机械手及机器人

焊接机器人的自动化控制是当前研究的主要方向之一，也是实现工业生产全自动的重要一步。机器人自动化是是智能化的发展前提，自动化要求设计合理、高效，精准的机器人动力传动系统，本文从机器人各组件的传动设计入手，选择合适的传动和控制方式来实现焊接机器人的自动控制。 本次设计了一个六自由度的焊接机器人，分别为机座的转动，大臂的摆动，小臂的转动和摆动，手腕的转动和摆动，完成这六个关键部位的传动设计和校核，其中机座采用伺服电机驱动，大臂，小臂和腕部均采用步进电机驱动。控制系统选用以PLC为核心的机器人自动控制方案。整个机器人机身高约1.6m，臂展约1.5m，适合中小型零件的焊接工作。

在机械制造业中，机械手已被广泛应用，改善了工人的劳动环境，显著地加快了生产节奏，提高了劳动生产率，工业生产的机械化和自动化程度得到了提高。 本文先对机械手的国内外研究现状以及搬运机械手的应用背景和需求分析进行分析，对本课题任务进行了三自由度搬运机械手的总体方案设计。首先，确定了搬运机械手的自由度为三自由度；其次，本文设计了三自由度搬运机械手的夹持式手部结构、手臂结构、机身、机座、驱动系统等部分，实现了三自由度搬运机械手的水平回转，轴向移动，竖直升降，手部的旋转三个自由度及手爪的开合。本文通过针对三自由度搬运机械手的整体设计，设计出了一种具有模块化、高可靠性物料的搬运机械手，对其他经济型搬运机械手的设计也有一定的借鉴作用。

本论文主要探讨了六自由度机械臂的设计原理和应用。首先介绍了六自由度机械臂的基本结构和工作原理，包括关节结构、运动学和动力学方程等基本知识。然后详细分析了六自由度机械臂在工业自动化、医疗器械和服务机器人等领域的应用，展示了其在提高生产效率、精度和安全性方面的重要作用。最后，对六自由度机械臂未来的发展趋势和挑战进行了展望，希望为相关领域的研究和应用提供借鉴和启发。通过本论文的研究，可以更好地理解和应用六自由度机械臂，推动相关技术的发展与创新。

物流是一个重要的社会再生产过程，目前，中国的物流业正在以一种健康稳定的速度发展着，由于受到了智能化程度的制约，与世界上其他国家相比，仍有一定的差距。在我国，无人驾驶车辆的使用对于推动我国物流业的快速发展具有重要意义。本文完成了 AGV车载式升降平台的整机结构的设计，其中包括了底架、轮子、升降机构等结构，它可以让物料运输的自动化动作得以完成。此外，本文还对主要传动系统的丝杠、传动齿轮、转轴进行了整机的结构设计，对丝杠机构的驱动电机进行了确定，完成了丝杠机构的选型方案，并完成了丝杠机构的选择，可以达到使用要求。此外，还完成了底盘电机、同步带的选型设计，以及支架板的强度校核设计等研究内容。此外，还对其经济及社会效益进行了分析，其有着广泛的市场前景，对 AGV的研究有着非常重大的意义。

着，详细阐述了仿生鳐鱼水下机器人的结构特点，包括其独特的外形和运动方式，以及如何模仿鳐鱼的动作特性。动力学模型的建立是核心内容，通过描述了数学模型的构建方法和流体力学行为的分析。运动仿真和控制部分，我们利用所建立的模型进行了仿真分析，探讨了运动控制策略，并评估了机器人的运动性能和稳定性。 在应用与展望章节，我们讨论了仿生鳐鱼水下机器人在海洋资源勘探、环境监测以及科学研究（如生物研究和地形测绘）中的实际应用。同时，对未来的发展方向进行了展望，着重于智能化和多功能化的趋势。然而，文中也指出在结构设计和控制算法方面仍面临技术挑战。 总的来说，本文通过对仿生鳐鱼水下机器人的深入研究，不仅提供了先进的设计方法，还揭示了其在多个领域的潜在价值，为相关领域的研发和应用提供了理论支持

康复机器人是医学与机器人技术相结合的产物，旨在辅助人体进行康复训练，以促进身体功能的恢复。随着人口老龄化和慢性疾病的增多，康复机器人的需求日益增长。康复机器人可以分为多种类型，包括下肢康复机器人、上肢康复机器人、脊柱康复机器人等，每一种都有其独特的应用场景和康复目标。康复机器人技术研究是近30年来迅速发展起来的一门综合性较强的学科。它综合了机械设计学、力学、机构学人工智能、自动控制、计算机工程、传感技术、仿生学等学科，该项学科已经嫣然成为最新的技术研究成果，它充分的体现了机电一体化多学科互相渗透，结合的特点，代表了机电一体化的最高成就。康复训练机器人是近些年来才涌现的一种新型机器人

为了满足复杂情况的要求，设计一种新型轮履式复合底盘，使工程机械可根据路况不同实现轮胎式行走和履带式行走的灵活自由切换，更加快捷方便地展开工作。轮履式复合底盘能弥补传统底盘的缺陷，发挥轮式底盘和履带式底盘的各自优势，具有强大的施工能力和快速的转场能力。针对时间紧迫的战争施工和救灾抢险，繁重的施工任务和复杂地形的道路条件，轮履式复合底盘工程机械的优势完全能充分发挥出来。因此，轮履式复合底盘是工程机械领域的一个重大突破，并且能够广泛适用于国防建设、救援抢险、野外施工、越野车辆、机器人研发等领域。 本课题的设计重点是轮式和履带式移动结构的变换机构，确定变换的形式及变换的方案是能够完成课题设计内容的前提条件。因此首先对变换机构的方案进行确定，之后根据设计的方案进行轮系布置、驱动电机的计算和选型，同时对方案中的主要传动部件进行计算和选型、校核以及使用设计软件进行三维模型和二维图纸的绘制。

搬运机械手用于各行各业等；对各类物品进行搬运。搬运机械手自动运行分为自动运行、取物、自动运行、放物等步骤。全自动搬运机械手的主要控制元件包括可编程控制器、变频调速控制器、接近开关，按钮开关和接线端子等均采用品质一流的产品，确保了系统硬件的可行性。 设计了一套搬运机械手设备，以在满足直线导轨技术要求的前提下实现产品的自动运输。通过市场调研和对标企业的对标，最终设计出一套三自由度搬运机械手，由滚珠丝杠机构，同步带，步进电机，等装置组成。通过以上机制的配合，完成了搬运机械手的生产。最后，实现了导轨在生产现场的自动运输货物，满足了客户，市场和生产现场的需求。 SolidWorks软件用于完成上述机制的3D建模。结合模型图，详细介绍了每种机构的原理和工作流程，并提供了每种机构主要部分的参数，以方便读者参考。最后，选择几个关键部分进行理论计算，可以满足设计和使用要求。

本课题是为解决生物化学研究过程中有大量自动注射药剂需求并对效率和精度都有较高要求的场合而设计开发的以“直角坐标机器人”为基础的精密机械，设备整体结构采用龙门式布局，自动化程度高、通用性强，可广泛应用于科研、教育、制药、饮料、食品、化工、原材料制造等行业的点胶、注胶环节。采用高精度伺服电机驱动和滚珠丝杠传动实现直线行走，位移精度高，速度快慢随意可以转换，定位准确，采用支撑轴承箱式单元作辅助支撑和滑动导向，坚固耐用，寿命长。附属在直角坐标机器人上的点胶阀采用隔膜式，不会产生介质的外漏和腐蚀，是注射用回路上使用的的放心选择，具有绿色环保、安全可靠、环境清洁等诸多优点。该自动注射设备可实现三维路径点胶，精确定位，精准控胶，不拉丝，不漏胶，不滴胶。 本课题通过机电和气动综合技术对自动注射设备进行行走结构设计和气压传动原理设计，确保了三个自由度的运动设计在结构上可行，确保了注射点胶的工艺设计在原理上可行，通过参数计算和详细设计，运用Solidworks设计软件对机械手进行三维产品造型，使用CAD完成最终的施工图设计。

我国的贴标技术虽说在逐步升级，但相对于发达国家确实仍处于劣势。根据调查研究显示，我国的贴标机械有进三成仍在组织低水平的重复生产，行业内部生产习惯的阻碍致使整个行业的发展受限。当前以美国、德国、意大利和日本为代表的国外贴标机不仅能够涵盖个性化的小批量、多种类的贴标需求，而且能够不断融合现代高科技手段生产具有现代化特点的专业设备。本论文主要研究的是一种主体结构为“直角坐标机器人”的以真空吸附技术为手段的贴标机。“直角坐标机器人”是一种可以进行精准定位或根据既定轨迹运动的主体结构，结构安装相对简易，调配完成后机构运行稳定性高。真空吸附具有体积小、性能稳定、无污染等优点，是相对新兴的行业，具有吸附平稳且不损坏所吸附贴标的表面的优点，当前各行各业除了注重自动化的应用，另一特点就是精良应用绿色能源，为可持续发展做出应有的举措。 在国家对基础工业的大力扶持下，我国自身又是具有巨大潜力的需求市场，贴标机行业的发展潜力不言而喻，只要相关产业加大产业结构调整、大力发展相关技术迭代升级、注重设备质的提升，包括贴附位置的准确性、粘贴的均匀平整性以及贴标的效率，贴标机可以降低人工成本，提升商品的综合竞争力。

我国的贴标技术虽说在逐步升级，但相对于发达国家确实仍处于劣势。根据调查研究显示，我国的贴标机械有进三成仍在组织低水平的重复生产，行业内部生产习惯的阻碍致使整个行业的发展受限。当前以美国、德国、意大利和日本为代表的国外贴标机不仅能够涵盖个性化的小批量、多种类的贴标需求，而且能够不断融合现代高科技手段生产具有现代化特点的专业设备。本论文主要研究的是一种主体结构为“直角坐标机器人”的以真空吸附技术为手段的贴标机。“直角坐标机器人”是一种可以进行精准定位或根据既定轨迹运动的主体结构，结构安装相对简易，调配完成后机构运行稳定性高。真空吸附具有体积小、性能稳定、无污染等优点，是相对新兴的行业，具有吸附平稳且不损坏所吸附贴标的表面的优点，当前各行各业除了注重自动化的应用，另一特点就是精良应用绿色能源，为可持续发展做出应有的举措。 在国家对基础工业的大力扶持下，我国自身又是具有巨大潜力的需求市场，贴标机行业的发展潜力不言而喻，只要相关产业加大产业结构调整、大力发展相关技术迭代升级、注重设备质的提升，包括贴附位置的准确性、粘贴的均匀平整性以及贴标的效率，贴标机可以降低人工成本，提升商品的综合竞争力。

本次设计主要是对基于三维直线模组的喷码设备结构设计，通过对其机械结构的设计，使其可以实现在工作范围内可以实现上下，左右，前后三个方向自由移动，可以带动喷码机到任何位置，并且可以行走出任何轨迹。喷码机移动动力是通过电机带动滚珠丝杠来实现的，三个方向通过三个伺服电机带动滚珠丝杠旋转，使平台在直线轨道上运动，来实现所需要的工作。本文第一章，首先，本章介绍了基于三维直线模组的喷码设备结构设计的研究背景，阐述了此次设计对喷码机产业的重要意义；第二章，本章介绍了基于三维直线模组的喷码设备结构设计的发展趋势和国内外研究现状，然后阐述基于三维直线模组的喷码设备结构设计的工作原理；第三章，本章主要对外购件的选型以及设计计算和强度校核；第四章，本章对基于三维直线模组的喷码设备结构设计进行主要部件的数据建模以及加工图纸的生成，使其能够处理实际应用的目标。通过本次毕业设计，是我对大学这几年所学到的知识进行了一次系统的分析与应用，加强我对CAD软件以及SolidWorks软件的熟练应用程度，锻炼了独自解决问题的能力，为今后的工作打下了良好的基础。

电子工业中有大量重要基础元件，比如芯片、集成电路等，由于产量较大，在生产过程中需要进行快速夹持，以提升效率。采用以“直角坐标机器人”为基础的精密机械技术，设计开发用于此项功能的整机结构，具有重要的实际意义和价值。 本文将通过对由机械模组组成的夹持装置的了解与介绍，针对直角坐标系码类型的机械手，对其驱动方式，传动方式，整体结构，夹持机构进行设计，通过使用三维及二维绘图软件完成该搬运机器人三维数模的建立和装配及二维装配图及两件图的绘制。并根据所学习的知识，对结构中零部件的工艺进行工艺及工艺卡片的编制。 关键词：直线模组；夹持机构；三自由度；三维建模；加工工艺

本题目为机械结构设计。设计一种基于内窥镜的微创手术机器人，包括总体方案设计和具体结构设计。结构设计包括驱动机构、传动机构、执行机构和安全过载机构四个功能模块。具体为三维建模，绘制装配图和零件图，并进行运动仿真，利用有限元软件对重要零件的强度和应力进行分析和校核。 首先是分析设计背景，了解当前研究现状的优缺点，通过研究分析，确定最合理的传输系统方案，达到既定的功能要求。结合相关理论知识，对自动化及其设备的历史、发展和应用进行了综述。整个系统设计简单，结构精巧，性能稳定，功能多样。确定研究方向和思路，然后以工程原理为基础，对医疗设备的手术机器人进行设计，利用非标准自动化设计原理，达到使用方便，最后进行绘图建模:有限元分析:利用ANSYS Workbench对关键零件进行应力分析。运动学仿真:利用UG-NX软件的高级仿真平台，对基于内窥镜的微创手术机器人的结构进行仿真，验证其可行性。 关键词：微创手术机器人；内窥镜；结构设计

并联平台自发明以来就广泛得应用于军用及民用领域。并联平台在军用雷达领域、卫星通信领域以及民用得加工精密仪器及仪表等产品时都应用到并联平台。随着使用场景的增多以及使用要求。并联机构因其拥有较大的承载能力、较好的稳定性、反应速度快等优点，目前被重点的研究和使用。但是，并联结构的并联平台的工作空间较小，因此在使用方面受到一定的限制。 本课题将针对Stewart并联式的六自由度平台机构。其主要特点是可以实现大倾角的摆动。并联机构主要负载承载。并联结构平台由于其运动副较多，结构较为复杂，因此，使用三维软件进行设计，对其自由度和设计过程进行验证。 关键词：Stewart平台；并联结构；六自由度

当前，随着我国以自动化、信息化、智能化为主导的机械制造技术的发展，中国的制造行业逐渐从工业3.0向着工业4.0方向转变。在这一过程中，各类的工业机器人因其自动化、集成化、一体化以及柔性化较高的特点，成为实现工业4.0的目标中不可或缺的重要组成部分。在制造行业中，因应用领域不同，工业机器人被广泛应用于搬运工位、拆码垛工位、焊接工位、打磨工位以及喷涂工位等。而随着人们对产品要求的提升，对产品外观的要求越来越高，这就意味着对喷涂设备的精度及工艺要求越来越高。同时，由于用于喷涂的涂料中含有挥发性的有机物、粉尘等成分，如果采用人工喷涂的方式则会危害操作工人的身体健康。基于上述的原因，现阶段各类的喷涂机器人被广泛应用于各大厂商之中。