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设计描述：
文档包括:
word版设计说明书一份，36页，约16000字
任务书一份
CAD版本图纸，共11张
毕业设计任务书
学生姓名：
任务下达日期： 2010 年 12 月 19 日
设计开题日期： 2011 年 4 月 13 日
设计开始日期： 2011 年 4 月 16 日
中期检查日期： 2011 年 5 月 18 日
设计完成日期： 2011 年 6 月 4 日
一、设计题目：五自由度教学机器人的机械结构设计
二、设计的主要内容：
说明书：总计1.5万字以上。
图纸（内容、幅面及其数量）：合计2~2.5 张零号图纸。
三、设计目标：
针对给定的设计要求（5个自由度，各个关节处采用独立的直接驱动机构，臂部采用弹簧平衡结构），查阅相关文献资料，综合运用所学知识，完成相应教学机器人的机械结构设计。主要包括：总体设计方案的确定；位置部分本体设计：包括本体部分具体结构设计，驱动机构设计和用于平衡质量偏心的平衡方法。按照工程技术规范的要求，完成工程图（整体装配图、极限位置表示及相关零件图）的绘制，编写设计说明书。
摘 要
随着机器人技术的飞速发展，工业机器人的应用领域正在不断的扩大，对教育培训部门提出了新的要求，为提高机器人教学的水平，研制了一套以实验教学为目的的机器人教学演示系统。
本文在分析机器人发展历程和国内外的应用现状的基础上，提出具体的机器人设计要求，并根据机器人各部分的设计原则，进行了本教学演示系统的总体方案设计以及包括机器人的手部、腕部、小臂、大臂、腰部在内的每个自由度的结构设计。此教学机器人可以在微机的控制下，驱动各步进电机工作，从而带动各个关节运动，完成教学以及实验的任务。
关键词： 教学机器人 结构设计 五自由度
Abstract
With the development of robot technology, the continual expansion of application of industrial robots presents newrequire-ments before education and training agencies.We have developed a robot demonstration system for experiments in training to improve the teaching effect of “Robot Teaching”.
Firstly, this paper discusses the development course ,the study both in demestic and in external, the significant advantages of robot and then gives the supporting source of the study and the technical requirements. Secondly, and according to the principle of designing each joint,this paper discusses the overall design and calculation each degree of freedom of this teaching demonstration system,including the hand,wrist,lower arm,large arm and waist joint of the robot.The robot of this design under the control of the tiny machine can drive the repeating motor work,then make the movement of each joint,and finish the mission of teaching and experiment.
Keywords：teaching robot structure design five degree of freedom.
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪 论 1
1.1 题目的来源及研究意义 1
1.2 国内外机器人的发展概况 1
1.3 教学机器人的国内外发展概况 3
1.4 机器人产业对教育、培训的要求及本课题的提出 4
第2章 教学机器人的总体机械结构......................................................................6
2.1 机器人有关的概念.....................................................................................6
2.1.1 自由度..............................................................................................6
2.1.2 机器人的分类..................................................................................6
2.2 行走机构的选择.........................................................................................8
2.3 驱动方式的选择.........................................................................................9
2.4 材料的选择...............................................................................................10
2.5 本教学机器人的主要特点.......................................................................10
第3章 位置系统本体结构设计 12
3.1 位置系统运动学分析 12
3.2 建立动力学方程方法 15
3.3 位置系统具体结构设计 18
3.3.1 回转底座 18
3.3.2 回转臂和垂直臂 19
3.4 驱动机构设计 21
3.4.1 直线驱动机构 22
3.4.2 电机—齿轮驱动机构 23
3.5 臂杆平衡方法 24
3.6 手部夹持器的结构设计 26
结 论………………………………………………………………………………29
致 谢………………………………………………………………………………30
参考文献……………………………………………………………………………31
Contents
Chinese abstract I
English abstract II
Chapter 1 Introduction 1
1.1 The significance and sources of the subject 1
1.2 The Development of the robot at home and abroad 1
1.3 Overview of teaching the robot's development at home and abroad 3
1.4 The reference of this lecture 4
Chapter 2 The general mechanical structure of robot teaching 6
2.1 About the concept of the robot 6
2.1.1 The freedom of the robot………………………………………….6
2.1.2 The classification of the robot…………………………………….6
2.2 The selection of running gear 8
2.3 The choice of drive 9
2.4 Material Selection 10
2.5 The main features of the robot teaching 10
Chapter 3 Position System body structure design 12
3.1 Kinematic Analysis of the location system 12
3.2 Kinetic equation approach to establish 15
3.3 Location specific structural design of the system 18
3.3.1 Rotary base 18
3.3.2 Rotary arm and vertical arm 19
3.4 Driving Mechanism Design 21
3.4.1 The linear drive mechanism 22
3.4.2 Motor - gear drive mechanism 23
3.5 Arm balance method 24
3.6 Structure design of hand 26
Conclusions 29
Thanks 30
References 31
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