工业机器人设计(大四机器人课设作业).doc

《工业机器人设计——以货物装卸机器人为例》 在当今科技飞速发展的时代，工业机器人在各个领域中的应用越来越广泛，特别是在机械设计制造及其自动化专业中，货物装卸机器人成为了一个重要的研究方向。这类机器人主要用于自动化生产线上的物料搬运，极大地提高了工作效率，减轻了人力负担。据数据统计，全球已有的货物装卸机器人数量超过10万台，广泛应用于机床、冲压机、装配线、码垛和集装箱装卸等领域。随着技术进步，一些发达国家甚至规定了人工装卸的上限，超出部分必须由机器人完成。 设计一款货物装卸机器人，首要任务是对工作对象和工作环境进行深入研究，理解其工作原理和各部件的协调运行。设计思路需考虑实际需求和环境限制，同时力求结构简洁、成本低廉。在这个案例中，选择了角铁焊接结构，简化了设计，降低了成本。为了实现多功能性和灵活性，设计了三个独立的电机驱动系统，通过计算机控制实现协调工作。尽管这次设计主要关注机械部分，但电机的选择和控制系统的设计同样至关重要。 在具体设计计算环节，货物装载伸缩装置的设计尤为关键。传动方案的选取是设计的核心。常见的传动方式包括带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动和钢丝绳传动等。考虑到负载的精度要求不高，且需要灵活和平稳的运动，最终选择了蜗轮蜗杆减速器配合钢丝绳传动。钢丝绳传动通过增大接触面积提高摩擦力，以确保传动效率。电动机的选择上，考虑到需要提供足够的动力，且适用于仓库环境，选择了冶金及起重用三相异步电动机，如Y系列三相异步电动机。此外，钢丝绳的选择考虑了其在伸缩装置中的摩擦力和作用，选择点接触钢丝绳，直径为3mm。钢丝绳磙子的设计分为传动和导向两种，以满足装置的不同功能需求。 在实际工程设计中，每个细节都可能影响整体性能。例如，电动机功率的选择需要大于工作机所需，以确保足够的驱动力，同时动力设备的体积应尽可能小巧，以便节省空间。蜗轮蜗杆减速器与制动设备的集成，以及钢丝绳磙子的设计优化，都是为了提高系统效率并降低空间占用。 工业机器人设计是一个集创新、实用性和经济效益于一体的复杂过程。它不仅涉及机械结构的设计，还包括传动系统的选型、动力设备的配置以及与控制系统接口的协同设计。通过这样的设计练习，学生可以深入理解机械设计原理，提升解决实际问题的能力，为未来从事相关工作奠定坚实基础。