完整版（2022年）东北林业大学毕 业 设 计 任 务 书包装搬运机器人的设计学生姓名：专业班级：包装工程指学导教师院：工程技术学院2012年 11 月 15 日题目名称：包装搬运机器人的设计任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求） 设计内容：对包装搬运机器人的现状进行调研分析，归纳并总结出现有包装搬运机器人存在的问题。针对一种包装件进行包装搬运机器人的设计。使用Pro/E、AutoCAD、Photoshop CS5等设计软件，绘制所设计的包装搬运机器人的结构和模型。计划进度：2012 年 11 月 15 日 2012年 12 月 15 日，查阅文献，准备开题。2012 年 12 月 16 日 2013年 3 月 31 日，毕业实习，为毕业论文搜集资料。2013 年 4 月 1 日2013年 4 月 25 日，进行市场调查，了解当今机器人需求，掌握包装搬运机器人的用途特点和发展前景。2013 年 4 月 26 日2013 年 5 月 10 日，进行包装搬运机器人机构设计和包装搬运机器人本体方案设计。2013 年 5 月 11 日2013 年 5 月 20 日，设计最终设计方案，用 AutoCAD设计平面结构图并用 Pro/E 设计其三维结构，最后用 Photoshop CS5 修图美化。2013 年 5 月 21 日2013 年 6 月 10 日，完成毕业设计，最终定稿。2013 年 6 月 11 日2013 年 6 月 20 日，进行答辩。其中：参考文献篇数：说明 书字 数： 图 纸 张 数 ：专业负责人意见20 篇以上10000字以上图纸 19 张签名：年月日包装搬运机器人的设计摘要我国对食品和医药的需求量快速增长带动相关包装产业的发展。包装产业的迅速发展需要开发更加先进的包装技术。相关包装企业为提高包装设备的自动化程度和速度，进而开发出贯穿整个生产线的新型智能包装设备。包装搬运机器人作为自动化生产线上的重要成员， 逐渐被包装企业所认同并采用。目前，包装搬运机器人主要承担着重复性并且劳动强度极大的搬运工作。本设计通过了解包装搬运机器人在包装产业上的应用现状，提出了具体的设计要求，并 根据包装搬运机器人各部分的设计原则，进行了系统总体方案设计以及手部夹持器、臂部、 机身的机械结构设计，通过运用 AutoCAD对包装搬运机器人进行结构设计，运用 Pro/E 对包装搬运机器人进行三维实体造型，最后使用 Photoshop CS5进行修图美化。关键词：包装；搬运机器人；设计Design of Packaging Transfer RobotAbstractNowadays therapidgrowthofdemand forfoodand medicineinourcountry will promote the development of the packaging industry. The rapid development ofthe packaging industry needs to develop more advanced packaging technology. In order to improve the automation degree and speed of packaging equipment, related packaging enterprises develop new intelligent packaging equipment throughout the production line. Packaging transfer robot, an important member of the automated production line, is recognized and adopted by packaging enterprises gradually.Atpresent,packagingtransferrobotismainlyresponsiblefortransfering repetitive and labor-intensive work.Throughunderstandingtheapplicationstatusofpackagingtransferrobot, this design puts forward the specific design requirements. According to designprinciples of various parts, it also carries on the design of the overall system and the mechanical structure of hand holder, arm, body, designing the StructurebyAutoCAD,designingthree-dimensionalsolidmodelingbyPro/E,andretouching by Photoshop CS5.Keywords:packaging ；transfer robot；design目录摘要Abstract1 前言.11.1 包装产业发展概况11.2 机器人概况21.2.1 概述21.2.2 机器人的历史、现状和应用31.2.3 机器人发展趋势41.3 本文主要研究内容51.4 本章小结52 包装搬运机器人的总体方案.62.1 总体设计的思路62.1.1 系统分析阶段62.1.2 技术设计阶段62.2 自由度和坐标系的选择72.2.1 直角坐标包装搬运机器人结构72.2.2 圆柱坐标包装搬运机器人结构72.2.3 球坐标包装搬运机器人结构72.2.4 关节型包装搬运机器人结构72.3 包装搬运机器人的动作过程82.4 包装搬运机器人的组成82.4.1 执行机构82.4.2 驱动机构102.4.3 控制系统分类112.4.4 传动系统112.5 包装搬运机器人的技术参数112.6 本章小结113 手部夹持器的结构设计.133.1 手部夹持器133.2 手部设计基本要求133.3 选择手抓的类型及夹紧装置143.4 手爪的结构设计153.4.1 手爪的力学分析153.4.2 手部的三维结构图163.5 本章小结164 臂部的结构设计 . .184.1 臂部设计的基本要求184.1.1 臂部应承载能力大、刚度好、自重轻184.1.2 臂部惯性小、运动快184.1.3 手臂动作应该灵活194.1.4 位置精度要求高194.1.5其他194.1.6总结194.2 手臂的典型机构以及结构的选择194.2.1 手臂的典型运动机构194.2.2 手臂运动机构的选择194.3 手臂直线运动的驱动力的简单分析204.3.1 手臂摩擦力的计算和分析204.3.2 手臂惯性力的计算214.3.3 密封装置214.4 活塞杆214.4.1 活塞杆强度214.4.2 活塞杆刚度224.5 臂部伸缩液压缸的三维结构图224.6 本章小结225 机身的结构设计及运动的简单分析.235.1 机身的整体设计235.2 机身回转机构245.2.1 回转液压缸的三维结构图245.3 机身升降机构255.3.1 手臂偏重力矩的分析255.3.2 升降液压缸的三维结构图265.4 包装搬运机器人运动的简单分析265.4.1 运动学分析265.4.2 包装搬运机器人的动作范围275.5 本章小结28结论 .29参考文献 . .31附录 .32致谢 .331前言1.1 包装产业发展概况1前言- 11 -数字显示，中国包装产业这几年发展迅速，中国包装产业总产量已从20世纪70年代初的63亿元发展到 2006年的7000亿元人民币，仅次于美国和日本。2011年我国包装产业总产量约 1.4 万亿元，成为第三世界包装大国，仅次于美国1 。包装产业相关度高、吸纳就业能力强、关系面广、技术紧凑。这几年间，一批包装产业的集团企业、产业团体迅速发展。经过国际组织和国家批准，世界包装组织亚洲包装中心成立。中国第一次利用国际组织的资源在浙江杭州建设的集金融、信息、文化、制造、商贸、科技、教育、物流、建设和服务为一体的全球包装产业中心，为全球包装界开展双边、多边和区域经济贸易合作交流提供世界级平台，也是集合各方力量和睿智的重要品牌。但是，包装产业中，国有企业、大型公司、较少，民营企业散而多，产业整个规模较小，同时，在众多国外品牌的侵入后，中国产业受到威胁，比如德国肖特集团用其精湛的技术经济实力挺进中国区市场。十二五期间，通过企业收购、联合、兼并等多种方式，以致我国的包装产业进行整合，组成几个联合公司、大型企业，从而促进产业向前健康发展和技术革新。伴随着中国经济迅速地崛起，人口老龄化引起和人民生活质量提高的医疗开销增多，新药品研发强度增大，城镇居民医保的扩大和医疗保障体系改革的速度加快，包装将会持续保持快速增长的趋势。同时，包装品种和中国包材水平都低于国际标准。根据调查，发达国家中，包装占产品价值的40%，中国却不到 11%。中国包装产业的快速崛起时期便是接下来的几年。包装产业“十二五”发展规划纲要( 征求意见稿 ) 显示，产业的重要组成部分之一是包装，它是接触药品的基本要素，对用药安全和药品质量影响