1、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
2、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 4.4.6 压杆稳定性校核 22
3、 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
4、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 1 第一章 绪论 1.11.1 课题的背景、来源及意义课题的背景、来源及意义 本文来自毕设资料网（） 近几十年来，随着我国经济持续
5、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。机器 人是一个在三维空间中具有较多自由度，并能实现诸多拟人动作和功能的机器。 工业机器人则是在工业生产上应用的机器人，是一种典型的机电一体化装置。工 业机器人是用来搬运材料零件工具等可再编程的多功能机械手。 它综合运用了机 械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感器与信息处理以及人工 智能等多学科的最新研究成果。 码垛技术是物流自动化技术领域的一门新兴技术， 所谓的码垛就是按照集成 单元化思想，将一件件物料按照一定的模式堆码成垛，以便使单元化的物垛实现 物料的搬运、装卸、运输、存
6、储、等物流活动。在物体的运输过程中除了散装的 物体和液体外，一般的物体都是以码垛的形式进行存储或组装，这样即可承载更 多的物体，又可节省空间。随着物流的飞速发展以及科技的突飞猛进，码垛技术 应用越来越广泛，尤其是在环境较恶劣或人工很难做到的情况下。包装的种类、 工厂环境和客户需求，物体的安全性等，使得码垛成为越来越艰巨的任务，为了 克服这些困难，码垛设备的各个方面都在不断地发展改进，如从机械手到操纵它 的软件，现在对灵活性的需求也在不断增加。 码垛机器人是一种具有特殊功能的垂直多关节型机器人，广泛应用于石油、 化工、 食品加工、 饮料等领域。 可通过主计算机根据不同的物料包装、 堆垛顺序、 层数等参数进行设置实现不同型包装的码垛要求。 而机器人码垛技术是自动化物 料后处理成套设备中的关键技术之一，随着自动称重、包装技术的发展和性能指 标的提高，对码垛技术也提出了更高的要求。码垛机器人手臂应具有一定的刚度 和强度，防止弹性变形和断裂。手腕搬运的东西较重，这对其精度提出了更高要 求。 为满足自动化生产线产品搬运及码垛的要求,本课题要求设计一种码垛机器 人的机械结构部分。结合机、电、软、硬件各自特点和优势互补的基础上，对码 垛机器人整体机械结
