是使机械手的覆盖范围尽可能的大；二是使机械手可以根据外界的环境改变自己的运动姿态；三是在使自身重量足够小时，承受的负载足够大。
美国机器人工业协会定义了工业机械手的含义：机械手是一种可以用于移动各种生产材料零部件工具或专用设备的，并通过可编程序动作来执行各种任务的，具有编程能力的多功能自动化设备。
四自由度上下料机械手结构设计英文回答：Designing a four-degree-of-freedom (4-DOF) pick-and-place robotic arm requires careful consideration of various factors. In this response, I will discuss the structural design of such a robotic arm and provide examples to illustrate my points.Firstly, the choice of materials for the robotic arm's structure is crucial. It should be lightweight yet sturdy enough to handle the weight of the objects being picked and placed. For example, carbon fiber or aluminum alloy can be suitable options due to their high strength-to-weight ratio.Next, the mechanical design of the arm should allow for smooth and precise movements. This can be achieved by using high-quality bearings and joints that minimize friction. Additionally, the arm should be designed to minimize backlash, which is the play or looseness in the joints thatcan affect accuracy. For instance, using precision gears and belts can help reduce backlash and ensure precise movements.Another important aspect of the design is the choice of actuators. Electric motors are commonly used as actuators for robotic arms due to their precise control and ability to generate high torque. For example, brushless DC motors can provide high torque and speed control, making them suitable for the arm's movements.Furthermore, the design should consider the workspace and reach of the robotic arm. It should be able to reachall desired locations within its workspace without any obstructions. For example, if the arm needs to pick and place objects on a conveyor belt, the design should ensure that the arm can reach all points on the belt without any interference.Additionally, the robotic arm should incorporate sensors for feedback and control. For example, position sensors can be used to accurately measure the arm'sposition and adjust its movements accordingly. Forcesensors can also be integrated to provide feedback on the amount of force applied during grasping and placing objects.中文回答：设计一个四自由度的上下料机械手需要仔细考虑各种因素。
四自由度搬运物料工业机器人的设计设计 四自由度搬运物料工业机器人的设计
1 毕业设计论文 四自由度搬运物料工业机器人的设计
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，普遍重视生产过程的自动化程度，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，工作方式一般采取示教再现的方式。 本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词：机器人 示教编程 伺服 制动 四自由度搬运物料工业机器人的设计
1 The Design of an Industrial Robot with Four DOFs for Carrying Material for a Punch
Abstract:In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jobs of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way. In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servocontrol, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point. Key words:Robot； Playback； Servocontrol； Brake 四自由度搬运物料工业机器人的设计
1 引 言 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度 。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机 械手设计的关 键参数。自由 度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是 由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。 四自由度搬运物料工业机器人的设计
1 第1章 绪论 1.1 机器人概述 在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。 “工业机器人”（Industrial Robot）：多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机器人或通用机器人）。 机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。有些机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机器人称为通用机器人。 简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。 机器人一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机器人，也即本文所研究的对象。它是一种独立的、不附属于某一主机的装置，可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定操作。它是除具备普通机械的物理性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机（Manipulator）。它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机器人来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是专业机器人，主要附属于自动机床或自动生产线上，用以解决机床上下料和工件传送。这种机器人在国外通常被称之为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动。除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。 机器人按照结构形式的不同又可分为多种类型，其中关节型机器人以其结构紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点，成为机器人中使用最多的一种结构形式，世界一些著名机器人的本体部分都采用这种机构形式的机器人。 要机器人像人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节四自由度搬运物料工业机器人的设计 1 等部分组成的抓取和移动机构——执行机构；像肌肉那样使手臂运动的驱动－传动系统；像大脑那样指挥手动作的控制系统。这些系统的性能就决定了机器人的性能。一般而言，机器人通常就是由执行机构、驱动－传动系统和控制系统这三部分组成，如图 1.1所示。
执行机构机器人
控制系统驱动-传动系统手部腕部臂部腰部基座部（固定或移动）电、液或气驱动装置
单关节伺服控制器关节协调及其它信息交换计算机
图1.1 机器人的一般组成 对于现代智能机器人而言，还具有智能系统，主要是感觉装置、视觉装置和语言识别装置等。目前研究主要集中在赋予机器人“眼睛”，使它能识别物体和躲避障碍物，以及机器人的触觉装置。机器人的这些组成部分并不是各自独立的，或者说并不是简单的叠加在一起，从而构成一个机器人的。要实现机器人所期望实现的功能，机器人的各部分之间必然还存在着相互关联、相互影响和相互制约。它们之间的相互关系如图1.2 所示。
位形检测控制系统（二）驱动传动装置执行机构工作对象
智能系统控制系统（一）
图1.2 机器人各组成部分之间的关系 机器人的机械系统主要由执行机构和驱动－传动系统组成。执行机构是机器人赖以完成工作任务的实体，通常由连杆和关节组成，由驱动－传动系统提供动力，按控制系统的要求完成工作任务。驱动－传动系统主要包括驱动机构和传动系统。驱动机构提供机器人
