1. 研究目的与意义

1．1 研究背景

机器人技术作为一个新兴的产业，几十年来，伴随着科学技术的发展和人们对机器人所赋予期望值的增加，机器人技术得到了迅猛发展。机器人的智能程度和实现功能都也不断的提高和发展，诸多有关机器人的问题得以解决，使得机器人能够更好的完成人们预定的工作和任务。目前，商业化的机器人已经大量应用于制造业，工业机器人也随着时代的需求出现并迅速发展起来。随着工业机器人的广泛应用，生产制造、使用和检测等各方对其性能的关注越来越高，其中工作空间和运动精度是评估机器人最重要的指标[1]。工作空间决定了工业机器人的运动范围，运动精度决定了机器人的整体性能。有相关研究表明，机器人工作空间对其性能存在一定的影响[2]。gb/t 12642中规定了在工业机器人性能测试时，需要在工业机器人工作空间中预期应用最多的那一部分找一个最大立方体。因此，工业机器人工作空间决定了性能测试时所用的最大立方体。但是gb/t 12642中并未明确说明最大立方体的具体确定方法，这样会导致同一台工业机器人对于不同人进行性能测试时，有极大可能使用了不相同的最大立方体，从而导致性能测试的结果有所偏差。而gb/t 12643中定义了工业机器人工作空间是由工业机器人手腕参考点所能掠过的空间，是由手腕各关节旋转或平移的区域附加于该手腕参考点的，而工作空间小于操作机所有活动部件所掠过的空间。因此，对工业机器人工作空间的研究有利于后续确定性能测试时所需的最大立方体，对最大立方体的确定有一个明确的规定，有利于对工业机器人的性能进行精确测量。本文根据改进型d-h参数对机器人进行建模仿真，分析机器人运动空间的实际轨迹，最终给出一个确定最大立方体的详细的可行性方法步骤，从而确定机器人性能测试所用到的测试点。近年来，在全球信息化浪潮的推动下，我国的经济技术得到了迅猛的发展。其中，工业制造行业向产业化发展迅速，且在不断地壮大[3]。我国是一个农业大国，想要发展成为一个制造业大国，就需要不断创新制造技术并培养专业人才。工业机器人相关行业的发展与创新，是我国制造行业转型的重要特点之一，也是我国制造行业未来发展的趋势。为了使“中国制造”向集成化、自动化、智能化方向发展，需要把工业机器人这样的智能制造技术应用于制造行业领域，并强化对工业制造业人才的培养，提升工业机器人制造业的技术研发能力，才能真正做到科技兴国，也才能更好地促进我国自动化工业制造的智能化发展与进步。工业机器人的身体与人体的结构有所不同，工业机器人的身体是指它自己的结构形态[4]。不同的工业行业所需要的机器人不同，其形态设计并不相同。工作指令的选择与修改，能够保证工业机器人很好地完成搬运工作，使搬运工作在质量和效率上都得到提高[5]。六自由度工业机器人的工作空间的研究与分析[6]是本课题的主要研究方向。

2. 研究内容和问题

主要内容：

机器人六自由度的基本框架总体设计、机器人机身设计、机械臂结构设计，对各关节的电机所需扭矩、转速或功率进行演算和选型，运用机械设计及机械原理设计各机械臂及其关节。

机器人各驱动电机功率等参数演算。

3. 设计方案和技术路线

1. 确定研究内容与研究目标；

2. 资料收集、整理、熟悉；

4. 研究的条件和基础

设备方面：

1.本学院fanuc m6ib机器人可作为设计中的重点参考；

2.南通通用机械厂的自动化设备与码垛机器人系统可供参考，拥有自制服务机器人样机。