- 研究背景及意义
工业机器人是一种多功能机器，能够执行与人类上肢类似的动作。工业机器人是多种学科综合的的产品，涉及机械、电气、控制等学科领域。工业机器人的智能水平的不断提高，逐渐的标准化和模块化使工业机器人在制造业等行业的应用越来越广泛[1-2]。
目前，工业机器人行业已经进入了高速发展时期，工业机器人的相关核心技术也慢慢的成熟起来。伴随着“中国制造2025”的提出，要权衡一个国家是不是制造强国，智能制造便是一个重要的因素。所以，我国要变为一个制造强国,就智能制造这方面而言，一方面在机器人控制上要投入大量的研究资源，另一方面要提升基本件的制造水平。这样才能加快机器人核心技术的发展，从一定程度上加快了我国转变为制造强国的步伐，也改善了工人的工作环境与生活质量[3-4]。
技术的进步使工业机器人越来越多的被应用到生产制造业当中,图1-1所示的搬运机器人能自动完成上下料、柴垛、码垛等作业，在各种工厂中应用比较广泛。
图1-1，搬运机器人
本课题是设计一个六个自由度能负载20kg的搬运机器人，利用应用坐标变换等数理基础建立搬运机器人的数学模型，利用SolidWorks建立该机器人的三维实体模型，完成搬运机器人的动力模块的选型设计和主要零部件的结构设计。建立三维分析模型利用有限元分析软件ANSYS对主要零部件的刚度和强度进行校核。
- 工业机器人概述
2.1工作原理
工业机器人系统是一种复杂的机电一体化系统。它是由工业机器人以及集成对象和环境共同构成的，分别为:机械、控制、驱动和感知系统。工业机器人的工作原理是:由控制系统产生作业命令，使驱动器产生相应的动作，然后驱动器拖动机械系统工作，进而使工业机器人的末端执行器运动到作业命令要求达到的位姿，完成作业任务。感知系统将末端执行器的实际位姿不断的反馈传递到控制系统中，由控制系统对比两者之间有无误差之后，再进行下一个命令，一直到工业机器人完成作业。图2-1为搬运机器人的机构简图
图2-1，搬运机器人的机构简图
搬运机器人进行工作时，三个自由度对应机器人的腰部回转、大臂俯仰和小臂俯仰的运动，另外三个自由度分别对应腕部的俯仰、偏转、翻转运动，末端执器的位姿最终取决于这六个自由度，这样的结构设计大大提高了机器人的可达性。
