1、摘要 摘 要 由于目前使用的油漆大多含有苯，笨是一种极易挥发，并且能致癌 的化学物质。在没有任何防护的情况下进行喷漆作业对工人的危害极大 的，因此各种各样的喷漆机器人应运而生。 本文设计了一种关节式喷漆机器人，具有六个自由度，其中手腕关 节具有三个自由度，其它的关节各具有一个自由度，各个关节采用液压 驱动。 本文设计的喷漆机器人采用了类似于铰链四杆机构的结构形式。驱 动小臂运动的电机安装在腰部回转盘的上面，通过带动铰链四杆机构间 接驱动小臂实现俯仰运动，这样避免了把液压缸直接安装在大臂和小臂 的连接处，从而减小了小臂自身的重量，同时减小了驱动大臂和腰关节 的液压缸所需要的功率与力矩，这种铰链四
2、杆机构还使小臂实现自身的 重力平衡从而减小了静力矩。喷漆机器人的主体采用了铝合金材料，减 轻了自身的重量。喷漆机器人的整体动态性能也因此提高。 关键词关键词：喷漆机器人；关节式；结构设计 Abstract Nowadays most paint contains benzeneThe benzene is very volatile， toxic and carcinogenicIt does harm to the workers heavily when the protection is absentSo different kinds of painting robots appear
3、ed and developed greatly A joint type painting robot was designed in this paper It had six degrees of freedomThe wrist had three degrees of freedom and the other joints had three degrees of freedomThe painting robots joints were driven by hydraulic pressure Parallelogram structure was used in the ro
4、botThe hydraulic cylinder which was installed on the waist turning table droved the forearm indirectly through the parallelogram structureThe structure avoided installing the hydraulic cylinder directly on the joint to reduce the forearms weight So the burden of the hydraulic cylinder which drive th
5、e upper arm and the waist were reducedAlso this structure made the forearm realize balance itself and reduce the static torqueAluminum alloy was used greatly in the robot，so the weight of the robot was reducedAlso the dynamic performance was improved Keywords：painting robot；joint；structure design 目录
6、 2 目 录 摘 要 I ABSTRACT . II 目 录 I 第一章 绪论 . 1 1.1 课题研究的背景及意义 . 1 1.2 喷涂机器人的特点及其发展现状 2 1.3 课题国内外现状及研究的主要成果 4 1.3.1 国内研究现状 . 4 1.3.2 国外研究现状 . 5 1.5 本文研究主要内容以及背景和意义 . 7 第 2 章 总体结构设计 . 9 2.1 确定驱动系统 . 9 2.1.1 驱动系统 . 9 2.1.2 确定驱动件和自由度 10 2.2 喷漆机器人的运动参数 11 2.3 各个关节的结构形式和平衡方式 11 2.3.1 小臂 . 12 2.3.2 大臂 . 13 2.3.3 小臂的传动机构 17 2.3.4 大臂的传动机构 . 18 2.3.5 腰部的传动机构 19 2.4 本章小结 19 第 3 章 喷漆机器人机构设计 . 19 3.1 喷漆机器人数学模型的建立与分析 20 3.2 腕部设计 23 3.2.1 电机的选择 23 3.3 小臂的设计 25 3.3.1 小臂设计的总体要求 25 3.3.2 铰链四杆机
