delta机器人机械结构设计(附件)【字数：13130】
摘 要本次论文在分析传统的Delta并联机器人的基础上，阐述了Delta并联机器人的运动学，并对其机械机构部分进行分析设计。首先，介绍了Delta机器人的背景和发展现状并列举部分实例说明。其次，对课题进行分析，拟定研究方向和研究方法。然后，讨论了Delta机构的自由度问题，建立Delta机器人的运动学模型，分析其逆向和正解运动学问题。再次，设计Delta机器人的机械结构部分，确定各部分的尺寸参数，绘制零件图并制作实体且装配起来。最后，根据程序对Delta机器人做初步实验和调试。
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景意义 1
1.2课题发展的方向 1
第二章 总体方案设计 3
2.1总体方案 3
2.1.1课题任务分析 3
2.1.2总体结构设计方案 3
2.1.3机械结构设计方案 4
2.2本章小结 5
第三章 运动学分析 6
3.1自由度分析 6
3.2 Delta并联机器人运动学分析 6
3.2.1建立坐标 6
3.2.2逆运动学分析 7
3.2.3正运动学分析 9
3.3本章小结 11
第四章 机械结构设计 12
4.1静平台设计 12
4.2连接件设计 14
4.2.1 L型支架设计 14
4.2.2球面铰链 15
4.3主动臂设计 15
4.4从动臂设计 17
4.5动平台设计 17
4.6外部框架设计 19
4.7力学校核 20
4.8本章小结 22
第五章 零部件加工与整体装配 23
5.1材料选型 23
5.2零部件加工 24
5.3零部件装配 25
5.4实验与调试 27
5.5本章小结 30
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33
绪论
1.1背景意义
机器人（robot） *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
一词是捷克作家卡雷尔恰佩克（Karel Capek）在1920年时创作的他的一部讽刺剧《罗莎姆的万能机器人》中首先提出的。在此剧作中描述了一个和人类十分相似，但是不能够停止疲倦工作的机器人奴仆。机器人又称自动执行装置，机器人是一种带有存储器件和末端操作器（也称手部，包括手抓，工具等）的通用机械，它能够通过自动化的动作替代人类进行劳动。现代机器人出现于20世纪中期，当时数字计算机的出现，以及电子技术的长足的发展，在产业领域出现了受计算机控制的可编程数控机床，和机器人技术相关的控制技术使得零部件加工也有了扎实的基础。
机器人按照其关节连接布置形式的分类，可被分为串联机器人和并联机器人两大类。串联机器人的杆件和关节是采用串联方式进行连接（开链式）的，并联机器人的杆件和关节是采用并联方式进行连接（闭链式）的。并联机器人是指运动平台和基座间至少由两根活动连杆连接，具有两个或两个以上自由度的闭环结构机器人。并联机器人作为机器人的一种，其结构具有刚度强、响应速度快、末端精度高、成本低、效率高等特点。Delta机器人作为并联机器人的一种，继承了其高速、轻载的特性。起初，Delta机器人由法国Clavel教授在1985年所发明，并申请专利[1]。当今，Delta机器人凭借着其独特的并联结构，不仅动态性能好、运动惯量小，而且无累计误差，非常适合生产线上的高速的拾放动作，现已被广泛应用与食品、药品、日化、电子等行业的抓取、列整、贴标等工作中。
1.2课题发展的方向
21世纪的今天，大批量的工业制造生产向着自动化方向转型，亦成为了当代产业发展的一个主流趋势。在自动化的发展过程中，机器人作为生产执行者在整个生产体系中占据重要的地位。由于当前工业产业领域日趋上涨的人力成本进一步提高，一个个巨大的挑战摆在了诸多劳动力密集型产业面前。由于这些原因，使得生产产业方选择在生产过程中加大机器人的应用，以减少人力，并且提高效率，进一步获取更高资金利益。
自从21世纪以来，Delta机器人呈现出了高速、高效、高精度等发展方向。因此吸引了大批国内外的科学研究机构及大学师生教授对其进行大量的实验和开发。例如国外研究机构有瑞士EPFL大学、法国LIRMMCNRS实验室、加拿大滑铁卢大学及Aemk公司、ABB机器人公司等。国内的中国科学院沈阳自动化所、清华大学、天津大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学等均呈现出了发展的趋势。
表11 国内外近代机器人实例
公司
机器人型号
特点
图片样式
Fanuc公司
M1iA型
被誉为“发那科拳头机器人1号”，定位精度高，紧凑、灵活、高速、轻巧。
/
美国爱德普公司
S650H型
重复定位精度多为0.1mm，最大负载6kg，负载1kg时每分钟能完成25/305/25mm动作160多个，高效。
/
深圳华盛控
WSC800D型
重复定位精度为0.2mm，工作行程600mm1200mm，最大负载为1kg到2kg，满负载时每分钟能实际完成100次标准动作(25/305/25mm)
/
沈阳新松机器人自动化股份有限公司
SRBD1100型
重复定位精度±0.05mm；运动速度快，拾放节拍120次/min；运动范围大，最大拾取直径1100mm：承载能力强，最大可以负重8KG，并且可与视觉定位、传送带跟踪配合。
/
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景意义 1
1.2课题发展的方向 1
第二章 总体方案设计 3
2.1总体方案 3
2.1.1课题任务分析 3
2.1.2总体结构设计方案 3
2.1.3机械结构设计方案 4
2.2本章小结 5
第三章 运动学分析 6
3.1自由度分析 6
3.2 Delta并联机器人运动学分析 6
3.2.1建立坐标 6
3.2.2逆运动学分析 7
3.2.3正运动学分析 9
3.3本章小结 11
第四章 机械结构设计 12
4.1静平台设计 12
4.2连接件设计 14
4.2.1 L型支架设计 14
4.2.2球面铰链 15
4.3主动臂设计 15
4.4从动臂设计 17
4.5动平台设计 17
4.6外部框架设计 19
4.7力学校核 20
4.8本章小结 22
第五章 零部件加工与整体装配 23
5.1材料选型 23
5.2零部件加工 24
5.3零部件装配 25
5.4实验与调试 27
5.5本章小结 30
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33
绪论
1.1背景意义
机器人（robot） *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
一词是捷克作家卡雷尔恰佩克（Karel Capek）在1920年时创作的他的一部讽刺剧《罗莎姆的万能机器人》中首先提出的。在此剧作中描述了一个和人类十分相似，但是不能够停止疲倦工作的机器人奴仆。机器人又称自动执行装置，机器人是一种带有存储器件和末端操作器（也称手部，包括手抓，工具等）的通用机械，它能够通过自动化的动作替代人类进行劳动。现代机器人出现于20世纪中期，当时数字计算机的出现，以及电子技术的长足的发展，在产业领域出现了受计算机控制的可编程数控机床，和机器人技术相关的控制技术使得零部件加工也有了扎实的基础。
机器人按照其关节连接布置形式的分类，可被分为串联机器人和并联机器人两大类。串联机器人的杆件和关节是采用串联方式进行连接（开链式）的，并联机器人的杆件和关节是采用并联方式进行连接（闭链式）的。并联机器人是指运动平台和基座间至少由两根活动连杆连接，具有两个或两个以上自由度的闭环结构机器人。并联机器人作为机器人的一种，其结构具有刚度强、响应速度快、末端精度高、成本低、效率高等特点。Delta机器人作为并联机器人的一种，继承了其高速、轻载的特性。起初，Delta机器人由法国Clavel教授在1985年所发明，并申请专利[1]。当今，Delta机器人凭借着其独特的并联结构，不仅动态性能好、运动惯量小，而且无累计误差，非常适合生产线上的高速的拾放动作，现已被广泛应用与食品、药品、日化、电子等行业的抓取、列整、贴标等工作中。
1.2课题发展的方向
21世纪的今天，大批量的工业制造生产向着自动化方向转型，亦成为了当代产业发展的一个主流趋势。在自动化的发展过程中，机器人作为生产执行者在整个生产体系中占据重要的地位。由于当前工业产业领域日趋上涨的人力成本进一步提高，一个个巨大的挑战摆在了诸多劳动力密集型产业面前。由于这些原因，使得生产产业方选择在生产过程中加大机器人的应用，以减少人力，并且提高效率，进一步获取更高资金利益。
自从21世纪以来，Delta机器人呈现出了高速、高效、高精度等发展方向。因此吸引了大批国内外的科学研究机构及大学师生教授对其进行大量的实验和开发。例如国外研究机构有瑞士EPFL大学、法国LIRMMCNRS实验室、加拿大滑铁卢大学及Aemk公司、ABB机器人公司等。国内的中国科学院沈阳自动化所、清华大学、天津大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学等均呈现出了发展的趋势。
表11 国内外近代机器人实例
公司
机器人型号
特点
图片样式
Fanuc公司
M1iA型
被誉为“发那科拳头机器人1号”，定位精度高，紧凑、灵活、高速、轻巧。
/
美国爱德普公司
S650H型
重复定位精度多为0.1mm，最大负载6kg，负载1kg时每分钟能完成25/305/25mm动作160多个，高效。
/
深圳华盛控
WSC800D型
重复定位精度为0.2mm，工作行程600mm1200mm，最大负载为1kg到2kg，满负载时每分钟能实际完成100次标准动作(25/305/25mm)
/
沈阳新松机器人自动化股份有限公司
SRBD1100型
重复定位精度±0.05mm；运动速度快，拾放节拍120次/min；运动范围大，最大拾取直径1100mm：承载能力强，最大可以负重8KG，并且可与视觉定位、传送带跟踪配合。
/
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/32.html
