摘要：搬运机器人通常指的是在工业生产中具有自动搬运作业的工业机器人，搬运机器人的出现不仅提高了工业上的生产效率，而且能够帮助人类完成了一系列繁重的体力工作。本课题针对一个500㎏四自由度的重载搬运机器人进行基座及末端夹持器的设计，用来完成工厂车间繁重的搬运任务。

本课题先是概述了国内外重载搬运机器人的研究现状，并对基座和末端夹持器的选择进行了方案的比较，通过对方案的选择以确保对基座和末端夹持器进行结构设计。然后通过对基座回转力矩和回转缸结构的计算与校核，对末端夹持器在夹持重物时对其夹紧力的计算，以及对驱动末端夹持器的夹紧缸的结构进行了较为详细的计算与校核。

最后通过运用solidworks三维建模软件对末端夹持器的结构进行了建模分析，以确保该结构设计的可装配性和合理性。

关键词：500kg四自由度重载搬运机器人  基座  末端夹持器  结构设计

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1 本课题研究目的及意义-1

1.2 搬运机器人国内外的研究现状-2

1.2.1 国内的研究现状-2

1.2.2 国外的研究现状-4

1.3 本课题主要的设计内容-6

2.基座及末端夹持器方案的比较-7

2.1 总体方案概述-7

2.2 基座的方案比较-7

2.2.1 固定式基座-7

2.2.2 移动式基座-8

2.2.3 基座的选择-8

2.3 末端夹持器的方案比较-8

2.3.1 机械夹持式夹持器-9

2.3.2 磁吸附式夹持器-11

2.3.3 真空吸附式夹持器-13

2.3.4 末端夹持器方案的选择-13

3.基座和末端夹持器的设计-14

3.1 基座的设计-14

3.1.1 基座的设计要求-14

3.1.2 基座的整体设计-14

3.1.3 机器人底座回转力矩的计算-15

3.1.4 回转缸参数的选择与计算-16

3.1.5 缸筒壁厚的校核-16

3.1.6 缸盖螺钉的计算-17

3.1.7 动片联接螺钉强度的计算-18

3.2 末端夹持器的设计-19

3.2.1 末端夹持器的设计要求-19

3.2.2 末端夹持器夹紧力与实际驱动力的计算-20

3.2.3 夹紧缸的主要尺寸计算-21

3.2.4 缸体的结构计算和校核-23

3.2.5 缸筒两端的计算-24

3.2.6 活塞的设计-27

3.2.7 活塞杆的设计与校核-28

4.末端夹持器的三维建模-30

4.1 末端夹持器的三维建模-30

4.1.1 基于Solidworks三维建模过程-30

4.1.2 末端夹持器总体结构三维建模与装配-32

全文总结-33

参考文献-34

致谢-35