3.1 机械臂材料及截面尺寸 10

3.2 电机选型 11

3.3 其他元器件的选型 13

3.4 机械臂总体结构 16

3.5 本章小结 16

4 机械臂有限元分析 18

4.1 杆件 1 有限元分析 18

4.2 杆件 2 有限元分析 20

4.3 本章小结 23

结 论 25

致 谢 26

参 考 文 献 27

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1 绪论

1.1 引言

机器人综合了机械电子、信息和传感、控制技术、人工智能、材料学、仿生学等多门学 科的先进技术于一体，它是结合了人和机器特长的一种拟人的高新技术产品，既具备了人类 对周边环境的快速反应和分析判断能力，又弥补了人类不能持续工作、效率低下、不能在恶 劣环境下工作的缺点，能自动执行任务或协助人类工作。

早在三千多年前，人类就幻想着机器人的存在，希望能制造出类似人一样的机器，用以 代替人类工作。西周时期，偃师研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人；东 汉时期，张衡设计出了一种木质的飞行装置——“独飞木雕”；公元前 2 世纪，亚历山大时 代的古希腊人发明了最原始的机器人——自动机；1662 年，日本的竹田近江利用钟表技术发 明了自动机器玩偶[1]。然而这些机器装置没有感知能力，并不能称之为机器人。直到 1920 年， 捷克作家卡雷尔·查培克在他的小说《罗萨姆的万能机器人》中最早开始使用“机器人”这 一词[2]，机器人才得以具体定义，它是一个具有人类外表和功能的机器，这是最早的工业机 器人的设想。1954 年，美国的戴沃尔最早提出了“工业机器人”的概念，工业机器人是面向 工业领域的多关节机械手或多自由度的机械装置[3]，这种机器人可以经过手动或编程示教完 成各种简单重复的动作，即所谓的示教再现机器人。论文网

随着现代化工业的发展和科技技术的提高，工业机器人在工业生产中得到了日益广泛的 应用。工业机器人不仅具有人类智能的一面，也有机器不知疲倦、能准确定位、能在恶劣环 境中工作的能力，能极大的提高生产效率和产品质量，因此搬运机器人、码垛机器人、喷涂 机器人、焊接机器人、冲压机器人等受到越来越多的应用，此外工业机器人也开始应用于自 动装配、产品检验等精密作业过程中。

随着机器人智能化水平的提高和发展方向的拓展，工业机器人的应用范围还在不断地扩 大，已从汽车、电子工业产品等制造业推广到诸如采矿机器人、伐木机器人、果蔬采摘机器 人、建筑业机器人以及水电系统维修机器人等各种非制造行业。此外，机器人也开始出现在 国防军事、太空活动、医疗卫生、生活服务等领域，如无人侦察机、太空机器人、医疗机器 人、清洁机器人等均有实例。工业机器人在许多生产领域的应用实践证明，它在提高自动化 水平，提高劳动生产率，提高产品质量以及经济效益，改善工人劳动条件、改善人类生活水 平等方面，有着非常重大的作用，引起了世界各国和社会各层人士的广泛关注[4]。