多关节SCARA四轴机器人底座设计

课程名称：机械综合应用设计

多关节SCARA四轴机器人 设计题目：

院 系： 专业班级： 学 号： 姓 名： 指导教师：

底座部分设计

年 月 日

第I页

《机械综合应用设计》课程设计说明书

课程设计任务书

专 业 姓 名 学 号 开题日期：年月日 完成日期： 年月日 题 目

多关节SCARA四轴机器人底座部分设计

一、设计的目的

通过本次设计了解并熟悉设计原理、设计步骤； 熟悉并掌握多关节SCARA四轴机器人底座部分驱动部分、传动部分的元器件； 熟悉并掌握多关节SCARA四轴机器人底座部分的结构设计和建模并进行校核。 二、设计的内容及要求

设计多关节SCARA四轴机器人的驱动方案和传动方案； 通过计算选出相应的驱动电机和传动装置； 实现多关节SCARA四轴机器人底座部分的结构设计，给定具体尺寸并实现建模， 最后给出整体装配和底座部分工程图； 选择关键零件部位进行强度校核并说明尺寸参数。 三、指导教师评语

四、成 绩 指导教师 (签章)

年 月 日

第II页

《机械综合应用设计》课程设计说明书

摘要

平面关节型机器人，即SCARA（Selectively Compliance Assembly Robot Arm，选择性装配关节机器臂）型，是一种由四个自由度（三个旋转自由度，一个移动自由度）组成的平面关节型机器人。

它的前两个关节可以在水平面上左右自由旋转。第三个关节由一个金属杆和夹持器组成，该金属杆可以在垂直平面内向上和向下移动或围绕其垂直轴旋转，但不能倾斜。这种独特的设计使四轴机器人具有很强的刚性，可控制机器人实现高速点位运动，空间直线插补运动，空间圆弧插补等功能，从而使它们能够胜任高速和高重复性的工作。它的主要作用是可以完成精密仪器和物体的搬运和移动。由于体积小，传动原理简单，SCARA机器人被广泛运用于电子电气业、家用电器业、精密机械业等领域。

本论文着重研究SCARA机器人底座部分的设计、关节1的设计，即底座部分的结构设计、大臂和底座的连接设计。设计过程中，先确定设计方案，对驱动电机和传动装置进行计算并选择。然后对大臂与底座的连接部分进行选择和强度校核。其次，利用SOLIDWORKS对底座部分进行建模，包括臂驱动电机和减速器的建模、大臂和底座连接方式的建模和底座部分的外壳建模。最后，利用软件进行结构材料的选择和强度校核。同时，结构设计也要考虑与大臂设计部分相配合，其中包括尺寸、接口参数和形状。

关键词：SCARA机器人；底座部分；结构设计；大臂和底座的连接；强度校核

第III页

《机械综合应用设计》课程设计说明书

Abstract

SCARA robot, namely SCARA (Selectively Compliance Assembly Robot Arm, selective assembly joint robot arm), is a kind of four degrees of freedom (three rotational degrees of freedom, a freedom of movement) SCARA robot.

The first two joints can rotate freely on the horizontal plane. The third joint consists of a metal rod and holder, which can move up and down in a vertical plane or rotate around its vertical axis, but it can’t tilt. This unique design makes the four axis robot has strong rigidity, can control the robot to realize high speed point-to-point movement, space linear interpolation, circular interpolation function space, so that they can be qualified for high speed and high repetitive work. Its main function is to complete the movement and movement of precision instruments and objects. Because of its small size and simple driving principle, SCARA robot has been widely used in electronic and electrical industry, household appliance industry, precision machinery industry and other fields.

This thesis focuses on the design of the base of the SCARA robot and the design of the joint 1, that is, the structural design of the base part and the connection design of the big arm and the base. In the design process, the design scheme is determined first, and the drive motor and transmission device are calculated and selected. Then, the connecting part of the large arm and the base is selected and checked for strength. Secondly, the SOLIDWORKS is used to model the base part, including the modeling of the arm drive motor and reducer, the modeling of the connection mode of the large arm and the base and the shell modeling of the base part. Finally, the software is used to select the structure material and strength check. At the same time, the structural design should also be considered in conjunction with the large arm design, which includes dimensions, interface parameters, and shapes.

Keyword: SCARA robot; Base part; Structural design; The connection of the large arm and the base; Strength checking