三自由度圆柱坐标型工业机器人设计开题报告

2021-03-11 00:00:56

1. 研究目的与意义（文献综述）

机器人是人类19世纪的重大发明之一。据国外专家预测，212世纪将是机器人技术革命的世纪，机器人作为全面延伸和扩展人的体力和智力的手段将实现“当代最高意义上的的自动化”。机器人的应用和普及正在改变人类的生产方式、生活方式和作战方式。在非常规和极端制造过程中，工业机器人是不可缺少的自动化装备。

在国外，工业机器人技术日趋成熟，已经成为一种标准设备被工业界广泛应用。从而相继形成了一批具有影响力的、著名的工业机器人公司，它们包括：瑞典的abb robotics，日本的fanuc、yaskawa，德国的kuka robot、美国的adept technology、american robot、emerson industrial automation、s-t robotics，这些公司已经成为其所在地区的支柱性产业。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会（unece）和国际机器人联合会（ifr）的统计，世界机器人市场前景看好，从20世纪下半叶起，世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。[1]

日本的发展主要趋势为：结构的模块化和可重构化；控制技术的开放化、pc化和网络化；伺服驱动技术的数字化和分散化；多传感器融合技术的实用化；工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网格化和智能化等方面。

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容

1) 电机的选择及传动比的确定：

按照数控机床选用电机的原则选用机器人的电机，经过查阅各种资料，结果如下：

在两个移动关节和手腕关节中用步进电机：

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3. 研究计划与安排

首先按照设计任务书的要求，通过查阅大量的文献、资料以及优秀论文，仔细的研究工业机器人的解放、运动过程及各种参数的计算方法，并通过研究原始参数，确定大致的结构及设计过程。然后进过准确的计算，确定设计参数，包括运动方程的构建，电机的选择，传动比的确定，减速器的结构，手爪夹紧力的计算等，接着按要求设计完整的结构参数，确定具体的结构，计算结果尺寸并进行刚度、强度的校核，最后用aoto-cad做出具体的装配图、两个关节的结构图及重要零件的零件图。

第一～四周：查找机器人总体方案设计、确定方案，完成开题报告、文献综述。

第五～七周：完成机器人的运动分析，完成三个运动关节电机的选择、减速器的参数选择计算。完成机器人手爪结构的设计与夹紧力、驱动力大小选择计算。并完成外分翻译。

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4. 参考文献（12篇以上）

[1]张红霞. 国内外工业机器人发展现状与趋势研究[J]. 电子世界,2013,12:5 7.

[2]赵振民,刘锋,孔民秀,孙立宁. 工业机器人最优轨迹规划算法[J]. 哈尔滨：黑龙江科技学院学报,2011,01:69-73.

[3]曹文祥,冯雪梅. 工业机器人研究现状及发展趋势[J]. 机械制造,2011,02:41-43.

[4]孙志杰,王善军,张雪鑫. 工业机器人发展现状与趋势[J]. 吉林：吉林工程技术师范学院学报,2011,07:61-62.

[5]李烈. 我国工业机器人发展现状浅谈[J]. 科技致富向导,2011,05:56-57.

[6]李宇剑,巢明. 我国工业机器人产业现状与发展战略探讨[J]. 制造业自动化,2010,15:106-108.

[7]王冰,聂旭萌. 平面三自由度并联机器人理论工作空间与机构尺寸关系研究[J]. 机械传动,2014,03:20-22.

[8]张铁. 工业机器人及智能制造发展现状分析[J]. 机电工程技术,2014,04:1-3 8.

[9]陈佩云,金茂菁,曲忠萍. 我国工业机器人发展现状[J]. 机器人技术与应用,2001,01:2-5.

[10]毕胜. 国内外工业机器人的发展现状[J]. 机械工程师,2008,07:5-8.

[11]赵臣,王刚. 我国工业机器人产业发展的现状调研报告[J]. 机器人技术与应用,2009,02:8-13.

[12]杨宜民,章云,吴一辉. 新型三自由度微机器人及其控制系统[J]. 控制理论与应用,1995,06:727-732.

[13]Elisha D. Markus,John T. Agee,Adisa A. Jimoh.Flat control of industrial robotic manipulators[J]. Robotics and AutonomousSystems,2017,87:.

[14]Andrea Maria Zanchettin,Paolo Rocco. Motionplanning for robotic manipulators using robust constrained control[J].Control Engineering Practice,2017,59:.

[15]Pauline Maurice,Vincent Padois,YvanMeasson,Philippe Bidaud. Human-oriented design of collaborative robots[J].International Journal of Industrial Ergonomics,2017,57:.

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