直角坐标系袋装码垛机器人的结构设计(含CAD零件图装配图)

直角坐标系袋装码垛机器人的结构设计(含CAD零件图装配图)(任务书,开题报告,论文说明书12000字,CAD图5张合一)
摘   要
直角坐标系码垛机器人是现代工业机器人中的一种，占有很大的比重，通过对直角坐标系码垛机器人的编程控制，它可以实现在x轴、y轴、z轴的制定空间中任意一点的运动和任意点的定位。可以实现在指定空间内任意形式的码垛行为，在日常生产中对取代人工码垛有着很重要的意义，而且在生产线上对解放人力，提高工业生产效率等具备显著的潜力和价值。
我的本次码垛机器人设计步骤如下：
   第一步：是对国内外尤其是一些码垛机器人研究应用相对先进特指美国等国研究方向的查阅，并且了解码垛机器人的研究目的、码垛机器人的发展前景和码垛机器人为何可以取代人工码垛。
   第二步:是对直角坐标系码垛机器人的方案的选择：通过进行了多次对比和比对，我历经千万苦找到最合适我的的设计码垛机器人的机构方案，我最后不自量力采用龙门式机构，我觉得最好是滚珠丝杆螺母副传动才可以，驱动位置我想了很久最后决定采用步进电机，这样才是我心目中的码垛机器人。
   第三步:通过阅读了履带机器人的使用情况与需求的资料来选取结构的选型，主要机构有机械的抓手、直线滚动导轨副、步进电机、滚动丝杆螺母副和滚动轴承等。
关键词：码垛机器人；丝杆螺母；结构设计。

Abstract
Cartesian coordinate system palletizing robot is one of the modern industrial robots, which occupies a large proportion. Through programming control of the right coordinate system palletizing robot, it can realize the movement of any point and the location of any point in the formulation space of X axis, Y axis and Z axis. It can realize any form of palletizing behavior in the designated space. It is very important to replace manual palletizing in daily production. It also has significant potential and value to liberate manpower and improve industrial production efficiency in production line.
My design steps of this palletizing robot are as follows:
The first step is to consult the relative advanced research and application of palletizing robots at home and abroad, especially in the United States and other countries, and to understand the research purpose of palletizing robots, the development prospects of palletizing robots and why palletizing robots can replace manual palletizing.
The second step is to choose the right-angled coordinate system palletizing robot scheme: through many comparisons and comparisons, I have worked hard to find the most suitable mechanism scheme for my design of palletizing robot. Finally, I do not use gantry mechanism independently. I think it is best to drive with ball screw and nut pairs. I think for a long time, I finally decided to use stepping motor. This is the palletizing robot in my mind.
The third step is to select the structure by reading the information of the use and demand of the tracked robot. The main mechanisms are mechanical gripper, linear rolling guide pair, stepping motor, rolling screw nut pair and rolling bearing.
Key Words：Palletizing robot；Screw nut；Structural design

本次毕业设计的题目为直角坐标系袋装码垛机器人的结构设计的总体参数如下：
1）袋装物料的重量为10KG，一次机械手抓取一袋，每次总重量≤10KG。
袋子大小400mm*300mm*100mm
2）机器人参数：水平移动范围1500mm*1200mm；垂直移动范围800mm
设计总要求和功能分析
本此毕业设计的目标是直角坐标系袋装码垛机器人的结构设计，物料的重量为10kg，此机器人的用途是在工厂中快速准确的大将物料堆放搬运到指定的地点，要求机器人要具有相当良好的综合性能，可以适应工厂生产和降低成本的要求。
   现在技术相对成熟的直角坐标系码垛机器人有两种，一种是悬臂式码垛机器人，另一种是龙门式码垛机器人，而这两种码垛机器人各有各的长处，而本次设计的要求是可以简单稳定的进行物料的搬运和堆放，而龙门式机器人的稳定性较好，所以本次设计的方案采用了龙门式码垛机器人的结构。
   码垛机器人除了直角坐标系机器人还有关节机器人等码垛机器人，这些机器人的自由度较多，工作范围较大，但是结构更为复杂，直角坐标系机器人的特点就是结构简单，抓取稳定，但是缺点是占地面积大，工作范围较小等缺点，本此设计将针对码垛机器人的结构特点进行相应的结构设计和分析。
 

目  录
第1章 绪论    1
1.1研究的目的及意义    1
1.2 国内外发展趋势    2
1.3本文研究的意义    4
1.4本章小结    4
第2章袋装码垛机器人设计方案及要求    5
2.1 设计方案的基本内容    5
2.2 参数要求和任务目标    5
第3章 码垛机器人总体设计与分析    6
3.1设计总要求和功能分析    6
3.2功能实现分析和对比    6
3.2.1传动功能实现方法和分析    6
3.2.2驱动功能实现方法和分析    6
3.2.3机械抓手功能实现方法和分析    7
3.2.4Z轴旋转功能实现方法和分析    7
第4章 码垛机器人主要零部件设计    8
4.1Z轴机械手的设计与分析    8
4.1.1机械手的结构设计和受力分析    8
4.1.2机械手气缸的选取    9
4.2 关于各轴丝杠螺母副的分析与选取    10
4.2.1 Z轴滚珠丝杠螺母副的分析与选取    10
4.2.2 x轴和y轴滚珠丝杠螺母副的计算与选型    13
4.3 各轴驱动电机选型    14
4.3.1 Z旋转轴电机的选择    14
4.3.1.1加在电机转轴上的总转动惯量Jz的计算    14
4.3.1.2加在电机转轴上的等效负载转矩Tep 的计算    15
4.3.2 Z轴步进电机的分析与选取    17
4.3.3 x轴和y轴步进电机的选用    18
4.4 直线滚动导轨副的分析与选取    19
4.4.1计算滑块承受工作载荷及选取导轨型号    19
4.5 轴承的分析选取    20
4.5.1 Z旋转轴轴承的分析与选取    20
4.5.2 Z轴滚珠丝杠推力球轴承的分析与选取    21
4.5.3 X轴、Y轴的轴承分析和选取    21
4.6 锥齿轮传动的分析与选取    21
4.6.1锥齿轮最初的选方法    22
4.6.2按齿面接触疲劳强度计算：    23
第5章 整体结构的校核和受力分析    25
5.1y轴的受力分析    25
5.2x轴的受力分析    26
结  论    28
参考文献    29