焊接机械手结构设计

摘    要

本设计为焊接机械手的结构设计，主要研究内容：腰部回转机构的设计；大、小臂和腕部回转的结构设计。

本设计由整体布局入手，参考现有关节型机械臂的相关设计，初步确定腰部的转动惯量，从而确定电机的选型，安装等相关设计。在机械臂的灵活和精度的前提下完成总体结构的设计，然后根据总体结构，从而确定本设计的机械臂各个主要零部件的设计。

在主要零部件的设计中，主要包括腰部壳体的设计、轴的结构设计、轴承的选择、电机的设计计算、大小臂的结构和固定等。

本设计整体在现有关节型机械臂的结构上做了修改，使得它能够更好的满足本设计的设计要求。本设计结构简单、重量轻、外形尺寸小、设备费用低、运转安全、操作方便、便于维修和管理。

关键词：机械手；谐波减速器；结构设计

ABSTRACT

The design for the design of welding structure of ....

KeyWords：robot arm；harmonic drive；structure design

目  录

第一章  绪论 1 

第二章  焊接机器人的总体方案 5 

2.1总体设计的思路 5 

2.2自由度和坐标系的选择 5 

2.3自由度和坐标系的选择 6 

2.4焊接机器人结构设计的基本要求 6 

2.5机械手的组成 7 

第三章  驱动方式的选择 11 

3.1 液压驱动 11 

3.2 气压驱动 11 

3.3 电机驱动 12 

第四章 传动方式的选择 13 

4.1带传动 13 

4.2链传动 13 

4.3齿轮传动 14 

4.4蜗杆传动 15 

第五章  焊接机器人的组成 16 

5.1执行机构 16 

第六章 腕部结构的设计 18 

6.1腕部结构设计的基本要求 18 

6.2腕部结构及选择 18 

第七章 臂部结构的设计及计算 26 

7.1臂部结构 26 

7.2臂部结构的选择及计算校核 27 

第八章 机械手机座设计 29 

8.1机座结构设计 29 

8.2电动机的选择 29 

第九章 机械手材料选择 31 

9.1材料选择原则 31 

8.2电动机的选择 32 

第十章 焊接机器人的运动轨迹计算 34 

9.1位姿矩阵 34 

9.2焊接机器人位姿方程的正、逆解 38 

总  结 41 

致  谢 42 

参考文献 43