文档介绍：本科毕业论文
轮胎装配机器人结构设计
姓名马琳
学院机械工程学院
专业机械设计制造及其自动化
指导教师陈劲杰副教授
完成日期 2011 年 5 月
上海理工大学
全日制本科生毕业设计(论文)承诺书
本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文)
是在导师的指导下,严格按照学校和学院的有关规定由本人独立完成。文中
所引用的观点和参考资料均已标注并加以注释。论文研究过程中不存在抄袭
他人研究成果和伪造相关数据等行为。如若出现任何侵犯他人知识产权等问
题,本人愿意承担相关法律责任。
承诺人(签名):
日期:
轮胎装配机器人结构设计
摘要
随着全球汽车制造工业的迅速发展,在汽车装配作业中,出现了以装配机器人为核心,
在一个装配单元中适应多种装配作业的综合系统。装配机器人的出现和迅猛发展,有效取
代了手工或简单机械的装配作业,尤其对于批量生产,大大降低了制造成本,从而提高生
产效率,加速汽车工的业自动化进程。
装配机器人的工作内容,主要是实现将一些对应的零件装配成一个产品部件或产品,
有零件的装入、压入、铆接、嵌入、喷涂和拧螺丝等作业。此外还有一些为装配工作服务
的作业,如输送、搬运、检测和安置等工作。因此,本课题选取仿人手臂的关节型机器人,
针对其结构紧凑、占用空间少、运动空间大、运转灵活、定位准确、动作迅速等优点,总
体构思一台六自由度轮胎装配机器人,完成其中三个自由度的相关结构设计。
本文主要内容如下:根据轮胎装配机器人的功能要求,结合相关机器人设计方案的对
比,得出最优方案,设定相关设计参数,确定各个关节的运动机构及动力的传递方式,根
据各轴的受力特点,选择适当的轴承和安装方式。通过各种电机特点的对比和各关节力矩
估算,选择合适的电机驱动。结构方案确定后,利用 CATIA 三维结构建模进行可行性模拟
分析,避免干涉,修正参数,优化结构。根据传动比和功率设计一对啮合齿轮传动,通过
计算确定齿轮尺寸。另外,利用有限元分析对关键零件的危险截面进行分析,得出其形变
应力和位移,从而校核该零件的刚度和强度。最终绘制轮胎装配机器人的二维装配图和零
件图。
关键词:装配机器人、机械臂、结构设计
STRUCTURE DESIGN OF TIRE ASSEMBLY ROBOTS
ABSTRACT
With the rapid development of global vehicle production, there is an integrated system with
assembly robot as the core in automobile assembly, which can adapt to the various assembly
operations in one assembly unit. Assembly robot, which develops rapidly after emergence, has
effectively replaces the manual production or simple mechanical assembly, especially in mass
production. It significantly reduces the manufacturing costs so as to increase profits, and
accelerate the process of automobile industrial automation.
The main work of assembly robots is to make some corresponding parts be assembled into a
product or part, involving the mount, indentation, riveting, embedment, spraying of a part and
twisting the screw. Besides some services for the assembly jobs are included, such as
transportation, handling, detection, and placement. Therefore this thesis selects human-like arm
of joint-robot as study subject,