个旋转运动机构。.传动系统设计传动装置的作用主要是将驱动元件的动力传递给机器人相应的执行部件，以实现各种预定的运动。目前常用的传动方式有皮带轮传动链条传动齿轮齿条传动蜗轮蜗杆传动行星齿轮传动谐波减速传动以及螺旋传动等。谐波齿轮传动具有体积小结构紧凑效率高能获得大的传动比等优点，但存在扭转刚度较低且传动比不能太小的缺点。行星齿轮传动具有结构紧凑效率高的优点是用于中等减速比传动，但存在齿轮间隙，难以实现正反转过程中精确位置要求，因此限制了它的广泛应用。蜗轮蜗杆机构常用于要求有大的传动比且传动过程中要求机构自锁的场合，这种方式安全性能高，但同样存在齿侧间隙，而且效率较低。皮带轮传动可以实现过载保护，可是存在弹性滑动，和链传动样使用段时间后易松弛，传动运转过程中还产生动载荷，因此，二者常用于传动精度要求不高的场合。下成果.对自动组装螺钉机器人采用机械电子学思想进行了总体设计。立足于机电体化的观点，对机器人的机械结构形式驱动装置传动方式等各组成部分进行了较为全面的分析，最后得出自动组装螺钉机器人的总体方案，提出用步进电机驱动，用滚珠丝杠和导轨传动力和扭矩。.根据自动组装螺钉机器人的结构特点，对执行部件的运动方式和特点进行了详细的分析。采用弹簧和扭矩传递器来防止扭矩和力过大，使旋转机构损坏。.通过参考国内外的自动送料装置结构，结合自己的些创新，设计出本机器人的自动送料机构，该机构结构简单，安装方便，成本低，性价比较好。通过以上的工作，从总体结构分析和驱动系统的设计和制造，最终实现了自动装配螺钉机器人的简单实用的整体设计方案。总结以前的研究工作，认为有必要在以下几个方面进行进步的研究提高机器人的操作精度的研究。机器人的操作精度很大程度上依赖于电机驱动精度，如果仅仅依靠采用小步距角的步进电机是不够的。现在步进电机开环控制有许多提当高精度的措施，如细分控制可以达到与闭环不相上下的精度。但是，在机器人中的应用尚有待于进步的研究。本文提出的自动组装螺钉机器人的整体方案对其它机器人的开发也有借鉴意义，但是尚未形成完整的理论。如果能对机器人设计研究提出般性的理论原则，必然能对我国机器人的开发具有更大的推动作用，这问题的研究也需大量的工作。参考文献孟威,张伯鹏,赵大泉,徐家球，郑力.螺钉自动抓拿认扣装置的设计.清华大学学报.张效祖.工业机器人的现状与发展趋势冯光涛,张伟军，赵锡芳，秦志强.机器人装配操作的规划与控制.机器人.蒋新松.机器人与工业自动化.河北教育出版社蔡自新.机器人原理及其应用.中南工业出版社李绣峰,刘桂雄,李玩雪,谢存禧.机器人装配作业位置调整技术.华南理工大学学报自然科学版.马香峰.机器人机构学.北京，机械工业出版社.杨化树,曲新峰.工业机器人技术的应用及发展.黄河水利职业技术学院学报.陈民.工业机器人通用控制器研究开发.上海大学学报自然科学版.郑时雄,刘桂雄,阎华,温伟成.机器人视觉在自动装配线中的应用.光学精密工程.费仁元，张彗慧.机器人机械设计和分析.北京工业大学出版社.张进平，马若丁.农业机械设计手册下.北京中国农业技术出版社.赵满全,窦卫国,赵世杰,杜文亮.系列马铃薯挖掘机的研制.农村牧区机械化,.赵满全,窦卫国,赵世杰,杜文亮.机器人研制与开发.内蒙古农业大学学报,.张兴东,朱月玲.工业机器人造型与虚拟样机关键部件仿真.工业机械学报,.，，，.“”,致谢通过本次毕业设计，我掌握了机械设计的方法和各方面的要求，同时，熟练掌握了制图软件，对以前所学习的机械专业课程得到了很好的巩固。本课题设计的所有工作，从课题的选择构思整体结构的分析和研究，到论文的写作等阶段都是在李志红老师和李锦泽老师的悉心指导下完成的。两位老师对工作认真负责，在我做毕业设计的每个阶段，从课题选择到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我很好的建议和指导。我的设计较为复杂烦琐，但是老师仍然细心地纠正图纸中的错误。她们严谨的治学态度渊博的学术知识诲人不倦的敬业精神以及宽容的待人风范使我获益颇多。感谢我的指导师，她们的严谨细致丝不苟的作风直是我工作学习中的榜样她们循循善诱的教导和不拘格的思路给予我无尽的启迪。通过四年的专业学习，我对机械各方面的知识进行了系统的学习，更加热爱这个专业，在这里，感谢所有指导和帮助我的老师。寿命计算平均轴向载荷加速时行走的距离减速时行走的距离等速时行走的距离平均轴向负载故额定寿命基本额定动负载。查得.承载系数，查表取.寿命时间刚性检验选为选定条件的刚性的规格，无需检验定位精度的确定定位精度误差的主要因素定位精度发生误差的主要因素有导程精度轴向间隙进给丝杠系的轴向刚性等。其它的重要因素还有发热引起的热变位导向系引起的运动过程中的姿势变化等。导向精度的确定在前边已经选择为精度等级，累积导向误差为。轴向间隙的确定轴向间隙虽然不是影响往方向进给时定位精度的主要因素，但在进给方向逆转或轴向负载逆转情况下产生齿隙。从个方向运动到另个方向的位置精度已经选定，因此不需要校核。型轴向间隙为.。四热变形对位置精度的影响丝杠轴的温度在运转过程中上升，导致丝杠轴因热而伸长，从而是其的定位精度降低，假设使用时温度上升，.回转扭矩的确定外部载荷与回转扭矩加速时所必须的转动惯量转动惯量角加速度因此加速时必要的扭距加速时.等速时.减速时导轨的受力分析工业机器人己得到广泛应用。由工业机器人与其他设备组成的生产线已经成百倍地提高了企业的劳动生产率，提高了产品质量，大大缩短了产品史新换代的周期。自动装配机器人可以完成典型的装配任务，它的精度要求很高，本次的自动装配机器人设计利用滚珠丝杠和导轨作为传动元件，要保证机器人的装配精度，必须很好的设计导轨。导轨的受力分析如图.。图导轨受力分析图.使用条件使用型号基本额定动载荷.基本额定静载荷.荷重速度时间.行程距离重力加速度.滑块作用载荷.等速时径向作用载荷左加速时径向作用载荷轴向作用载荷.左减速时径向作用载荷轴向作用载荷.右加速时径向作用载荷轴向作用载荷.右减速时径向作用载荷轴向作用载荷.合成载荷等速时.左行加速时左行减速时右行加速时右行减速时.平均载荷.额定寿命寿命为.静安全系数根据上面的计算，滑块的最大载荷为.右行加速时的载荷.导轨的刚性设计.预压的选定滚动体和导轨面之间预加定载荷，可增加滚动体和导轨面接触，以减小导轨面平面度，滚子直线度及滚动体直径不致性误差的影响，使大多数滚动体均能参加工作。由于有预加接触变形，因而提高了导轨的刚度和精度。阻尼性能也有所增加。提高了导轨的抗振性。垂直配置的滚动导轨预加载荷后可预止滚动体在导轨之间下滑成歪斜。预压约为动载荷的，为。.考虑预压载荷的寿命预压载荷系数含有预压的作用载荷含有预压的作用载荷预压载荷载荷系数“”与“”的比值计算使用条件同前，预压各滑块作用合成载荷表.各滑块作用合成载荷动作等速时左行加速时左行减速时右行加速时右行减速时考虑预压时的作用载荷等速时左加速时左减速时右加速时右减速时平均荷重寿命计算寿命为.安全系数滑块的最大载荷为根据以上验算，导轨满足使用要求。结论本文在参考近几年机器人领域取得重大成果的基础上，结合“螺钉自动上料”和“螺钉拧紧机器人”这个课题，对自动装配螺钉机器人进行了机电体化结构设计同时，对传动方式和控制系统进行了研究和分析，本论文的研究主要取得了单片机可直接利用的现成软件资源较少，而系列计算机目前具有丰富的支持软件，使程序设计更加方便灵活而且软件的移植灵活性好，因此基于系列计算机进行程序开发可以避免重复性工作，并且具有完备的编程语言和开发环境。采用单片机进行个完整的控制系统开发，虽然目标系统成本较低，但试制阶段的费用并不低廉，更为重要的是在开发硬件系统时工作量大开发周期长，而且硬件的可靠性和抗干扰性能难以达到较高要求。随着计算机技术的不断进步，系列工控机具有较高的可靠性和可维护性能，同时价格在大幅度降低，采用工控机进行机器人控制系统的研制和开发，可以有效地缩短开发周期并能降低成本，对经济型机器人控制系统是个优选的硬件解决方案。在机器人控制方式上，目前主要有集中式控制主从式控制和分级控制三种方式。对于多关节机器人，每个关节对应个处理器，将机器人控制中计算量最大的动力学方程按关节进行分解，作为各个子算法分布在各关节处理器上同时进行计算，然后输出到主控制器中，这种采用模块化结构主从方式组成分布式多处理系统，是多关节机器人控制系统发展的方向，目前应用最为广泛的是两级或两级以上计算机构成的分布式控制方式。集中式系统是最典型结构最简单的控制系统，它将所有的信息输入处理控制均集中在台计算机上，因而对该计算机的性能要求较高，而分布式系统则降低了对计算机性能的要求，且系统可扩充性能好，易于维护，但故障率比集中式控制方式高得多。随着计算机技术的迅速发展和存储技术的日新月异，许多微型机在速度和性能上己经接近甚至超过小型机，并且在价格上大幅度降低，可靠性增强，使用和维护更加方便。同时，随着各种技术支持软件的丰富，使编程方便易行软件的可移植性高，因而采用高性能价格比的微型计算机进行经济型机器人的集中式控制己成为可能。在微型机领域，机在结构性能价格特别是软件技术支持方面都有很多优点，使它在工业控制系统中得到广泛的应用。因此，该机械手控制系统采用集中控制方式，利用工作为控制计算机，另外加块接口卡作为步进电机驱动器运动控制用接口卡，这样既增加了硬件的可靠性，又缩短了开发周期。软件系统硬件系统是控制功能赖以实现的物质基础，软件则是计算机系统协调各部件完成控制功能的神经中枢。软件功能的划分与结构上的实现在计算机控制系统中具有极其重要的作用。软件设计的目标是依据需要完成整体功能以最优的方式把软件各部分内容有机组织起来，使整个系统具有较高的运行效率可靠性灵活性和操作实用性。该机械手软件系统主要承担的功能包括运动学运算路径规划参数输入人机接口控制以及故障报警和处理系统，在功能的实现上应使系统具有较好的人机界面和灵活的操作控制功能。.传动系统设计.滚珠丝杠副的特点滚珠丝杠与滑动丝杠副相比驱动扭矩为。由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有滚珠杂做滚动运动，所以能得到较高的运动效率，与过去的滑动丝杠副相比，驱动扭矩达到以下。因此，不仅能把回转运动转变为直线运动，也能容易地将直线运动转变为回转运动。图.滚珠丝杠示意图二高精度的保证。滚珠丝杠副是在严格进行温度管理的工厂内，用最高水平的机械设备进行研削，直到装配检查，均在完善的品质管理体制下进行，因而确保了精度。三微进给可能滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动，所以起动扭矩极小，不会出现滑动运动那样的爬行现象，能保证实现精确的微进给。四无侧隙刚性高滚珠丝杠副可以加予压，由于预压可使轴向间隙达到负值，进而得到较高的刚性。它由于运动效率高发热小，所以可实现高速进给。.设计条件滚珠丝杠行程长最大速度加速时间.减速时间.每分钟往复次数回复间隙.位置决定精度.操作位置决定精

（图纸） XY运动装配图.dwg

（图纸） Z轴运动装配图A0.dwg

（图纸） 拧紧装置装配.dwg

（图纸） 套筒.dwg

（其他） 自动机器人组装机构设计说明书.doc

（图纸） 总体布局原图A0.dwg