双足机器人腿部结构设计实现

李振威

摘要：本文首先介绍了国内外机器人的发展历程，然后根据机械原理与机械结构的要求，设计传动路线，主要包括齿轮与轴的设计、轴承的选择等，最后对各部分部件进行所受应力应变分析，校核是否达到设计要求，并针对设计的不足进行改进。

关键词：机器人；连杆机构；回转机构

作者简介：李振威（1975—），本科，副教授，研究方向为机械制造工程技术及数控技术。(www.xing528.com)

* 本文发表于《现代制造技术与装备》2018 年第10 期。

机器人是综合了机械、电子、计算机、传感器、人工智能、仿生学等多种学科的复杂智能机械，目前已成为世界各国研究的热点，机器人的种类、数量以及完成工作的能力成为衡量一个国家工业化水平的重要标志。近几十年来，各国在机器人研究中出现了很多新技术、新产品。国外对机器人的研究起步较早，发展也较成熟。美国于1961 年制造了世界上第一台工业机器人Unimate。日本经过多年的研究，后来居上，迅速成为世界上生产、出口和使用机器人均第一的“工业机器人王国”。除工业机器人以外，还有其他用途的机器人被不断研发出来，例如，日本东京大学Mamoru 等人研制的机器人微作业系统可用于微创外科手术；美国华盛顿大学生物机器人研究室研制的微细作业系统可用于蛋白晶体操作和处理等。我国机器人的研究制造始于20 世纪70 年代，1975 年川崎重工业株式会社在北京展出了Unimate-2000 型搬运机器人。此后，国内各高等院校和科研院所纷纷开始研制机器人。

工业的发展对焊接技术的要求不断提升，而焊接技术与机器人系统相结合，不但有利于实现焊接的自动化和现代化，还能有效提高焊接的质量和效率。然而，由于焊接环境受到各方面因素的影响，实际焊接条件的变化往往会导致焊炬偏离焊缝，从而造成焊接质量下降甚至失败。为适应行业需求，迫切需要一种具有广泛使用价值的焊接辅助设备：变位机。从现在的使用状况来看，变位机为机械制造业带来了巨大经济效益和技术革新，使机器人焊接系统的优势得到体现。对于机器人焊接系统来说，变位机是其最重要的组成部分。一台性能优良的焊接变位机的价格通常远远超出焊接机器人本身的价格。因此，重视焊接变位机的研究和生产已经成为现在机械制造业的一个重要研究方向和技术革新方向。