搬运机器人是一种采用机械结构代替人类对物体进行搬运的近代技术，其结构一般是由移动底盘和机械手组成。根据所需搬运物体的的空间位置状态和形状尺寸的不同，可以选取合适的执行机构来完成工作，这样不仅可以降低工人的劳动强度，还能有效地提高工作效率。目前，世界上已经有超过10万台的搬运机器人投入到实际生产中，如码头货物搬运、工厂车间零件下料等劳动强度大的工作。 本课题主要是研究移动搬运机器人的机械结构设计与运动仿真，文章将搬运机器人的机械结构设计分为全方位移动底盘和六自由度机械臂两大部分。(1)详细讲述了全方位移动底盘的四—Mecanum轮、减震系统、底盘框架、电机、蜗轮蜗杆减速器等组成部分。阐述了Mecanum轮的全方位移动原理与结构分析、选型以及六种典型的四轮轮系布局形式等内容。根据设计要求来设置全方位移动底盘的零部件尺寸结构参数，在Solidworks上进行建模，按照它的运动特性与结构设计对零部件进行配合，组成完整的移动底盘。(2)本设计中的六自由度机械臂按构造可分为机座、腰部、大臂、小臂、手腕、手部、平行四杆机构等七部分。根据要求设计各零部件参数，选择驱动与传动元件，在Solidworks上进行三维建模装配。(3)最后基于ADAMS平台对搬运机器人进行运动学与动力学仿真，模拟搬运机器人在地面的前后移动、横向侧移、斜向运动、原地旋转这四个运动。根据仿真分析的结果搬运机器人能够实现地面的三自由度运动，且运动性能良好，能准确、稳定地行走，机械手则在空间内具备六自由度。而根据样机调试结果表明移动搬运机器人最大直线移动速度能达到0.75m/s，机械手关节转动速度能达到设计要求。关键词Mecanum轮；搬运机器人；机械结构；虚拟样机仿真
目 录
第一章 绪论1
1.1 选题的目的与意义1
1.1.1 选题背景及研究意义1
1.1.2 研究目的 2
1.2 国内外研究现状 3
1.2.1 国外研究现状3
1.2.2 国内研究现状4
1.3 主要技术指标和研究内容5
1.3.1主要技术指标5
1.3.2主要研究内容6
第二章 基
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于Mecanum轮全向移动底盘的结构设计7
2.1 设计要求7
2.2 Mecanum轮轮系的设计8
2.2.1 Mecanum轮的结构分析及其原理8
2.2.2 Mecanum轮的选型11
2.2.3 Mecanum轮轮系的布局11
2.3 全向移动底盘的底盘机构设计13
2.3.1 底盘结构设计13
2.3.2 减震器与电机的选型14
2.3.3 减速装置的设计17
2.4 全向移动底盘的三维建模17
第三章 六自由度机械手的结构设计19
3.1 设计要求20
3.2 机械手的机械结构设计20
3.2.1 机械手各关节结构的设计与分析20
3.2.2 电机的分布与选取23
3.2.3 传动系统的设计25
3.3机械手的三维建模26
第四章 搬运机器人的运动分析及仿真26
4.1 基于ADAMS虚拟样机的仿真26
4.2 虚拟样机的仿真结果分析28
4.2.1全向移动底盘的仿真与分析28
4.2.2六自由度机械手的仿真与分析34
第五章 总结与展望36
5.1 总结36
5.2 展望37
参考文献
致谢
第一章 绪论
1.1 选题的目的与意义
1.1.1 选题背景及研究意义
作为一门涉及面广、集成度高的学科，机器人学结合了各方面的学科技术，其中包括力与机构学、PLC的自动控制、图像处理分析、互联网、液压与气动驱动技术等前沿领域的知识及其应用。因此，机器人的发展技术水平与众多学科息息相关，这些学科技术的发展将不断拓展着机器人技术的新理论与新概念 [1]。

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