球面SCARA機器人機械部分設(shè)計(proe三維圖-總圖用三維圖),球面,scara,機器人,機械,部分,部份,設(shè)計,proe,三維,總圖 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 論 證 報 告 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 戴禮云 班 級 B 機制 077 學(xué) 號 0710101708 指導(dǎo)教師 袁 健 完成日期 2011 年 3 月 19 日 1 課題名稱：球面 SCARA 機器人機械部分設(shè)計 一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 1.課題來源：實驗室課題 2.研究的主要內(nèi)容：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，設(shè)計一臺三自由度教學(xué)行機器人，用于 實踐教學(xué)，機器人能進(jìn)行三個自由度方向的運動，本課題主要設(shè)計該機器人的機械結(jié) 構(gòu)，具體內(nèi)容有如下：（1）設(shè)計總體方案，確定機器人的總體結(jié)構(gòu)，繪制機器人機械 結(jié)構(gòu)裝配圖；（2）進(jìn)行機器人大臂、小臂結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制其部裝圖、零件圖； （3）各電機的選擇，各零部件設(shè)計計算和選擇；（4）繪制機器人主要結(jié)構(gòu)的三維造 型圖。 3．國內(nèi)外機器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢： （1） 工業(yè)機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操做和維修)， 而單機價格不斷下降，平均單機價格從 1991 年的 10.3 萬美元降至 2002 年的 6.5 萬美 元。（2） 機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。 例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機 檢測系統(tǒng)三位一體化，由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機器人整機，國外已有 模塊化裝配機器人產(chǎn)品問世。 （3）工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于 PC 機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、 網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日漸小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的 可靠性、易操作性和可維修性。 （4） 機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳 感器外，裝配、焊接機器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、 聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合 配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。 （5） 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如 使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。 （6）當(dāng)代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與 機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控、遙控操作系統(tǒng)，使 智能機器人走出實驗室進(jìn)入使用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是 這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名的實例。 （7） 機器人化機械開始興起。從 94 年美國開發(fā)出“虛擬軸機床”以來，這種新 型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應(yīng)用的領(lǐng)域。 2 二、本課題擬解決的問題 球面機器人總體設(shè)計問題，例如結(jié)構(gòu)選型、總體布局； 機器人大臂、小臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制其部裝圖、零件圖； 各電機的選擇，各零部件設(shè)計計算和選擇； 機器人主要結(jié)構(gòu)的三維造型圖； 三、解決方案及預(yù)期效果 解決方案：擬定球面 SCARA 機器人機械結(jié)構(gòu)設(shè)計運動方案及主要技術(shù)參數(shù)： 1.校核第一自由度電機 2.設(shè)計第一自由度同步帶傳動 3.選擇第一自由度諧波減速器 4.校核第二自由度電機 5.選擇第二自由度諧波減速器 6.校核第二自由度電機動力輸出軸 7.校核第三自由度滾珠絲杠副 8.校核第三自由度電機 預(yù)期效果： 1．能滿足要求，保證定位精度 2．結(jié)構(gòu)簡單，運動可靠，裝卸方便，便于維修、調(diào)整 3．盡量使用通用件，以便降低制造成本 4．各動力部件便于控制 四、課題進(jìn)度安排 2 月 21 日～3 月 19 日．畢業(yè)設(shè)計前期階段。 畢業(yè)實習(xí)，查閱資料，市場調(diào)查，到多個公司 實踐，撰寫實習(xí)報告。 論文總體構(gòu)思方案，填寫開題報告。 3 月 20 日～5 月 7 日． 設(shè)計初稿階段。 完成總體設(shè)計圖、部件圖、零件圖。 5 月 8 日～5 月 25 日． 中期工作階段。 完善設(shè)計圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計說明書，中期 檢查。 5 月 26 日～5 月 27 日．畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯。 5 月 28 日～6 月 6 日．畢業(yè)設(shè)計整改。 圖紙修改、設(shè)計說明書修改、定稿，材料復(fù) 查。 3 6 月 7 日～6 月 8 日．畢業(yè)設(shè)計材料評閱。 6 月 9 日～6 月 10 日．畢業(yè)答辯。 6 月 11 日～6 月 15 日．材料整理裝袋。 五、指導(dǎo)教師意見 簽名 年 月 日 六、專業(yè)系意見 簽名 年 月 日 4 七、學(xué)院意見 簽名 年 月 日