仓储搬运机器人设计
日期： 2012年11月10日 【摘要】
本文所介绍设计的搬运机器人共由四个部分组成，搬运机器人总体设计、零部件设计及加工工艺、轴及齿轮的校核和成品展示及未来展望，搬运机器人总体设计共分为两个部分及设计目的和确定设计方案，对动手操作环节所涉及到的标准件我们是到市场上直接购买，而一些非标准件的设计及加工，其中设计是运用我们在学校所学过CAD、UG等软件来完成的，而加工部分是通过学校提供的机床进行加工的。另外，我们一些重要的零件进行了校核和工艺分析，以保证作品的正常运作。
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关键字:】工艺结构；绘图；设计
引言 1
一、仓储搬运机器人总体设计 2
（一）设计目的： 2
（二）确定设计方案 2
二、齿轮的设计 5
（一）齿轮的设计 5
三、脚的设计及加工工艺 5
（一）脚的设计 5
（二）脚的加工工艺 6
四、轴的设计与加工工艺 7
（一）轴的设计 7
（二）轴的加工工艺设计 9
五、四杆机构设计与加工工艺 9
（一）原理运用 9
（二）曲柄的设计及加工工艺 10
（三）连杆的设计及加工工艺 11
（四）摆杆的设计及加工工艺 12
（五）联接机构的设计及加工工艺 14
六、成品展示及未来展望 16
（一）成品展示 16
（二）未来展望 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
附录 20
引言
当代科学技术发展的特点之一就是机械技术、电子技术和信息技术的结合，机器人就是这种结合的产物之一。现代机器人都是由机械发展而来。与传统的机器的区别在于，机器人有计算机控制系统，因而有一定的智能，人类可以编制动作程序，使它们完成各种不同的操作动作。随着计算机技术和智能技术的发展，极大地促进了机器人研究水平的提高。现在机器人已经成为一个庞大的家族，科学家们为了满足不同用途和不同环境下作业的需要，把机器人设计成不同的结构和外形，以便让它们在特殊条件下出色地完成任务。机器人成了人类最忠实可靠的朋友，在生产建设和科研工作中发挥着越来越大的作用。搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。最早的搬运机器人出现在1960年的美国，Versatran和Unimate两种机器人首次用于搬运作业。搬运作业是指用一种设备握持工件，是指从一个加工位置移到另一个加工位置。搬运机器人可以安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。目前世界上使用的搬运机器人愈10万台，被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运、部分发达国家已制定出人工搬运的最大限度，超过限度的必须由搬运机器人来完成。
此论文是来源生活实际，我们大一的时候曾经有过一段时间的工学交替，对工厂的仓储搬运有一定了解，仓储管理自动化能加快仓储速度，降低劳动力成本。常见的仓库货物搬运一般使用自动搬运小车，需要铺设小车运行的轨道，成本较高。因此希望有一种仓储搬运机器人可以自行行走，无需轨道的铺设，以节约成本。
在机械设计基础课上，老师介绍了行走机器人，我们在此基础上提出了仓储搬运四足机器人，比二足机器人的承载能力强，平稳性好，能跨越凹凸不平的地面，单笔六足机器人结构更简单。它采用简单的连杆机构原理，当一对角足运动处在曲线的直线段时则着地静止不动，而另一对角足则处在曲线段作迈足运动，实现类似动物的足行运动。
搬运机器人不但能够代替人的某些功能和动作，有时还能超过人的体力能力。可以24小时甚至更长时间连续工作，还可以承受各种恶劣环境进行物体搬运作业，超过限度的必须由搬运机器人来完成。因此，搬运机器人是人体局部功能的延长和发展。21世纪是敏捷制造的时代，搬运机器人在敏捷制造系统中应用广泛。
一、一、仓储搬运机器人总体设计
（一）设计目的：
仓储管理自动化能加快仓储速度，降低劳动力成本。常见的仓库货物搬运一般使用自动搬运小车，需要铺设小车运行的轨道，成本较高。因此希望有一种仓储搬运机器人可以自行行走，无需轨道的铺设，以节约成本。
（二）确定设计方案
1.电气部分
脉冲发生器通过电源来提供脉冲，之后传递到步进电动机，从而获得一定的功率来带动机械部分的工作。如图1-1所示：
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图1-1电气部分结构图
2.机械部分
由电气部分提供动力给齿轮，通过齿轮传动从而带动皮带轮运动，接着带动轴的转动，最终带动四杆机构的运动，实现机器人的行走。如图1-2所示：
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图1-2机械部分结构图
3．总体设计
1）仿真零件图
设计系列仿真零件图见表1-1。
表1-1 零件图建模
轴 侧板
曲柄 摆杆
摆杆 脚
脚 脚
摆杆 摆杆
脚板 减速机固定板
减速机轴 连接板
压紧轮固定板 脚连接板（下）
脚连接板（上）
2）装配
将所有零件装配完成，模拟运行，总装图如图1-3所示。
图1-3 仿真总装图
3）完成装配图
零件明细表，见表1-2。
表1-2 零件明细表
零件 数目 材料 参数
1 轴 4 45
2 侧板 2 AL6061
3 曲柄 4 AL6061
4 摆杆 4 AL6061
5 脚 4 AL6061
6 摆杆 4 AL6061
7 脚连接板一 2 AL6061
8 脚连接板二 2 AL6061
9 脚板 4 AL6061
10 垫圈 1 AL6061
11 轴承 8 16004 42×20×9
12 皮带轮 2 5M Z=25
13 齿轮 1 M=1.5，Z=35
14 电机+25减速机 1 1:10
15 减速机固定板 1 AL6061
16 减速机轴 1 45
17 连接板 1 45
18 皮带 1 5M-92×L
19 压紧轮固定板 1 AL6061
20 压紧轮 2 608轴承
总体装配图，如图1-4所示。
图1-4 总体装配图
二、齿轮的设计
（一）齿轮的设计
根据实际情况，我们给定中心距a=37.5,m=1.5
a=m(Z1+Z2)/2
将a=37.5,m=1.5带入，得Z1+Z2=60
原文链接：http://www.jxszl.com/jxgc/mjsk/4621.html
