本课题设计了一台负载为250kg的四自由度关节型搬运机器人。首先，介绍了工业机器人的基本常识和原理，特别是对搬运机器人的组成、分类和LDR15-B07型机器人的主要技术性能参数进行了简要的综述。其次，根据搬运机器人的工作要求和结构特点，进行了机器人的总体设计，确定了机器人的外形尺寸和工作空间，拟定了机器人各关节和总体传动方案。重点对机器人的小臂关节结构进行了详细设计，包括对伺服电机的选型和计算，减速机的选型和计算，臂杆等零件的结构设计。然后，利用Creo 2.0软件进行了机械本体的三维实体建模，并绘制了整机装配图、部件图和零件图等二维图。最后进行了轴、轴承、键和螺钉的设计计算和校核，进而完成了该四自由度搬运机器人的本体设计。 关键词：搬运机器人；四自由度；本体设计 Abstract I
n order to improve the productio
n efficie
ncy a
nd the quality of productio
n, a
nd meet the actual
needs of the actual work, this topic desig
ns a load of four DOF articulated robot for 250kg. First of all, the basic k
nowledge a
nd pri
nciple of i
ndustrial robots are i
ntroduced, especially a brief overview of the mai
n tech
nical performa
nce parameters of robot movi
ng compo
ne
nt, classificatio
n a
nd LDR15-B07 robot’s mai
n tech
nical performa
nce parameters. Seco
ndly, The overall desig
n of the robot is carried out, robot size a
nd shape of the workspace is determi
ned, at each joi
nt of the robot a
nd the overall tra
nsmissio
n scheme is worked out based o
n the work requireme
nts for therobotmovi
nga
ndthecharacteristicsofthe structure. Most importa
ntly, it focuses o
n the detailed desig
n of the structureoftherobot'ssmallarm, i
ncludi
ng the selectio
na
ndcalculatio
noftheservo motor, theselectio
n a
nd calculatio
n of thespeedreducer,thestructuredesig
nof the arm a
nd so o
n. The
n,the 3Dsolidmodelofthemecha
nicalbodyismodeledby Creo2.0,a
ndthe2Dchartof the wholeassemblydrawi
ng,thepartcharta
ndthepart chart aredraw
n.Atlast, the desig
n calculatio
na
ndverificatio
nofshaft,beari
ng,keya
nd screw are carried out, thus it fi
nishes the desig
ni
ng of therobotwithfourdegreeof freedom. Keywords: carryi
ng robot; four degree of freedom; o
ntology desig
n 目录 摘要2 Abstract 3 第一章绪论1 1.1课题研究的背景与意义1 1.2国内外机器人发展现状2 1.3搬运机器人分类3 1.4搬运机器人的构成及应用4 1.4.1搬运机器人构成4 1.4.2搬运机器人技术参数6 1.4.3搬运机器人的应用7 第二章机器人机械本体设计8 2.1引言8 2.1.1机器人结构设计的主要坐标式8 2.1.2机器人本体设计原则10 2.2码垛机器人本体的构型分析11 2.2.1码垛机器人技术参数11 2.2.2码垛机器人总体设计12 2.3搬运机器人平衡14 2.3.1搬运机器人平衡原理及分类14 2.3.2工业机器人平衡系统的主要目的14 2.3.3工业机器人平衡措施15 第三章电机和减速机的选型和计算17 3.1机器人驱动系统减速机的简介17 3.2机器人驱动系统电机的简介21 3.3机器人关节的详细设计24 3.3.1关节T轴（腕部）减速机选型和计算24 3.3.2关节T轴（腕部）电机的选型和计算28 3.3.3关节U轴（小臂）减速机选型和计算29 3.3.4关节U轴（小臂）电机的选型和计算33 3.3.5关节L轴（大臂）减速机选型和计算34 3.3.6关节L轴（大臂）电机的选型和计算38 3.3.7关节S轴（腰座）减速机选型和计算39 3.3.8关节S轴（腰座）电机的选型和计算42 第四章结构校核45 4.1轴的校核45 4.1.1大臂轴的校核45 4.1.2小臂轴的校核46 4.2轴承校核46 4.3键的校核48 4.4螺钉校核49 结论51 参考文献54 谢辞55 附录56 第一章绪论 1.1课题研究的背景与意义 随着现代科技的迅猛发展，机器人技术已广泛应用于人类社会的各个领域。在制造业中诞生的搬运机器人是继动力机、计算机之后而出现的全面延伸人的体力和智力的新一代生产工具。机器人的应用是一个国家工业自动化水平的重要标志。 有关专家研究表明，国外发达国家已广泛应用机器人自动化生产线，并已形成一个巨大的产业，年市场容量约为1000亿美元。我国有关部门及企业应该做好充分准备，借鉴国外推动产业发展的先进经验。我国机器人产业要快速发展，就不能只靠几个爱好者的激情和科研单位的单方努力，机器人就不能只作为展览会上的表演者。研制单位必须和需求紧密结合，让机器人走进工厂和家庭，实现真正的产业化。把发展中国机器人产业纳入政府重要产业政策中，引导和扶持企业进行产业和产品结构调整，加速机器人产业化进程。 近年来我国的机器人自动化技术也取得了长足的发展，但是与世界发达国家相比，还有一定的差距，如可靠性低于国外产品，机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距。我国目前从事机器人研发和应用工程的单位相对较少，搬运机器人的拥有量远远不能满足需求量，长期大量依靠从国外引进。在应用规模上，我国已安装的国产搬运机器人，约占全球已安装台数的O.4％。产生以上差距，有关专家认为主要是我国没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是根据用户的要求，“一个客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本较高、而且质量、可靠性不稳定。