毕业论文（设计）任务书
学 院： 智能装备学院 专 业： 机器人工程
学 号： 学生姓名： 班 级： 班
题 目： 3R斜交手腕喷涂机器人总体及腰部结构设计
题目类型： 工程设计(G) 指导教师：
一、设计参数
喷涂机器人又叫喷漆机器人(spray painting robot)， 是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。
2m1.5m斜交手腕喷涂机器人为6自由度关节型，手腕为3自由度中空结构，手腕每个关节的转动角度都能达到360°以上。最大达到距离为，承重能力12kg，喷涂速度/s；
|
关节运动
|
工作范围
|
|
关节1（腰回转）
|
320°
|
|
关节2 (下臂摆动）
|
280°
|
|
关节3（上臂摆动）
|
310°
|
|
关节4（腕部回转）
|
1080°
|
|
关节5（腕部摆转）
|
1080°
|
|
关节6（工具回转）
|
1080°
|
注：技术参考为（1）上海发那科机器人（喷涂机器人 (shanghai-fanuc.com.cn)）；（2）ABB工业机器人（工业机器人 | ABB Robotics）
二、设计内容及要求
设计内容为：根据任务书提供的喷涂机器人的技术参数，进行机器人总体的方案设计（如机器人构型设计、驱动设计及传动结构设计），绘制机器人传动系统图和机器人总体布局及尺寸联系图；根据选择的部件设计任务，完成相应部件总体方案的制定，并进行机械结构设计、关键零件设计及控制方案的设计，完成关部件装配图、主要零件图及控制图；在设计的同时，做好设计笔记并一起为基础撰写设计计算说明书。具体设计任务及工作量要求如下：
（一）图纸部分：
1.喷涂机器人传动系统图及控制图 1张 1#
2.喷涂机器人总体布局及尺寸联系图 1张 0#
3.相关部件装配图、主要零件图 1张 0#
（二）设计说明书（不少于15000字）：
1.概述
阐述课题的目的意义，需要解决的主要问题，及当前技术情况、应用情况分析。
2.总体方案的制定
根据喷涂机器人作业要求，各关节布局分析与选择，机械传动方案及控制方案制定。
3.运动及传动结构设计
机器人关节驱动运动及传动结构参数的确定。
4.部件、零件设计
针对具体任务进行部件及零件的详细方案设计分析、结构优化设计。
5.控制系统的选型及控制设计
6.其它要说明的问题
注：设计计算说明书的格式及要求参阅《毕业论文（设计）指导书》、《毕业论文（设计）撰写规范》。
（三）英文资料翻译
与课题相关的英文资料，原稿用A4纸打印，不少于5张，翻译稿打印。
（四）毕业论文（设计）的基本要求：
1.建立正式设计笔记，记录反应各阶段的任务、出现的问题及解决的方法；
2.设计过程中相关计算必须与绘图或建模同期进行，且必须在设计笔记中反映；
3.设计模型与图纸必须符合有关国家标准，图面清晰整洁；
4.遵守作息时间，在设计教室不得进行与设计无关或有碍他人的活动。
三、各阶段时间安排
|
序号
|
设 计 内 容
|
起止周
|
|
1
|
调研、收集文献资料，开始毕业论文（设计）前完成
|
毕业论文（设计）前完成
|
|
2
|
设计资料整理、分析、交流探讨
|
1周
|
|
3
|
机器人关节运动设计、驱动选型设计，绘制关节传动系统图
|
2周
|
|
4
|
机器人总体设计，绘制机器人总体布局及尺寸联系图
|
3周—4周
|
|
5
|
机器人所属部件设计，绘制所属部件装配图
|
5周—6周
|
|
6
|
零件设计及零件图、控制图绘制
|
7周—8周
|
|
7
|
其它环节、资料整理及答辩
|
9周—10周
|
注：外文资料翻译在设计过程中自行安排时间完成。
四、 主要参考资料（列出近5年的资料，至少10篇）
[1] 陈秀宁.机械设计课程设计 [M].杭州:浙江大学出版社,2007.
[2] 王战中. 喷涂机器人连续3R斜交非球型手腕设计方法与实践[D], 博士学位论文，天津大学, 2008
[3] 吴振彪,工业机器人[M], 武昌：华中理工大学出版社, 1997
[4] 哈尔滨工业大学理论力学教研室, 理论力学[M],北京：高等教育出版社，2002
[5] 胡立志,互换性与技术测量[M],北京：清华大学出版社，2013
[6] 强建国,马晓,郑海霞.机械设计课程设计[M].成都:西南交通大学出版社,2007.
[7] 徐灏, 机械设计手册[M], 北京：机械工业出版社， 2001
[8] 何希才,姜余祥,电动机控制应用实例[M], 北京：中国电力出版社，2005.1.
[9] 刘鸫根,基于PMAC的喷涂机器人运动控制系统研究[J],煤矿机械,2008,29(2):110-113
[10] 邢东升,六自由度喷涂机器人结构设计及控制[D],硕士学位论文，天津大学，2008.
[11] Shital S. Chiddarwar, Incremental approach for trajectory generation of spray painting robot [J], Industrial Robot, 2015, 42(3): 228-241.
[12] S. Seriani;A. Cortellessa, Automatic path-planning algorithm for realistic decorative robotic painting [J]. Automation in Construction, 2015,56:65-75.
[13]S-P Zhu, Y Ai, D liao, Q Wang. Recent a advances on size effect in metal fatigue under defects: a review[J]. International Journal of Fatigue, 2021, 142: 105912.
