摘 要

搬运机械手用途范围非常广泛，各行各业都会用到。现今世界范围内正在使用的搬运机械手器人数量在10万台以上，这些搬运机械手一般都用于工业机床的物料装卸、冲压工业化流水线、货物装卸搬运、大型集装箱的搬运等等方面。使用机器人搬运被搬运品具有可靠、灵活、整齐等特点，可以合理安排被搬运品的放置空间，便于仓储空间安排，并且降低了装卸工人的工作量，大大提升了装卸效率，减少了环境污染。

这里设计了六自由度直角坐标系机械手，对工业机器人的发展情况作了简单的论述，对搬运机械手械手的整体机械构造进行设计，各个轴的传动类型选择和计算。对传动机械构造进行设计，并对机械手的运动轨迹进行仿真，得到了机械手的运动空间。

关键词：搬运机械手；运动仿真；六自由度

Handling Robot

ABSTRACT

Handling Robot is a great range of purposes, usually just need point position control, that is to be no porters member stringent trajectory requirements and only require the starting point and end point pose accurate. Currently handling robot device people use the world more than 100,000 units, a wide range used in loading and unloading the machine, punching machine automatic production line, automatic assembly lines, palletizing handling, container and other automated handling. Uses robotic handling is handling product has crawled reliable and flexible mobile and neatly and other characteristics, can be placed space transportation product specification, easy storage management, and reduce labor intensity stevedores, improved handling efficiency and reduce the environmental pollution.

Where the design of the six degrees of freedom Cartesian coordinates robot, for the development of industrial robots briefly discussed a robot manipulator for handling the overall mechanical structure design, transmission type selection and calculation of the various axes. To drive mechanical structure design, and the trajectory of the robot simulation, has been moving space robot.

Key words：Handling Robot ；Motion Simulation；Six degrees of freedom

目录

摘 要 3

1 绪论 - 1 -

1.1研究背景 - 1 -

1.1.1传统搬运模式 - 1 -

1.1.2现代机器人搬运技术 - 2 -

1.2工业机器人国内外研究现状 - 2 -

1.2.1国外研究现状 - 2 -

1.2.2国内研究现状 - 4 -

1.3研究目的和意义 - 6 -

2 搬运机械手械手机械构造设计 - 7 -

2.1 引言 - 7 -

2.2 机械系统方案设计 - 7 -

2.2.1常见工业机器人机械构造 - 7 -

2.3搬运机械手械手本体的构型设计 - 9 -

2.4确定机械手的工作空间 - 11 -

3.驱动系统的类型与选型 - 15 -

3.1 驱动方式的比较与选择 - 15 -

3.2 机械手设计指标 - 16 -

3.3 电机与减速器的选型 - 16 -

3.4齿轮齿条的设计计算 - 24 -

3.4.1使机械手Y轴移动的齿轮齿条 - 24 -

3.4.2使机械手X轴移动齿轮齿条 - 26 -

4 搬运机械手械手三维建模及仿真 - 28 -

4.1虚拟样机技术 - 28 -

4.2 SOLIDWORKS概述 - 28 -

4.3零部件的建模 - 28 -

4.4搬运机械手械手仿真 - 29 -

结 论 - 30 -

致 谢 - 31 -

参考文献.......................................................................- 32 -

1 绪论

1.1研究背景

1.1.1传统搬运模式

搬运有人工搬运和自动搬运之分。80年代前，搬运的工作都是由人力搬运完成的，人力搬运主要应用在被搬运品那些轻量、大小与外形变化比较大、总量比较小的货物。当搬运吞吐量在10件/min以上时，人们采用一些自动搬运的方案来提高搬运效率。自动化搬运不仅能够提高搬运速度，保障人身安全，而且可以获得划一的物垛，降低货物的损伤。

使用工业操作机械手，避免了操作者直接提起被搬运品，大大降低了操作者的劳动强度。通过货物的高低，线式搬运机械手可以分为高位式和低位式。在线式搬运机械手的处理能力很快，随着技术的不断进步，在线式搬运机械手的搬运总量不断提高，向高速化的方向发。高位高速方面的代表就是由美国的哥伦比亚机械公司设计制造的QBR200搬运机械手，如图1.1。

图1.1 高位高速搬运机械手

1.1.2现代机器人搬运技术

作为物流自动化领域的一门新兴技术产业，这些年来，搬运技术获得了极速的发展。不管是人工搬运，或者是自动搬运技术还有在线式搬运机械手都无法满足现代化企业“多种少量”的产品搬运要求，缺少处理多种产品的能力；另外，随着大型物资批发配送中心的出现，需要为成数以千万计的按用户定单配送的产品。自从70年代末日本将机器人技术用于搬运工艺开始，搬运机械手的研发获得了长足的进步，柔性、处理速率和抓取质量都在不断提高，价格也在不断下滑。

近几年机器人搬运技术的发展特别迅猛，这样的发展趋势与当今制造领域出现的"多种少量”的发展趋势是相适应的，机器人搬运机械手因为它的柔性工作能力，占地面积小，能够同时处理数种被搬运品和搬运多个货物，越来越受到广大用户的欢迎且迅速开拓了搬运市场。搬运机械手富有柔性，具有定位精度高的特点，目前搬运机械手器人的定位精度可达0.1mm以上，速率更高，如ABB公司在研究具有1200周期/h160kg抓取载荷的名叫FlexPalletizerIRB640搬运机械手器人。机器人搬运技术在搬运领域中的运用，主要表现在以下面几方面：