小型桌面搬运机器人设计结构设计(附件)
随着经济科技的不断发展，与机器人相关的科学技术也得到了长足的发展。其中，桌面机器人由于其本身的实用性，桌面机器人可代替人工进行类目分拣、重复测试等，帮助中小型制造企业完成定制化生产测试。所以近年来其成为机器人领域中一个重要的发展对象。桌面机器人借鉴了工业码垛机器人，对其进行了简化，最终为其设置了4个自由度，驱动装置选用了舵机,控制装置选用比较常见的STM8S105K4单片机，结构材料选用易加工的亚克力板。关键词 桌面机器人，搬运，舵机驱动目 录
1 引言 2
1.1 研究背景 2
1.2 国内外桌面搬运机器人技术研究现状 2
1.2.1 国外桌面搬运机器人研究现状 2
1.2.2 国内桌面搬运机器人的研究现状 3
1.3 研究内容 4
2 小型桌面搬运机器人总体方案的设计 5
2.1 小型桌面搬运机器人的总体分析 5
2.1.1 小型桌面搬运机器人的功能 5
2.1.2 小型桌面搬运机器人的自由度的设计 5
2.1.3 小型桌面搬运机器人的坐标选择 5
2.1.4 小型桌面搬运机器人的控制方式的选择 6
2.2 小型桌面搬运机器人结构设计 7
2.2.1 驱动元件的选择 7
2.2.3 平面机构受力分析 10
2.2.4 手臂设计及有关计算 11
2.2.5 手腕设计及有关计算 13
2.2.6 手部设计及有关计算 16
2.2.7机身的设计及有关计算 17
2.2.8 结构材料的确定 20
2.2.9 其他辅助材料的确定 20
实验结论与总结 21
致谢 22
参考文献 23
1 引言
当今社会，伴着科学技术的飞速发展的浪潮，人们关注的焦点愈来愈转向智能机器人技术，而机器人学是最近来几十年发展起来的一门新兴学科，而机器人研究范畴的新热门之一便是桌面机器人[1]。桌面机器人的研究需要综合机械、电子、控制工程、计算机以及仿生等多个学科的知识，同时，它自身的研究也为这些学科的发
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
总结 21
致谢 22
参考文献 23
1 引言
当今社会，伴着科学技术的飞速发展的浪潮，人们关注的焦点愈来愈转向智能机器人技术，而机器人学是最近来几十年发展起来的一门新兴学科，而机器人研究范畴的新热门之一便是桌面机器人[1]。桌面机器人的研究需要综合机械、电子、控制工程、计算机以及仿生等多个学科的知识，同时，它自身的研究也为这些学科的发展提供了长足的动力。
1.1 研究背景
用于运输的机械手在机械化以和自动化不断发展和进步的过程当中出现，并且成为现代化生活中的一种新式装备。它被广泛运用于各种自动化生产线中。机器人机械手的现代科学定义是如此的：机械手的机械结构是由一系列连接的刚性构件（连杆）组成的，机械手的特性在于具有可移动性手臂和灵活性很高的腕部以及执行机器人所需完成任务的末端执行器。机器人的研究不仅在学术上取得了重大的突破，更是在生产中迅速发展成一门新兴的科学技术。机器人技术的普遍运用和发展也极大地促进了搬运机械手的快速发展，搬运机械手更好地运用机械化和自动化技术，它具有更加强大的功用。虽然目前搬运机械手的人工智能化程度还不能使其达到人类手的灵活程度，但它的准确性以及能长期工作，可代替人类在对人类有危害的地方工作的特点。使搬运机械手获得了愈来愈广泛地利用，也是工业和其他行业发展的必然趋势。
目前机器人的应用越来越广泛，涉及到农业、工业、第三产业等各个领域，并且有着进一步发展的趋势。机器人的使用能够大幅度提高社会生产效率、改善产品质量，而机械手的性能对机器人的应用有着至关重要的影响。因此，在研究和开发机器人的过程中，有必要对机器人机械臂的设计与运行进行研究。
1.2 国内外桌面搬运机器人技术研究现状
1.2.1 国外桌面搬运机器人研究现状
在国外，尤其在发达国家机器人技术已经渐渐完善，在实际生产应用中逐渐形成了一系列标准设备广泛应用于各领域。从而，孕育了一大批走在前列的机器人技术应用有影响的、著名的机器人公司，它们包括：瑞典的ABB机器人，日本的发那科公司、安川电机、川崎重工，德国的库卡，美国的美国机器人、艾默生工业自动化、S-T机器人，这些公司的机器人产业遍布全球在我国也占有很大的市场份额。据专家预测，机器人产业将迅速成长为一种全新的高科技型产业链，并且会成为一个像计算机一样的产业巨人。
在工业水平高的国家中，生产流水线越来越多地应用机器人相关的自动化设备。海外轮船行业、电气行业、大型工程机械等行业都拥有大量的机械自动化生产装备，代替人工生产，以保证良好的生产质量，全面提高整体生产率，同时保障了工人的人生安全。国际上一些著名公司ABB、发那科公司、安川电机、川崎重工、库卡、村田等都是机器人自动化生产的供应商。[2]目前，日本、意大利、德国、欧盟、美国等发达国家机器人人均拥有量在世界名列前茅，世界各国近近几十年的机器人的应用发现，机器人的广泛使用是自动化的必要条件，提高社会生产率，推动生产力迅速发展和把人类从各种繁琐的工作中解放出来的有效手段。图1为美国kickstarter开源Dobot机械臂自2015年诞生以来就引起了各界广泛的关注。据悉，Dobot可以画画、写字、搬运和抓取物体，还具备3D打印的能力，其定位精度可以达到0.2mm。据了解它的精度跟ABB的IRB580系列机器人的精度是一样的。
并且设计者设计了七种不同的控制方法，目的是为了可以方便操作Dobot，有个人计算机端鼠标，手机、脑电波（EGG）控制，语音控制，手势传感器，体感控制，视觉识别等。此外，它是外形新潮，占用空间小，运行平稳和安静，非常适合个人使用。[3]
图1 Dobot
1.2.2 国内桌面搬运机器人的研究现状
我国在机器人领域的研究也取得了一定的成绩。
我国机器人行业起步于较晚大约在1970年后，经过近半个世纪的发展，我国的机器人技术得到了长足的发展。虽然与发达国家还有一定距离，但我国的机器人技术与国际领先水平在不断地接近。
随着世界科技快速发展，机器人的应用在世界掀起新的技术革命浪潮。在这种背景下，我国科研人员在两弹一星的科研浪潮中，于1972年开始着手研制自己的机器人。八十年代后，在改革开放的大背景下，随着全球高新技术浪潮，我国机器人技术的研发得到了党中央与国务院的关注与大力支持，“863计划”中，获得国家资金投入，对机器人技术进行攻关，完成了一整套机器人技术的开发，研制出了我国第一批喷漆，焊接和运输机器人。[9]
1986年，在老一辈科学家的不懈努
1 引言 2
1.1 研究背景 2
1.2 国内外桌面搬运机器人技术研究现状 2
1.2.1 国外桌面搬运机器人研究现状 2
1.2.2 国内桌面搬运机器人的研究现状 3
1.3 研究内容 4
2 小型桌面搬运机器人总体方案的设计 5
2.1 小型桌面搬运机器人的总体分析 5
2.1.1 小型桌面搬运机器人的功能 5
2.1.2 小型桌面搬运机器人的自由度的设计 5
2.1.3 小型桌面搬运机器人的坐标选择 5
2.1.4 小型桌面搬运机器人的控制方式的选择 6
2.2 小型桌面搬运机器人结构设计 7
2.2.1 驱动元件的选择 7
2.2.3 平面机构受力分析 10
2.2.4 手臂设计及有关计算 11
2.2.5 手腕设计及有关计算 13
2.2.6 手部设计及有关计算 16
2.2.7机身的设计及有关计算 17
2.2.8 结构材料的确定 20
2.2.9 其他辅助材料的确定 20
实验结论与总结 21
致谢 22
参考文献 23
1 引言
当今社会，伴着科学技术的飞速发展的浪潮，人们关注的焦点愈来愈转向智能机器人技术，而机器人学是最近来几十年发展起来的一门新兴学科，而机器人研究范畴的新热门之一便是桌面机器人[1]。桌面机器人的研究需要综合机械、电子、控制工程、计算机以及仿生等多个学科的知识，同时，它自身的研究也为这些学科的发
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
总结 21
致谢 22
参考文献 23
1 引言
当今社会，伴着科学技术的飞速发展的浪潮，人们关注的焦点愈来愈转向智能机器人技术，而机器人学是最近来几十年发展起来的一门新兴学科，而机器人研究范畴的新热门之一便是桌面机器人[1]。桌面机器人的研究需要综合机械、电子、控制工程、计算机以及仿生等多个学科的知识，同时，它自身的研究也为这些学科的发展提供了长足的动力。
1.1 研究背景
用于运输的机械手在机械化以和自动化不断发展和进步的过程当中出现，并且成为现代化生活中的一种新式装备。它被广泛运用于各种自动化生产线中。机器人机械手的现代科学定义是如此的：机械手的机械结构是由一系列连接的刚性构件（连杆）组成的，机械手的特性在于具有可移动性手臂和灵活性很高的腕部以及执行机器人所需完成任务的末端执行器。机器人的研究不仅在学术上取得了重大的突破，更是在生产中迅速发展成一门新兴的科学技术。机器人技术的普遍运用和发展也极大地促进了搬运机械手的快速发展，搬运机械手更好地运用机械化和自动化技术，它具有更加强大的功用。虽然目前搬运机械手的人工智能化程度还不能使其达到人类手的灵活程度，但它的准确性以及能长期工作，可代替人类在对人类有危害的地方工作的特点。使搬运机械手获得了愈来愈广泛地利用，也是工业和其他行业发展的必然趋势。
目前机器人的应用越来越广泛，涉及到农业、工业、第三产业等各个领域，并且有着进一步发展的趋势。机器人的使用能够大幅度提高社会生产效率、改善产品质量，而机械手的性能对机器人的应用有着至关重要的影响。因此，在研究和开发机器人的过程中，有必要对机器人机械臂的设计与运行进行研究。
1.2 国内外桌面搬运机器人技术研究现状
1.2.1 国外桌面搬运机器人研究现状
在国外，尤其在发达国家机器人技术已经渐渐完善，在实际生产应用中逐渐形成了一系列标准设备广泛应用于各领域。从而，孕育了一大批走在前列的机器人技术应用有影响的、著名的机器人公司，它们包括：瑞典的ABB机器人，日本的发那科公司、安川电机、川崎重工，德国的库卡，美国的美国机器人、艾默生工业自动化、S-T机器人，这些公司的机器人产业遍布全球在我国也占有很大的市场份额。据专家预测，机器人产业将迅速成长为一种全新的高科技型产业链，并且会成为一个像计算机一样的产业巨人。
在工业水平高的国家中，生产流水线越来越多地应用机器人相关的自动化设备。海外轮船行业、电气行业、大型工程机械等行业都拥有大量的机械自动化生产装备，代替人工生产，以保证良好的生产质量，全面提高整体生产率，同时保障了工人的人生安全。国际上一些著名公司ABB、发那科公司、安川电机、川崎重工、库卡、村田等都是机器人自动化生产的供应商。[2]目前，日本、意大利、德国、欧盟、美国等发达国家机器人人均拥有量在世界名列前茅，世界各国近近几十年的机器人的应用发现，机器人的广泛使用是自动化的必要条件，提高社会生产率，推动生产力迅速发展和把人类从各种繁琐的工作中解放出来的有效手段。图1为美国kickstarter开源Dobot机械臂自2015年诞生以来就引起了各界广泛的关注。据悉，Dobot可以画画、写字、搬运和抓取物体，还具备3D打印的能力，其定位精度可以达到0.2mm。据了解它的精度跟ABB的IRB580系列机器人的精度是一样的。
并且设计者设计了七种不同的控制方法，目的是为了可以方便操作Dobot，有个人计算机端鼠标，手机、脑电波（EGG）控制，语音控制，手势传感器，体感控制，视觉识别等。此外，它是外形新潮，占用空间小，运行平稳和安静，非常适合个人使用。[3]
图1 Dobot
1.2.2 国内桌面搬运机器人的研究现状
我国在机器人领域的研究也取得了一定的成绩。
我国机器人行业起步于较晚大约在1970年后，经过近半个世纪的发展，我国的机器人技术得到了长足的发展。虽然与发达国家还有一定距离，但我国的机器人技术与国际领先水平在不断地接近。
随着世界科技快速发展，机器人的应用在世界掀起新的技术革命浪潮。在这种背景下，我国科研人员在两弹一星的科研浪潮中，于1972年开始着手研制自己的机器人。八十年代后，在改革开放的大背景下，随着全球高新技术浪潮，我国机器人技术的研发得到了党中央与国务院的关注与大力支持，“863计划”中，获得国家资金投入，对机器人技术进行攻关，完成了一整套机器人技术的开发，研制出了我国第一批喷漆，焊接和运输机器人。[9]
1986年，在老一辈科学家的不懈努
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