2.5 机器人外部轴设计
通过了增加机器人外部轴行走机构，实现了一台机器人多工位操作，从而大大提高了机器人的利用率，降低设备的投入成本。
行走机构主要是由移动板部分和行走机构底座部分组成，移动板部分上的伺服电机由配备该设备的机器人控制柜进行控制，该部分可以实现机器人的直线运动，从而实现在同工位之间的切换，该部分被称作机器人的外部追加直线轴。直线行走的工作原理是由安装在移动板上的伺服电机通过行星减速机驱动齿轮齿条，使移动板上的六轴机器人可以精确的到达第七轴上的任意位置点。
如下图所示：
机器人的直线行走由两条平行的滑轨带四个安装滑块进行导向，确保移动位置的精度。通过计算可得到机器人加上移动板及其他结构件的总重量约为1.6T，根据滑轨的
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参数分析，选择滑轨宽度为45mm系列。从以往的设计经验来看，齿轮齿条的模数暂时取m=3，齿数取z=25，在此场合下强度应该足够。
为满足生产节拍的需要，现设定机器人行走的速度为1.5M/S,伺服电机选中贯量的，额定转速为2000r/min,则可求出减速机的减速比：
i=60v/3.14dn＝5.95,取整得减速比为1：6。 伺服电机功率计算：
电机的启动和停止所需的力矩必须大摩擦力和惯性力的合力。因移动部分的重量为约1.5T，所以加速度不能取太大，暂定为1.5M/S^2。 合力 F＝f+F惯 ＝uN+ma
=0.05*1.5*10^4+1.5*1.5*10^3 =3*10^3N 对减速机输出轴之矩： T＝F*d/2
=3*10^3*4*10^-2/2 =120N 电机功率：
P＝nT/(9550*6)=4.1KW 取P＝5KW
标准件的选型确定后，即可根据其安装尺寸进行其余的结构件设计。之后再进行一些相关的校核工作，比如齿轮齿条的校核等。
机器人的主体结构设计好后，接着就要设计后面的上料仓，外围的防护栏等。
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三、搬运机器人的未来发展趋势
目前国际机器人界都在加大科研力度，进行机器人共性技术的研究，并朝着智能化和多样化方向发展。主要研究内容集中在以下10个方面：
1．工业机器人操作机结构的优化设计技术：探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载/自重比，同时机构向着模块化、可重构方向发展。
2．机器人控制技术：重点研究开放式，模块化控制系统，人机界面更加友好，语言、图形编程界面正在研制之中。机器人控制器的标准化和网络化，以及基于PC机网络式控制器已成为研究热点。编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外，离线编程的实用化将成为研究重点。
3．多传感系统：为进一步提高机器人的智能和适应性，多种传感器的使用是其问题解决的关键。其研究热点在于有效可行的多传感器融合算法，特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的多传感器融合算法。另一问题就是传感系统的实用化。
4．机器人的结构灵巧，控制系统愈来愈小，二者正朝着一体化方向发展。 5．机器人遥控及监控技术，机器人半自主和自主技术，多机器人和操作者之间的协调控制，通过网络建立大范围内的机器人遥控系统，在有时延的情况下，建立预先显示进行遥控等。
6．虚拟机器人技术：基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感技术，实现机器人的虚拟遥操作和人机交互。
7．多智能体（multi-agent）调控制技术：这是目前机器人研究的一个崭新领域。主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理，感知与学习方法，建模和规划、群体行为控制等方面进行研究。
8．微型和微小机器人技术（micro/miniature robotics）:这是机器人研究的一个新的领域和重点发展方向。过去的研究在该领域几乎是空白，因此该领域研究的进展将会引起机器人技术的一场革命，并且对社会进步和人类活动的各个方面产生不可估量的影响，微小型机器人技术的研究主要集中在系统结构、运动方式、控制方法、传感技术、通信技术以及行走技术等方面。
9．软机器人技术（soft robotics）:主要用于医疗、护理、休闲和娱乐场合。传统机器人设计未考虑与人紧密共处，因此其结构材料多为金属或硬性材料，软机器人技术要求其结构、控制方式和所用传感系统在机器人意外地与环境或人碰撞时是安全的，
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机器人对人是友好的。
四、结论
本文在广泛查阅资料，了解工业机器人特性的基础上，对机器人运用的工作原理进行了的研究。
本文探究了国内外机器人发展的现状，通过学习机器人的工作原理，熟悉了搬运机器人的运动机理。在此基础上，熟悉了机床上下料机器人，搬运机器人的基本系统结构，了解了机器人机械方面的设计（包括传动部分、执行部分、驱动部分）工作。文章从搬运机器人的实用方面入手，，设计了一套机器人给机床自动上下料生产线。最后并着眼于现实，展望未来，对未来搬运机器人的发展趋势作出探究，并作个人的研究推测。
由于时间与能力有限，本文所设计的还有待于进一步的改进。
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参考文献
[1] [2] [3] [4] [5] [6]
朱世强，王宣银.机器人技术及其应用[M].浙江：浙江大学出版社，2004. 孙树栋.工业机器人技术基础[M]. 西安：西北工业大学出版社，2006. 隗金文，王慧.液压传动[M].沈阳：东北大学出版社，2001.
谢存禧，张铁.机器人技术及其应用[M].北京：机械工业出版社，2008. 吴振彪.工业机器人[M]. 武汉：华中科技大学出版社，2004. 范印越.机器人技术[M]. 北京：电子工业出版社，1988.
[7] 丛明，徐晓飞.玻璃基搬运机器人的设计[J].自动化学报，2008，17（4）：1001-2265.
[8] 张建民.机电一体化系统设计[M]. 北京：高等教育出版社，2007.
[9] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].第八版.北京：高等教育出版社，2006.
[10] 韩建海.工业机器人.华中科技大学出版社，2009.
[11] 廖常初.FX系列PLC编成及应用[M].北京：机械工业出版社，2005.
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