1.1选题的背景和意义

机械臂自上世纪60年代问世以来持续保持着迅猛发展，广泛应用于工业生产中的精度较高的自动化机械，工业机械臂顾名思义，就是应用于工业生产中用来进行搬运、装配、上下料等工作，精度较高并且是自动化控制，生产效率极大大于手工作业。在控制方面的领域中，工业机器人又是一个非常重要的学科，从问世以来急速发展，在社会各行各业中都有其应用的场合，很多人工作业被取代，生产效率极大地提升，根据2016年工业和信息化部对工业机械应用率统计，机械臂占有率达到15％，并且自2010年开始，占有率急速增长，近两年增速更是达到30％，并持续增长。2015年李克强提出《中国制造2025》，并把智能制造列为未来中国发展的一个重要行业，因此可以得知，机械臂的发展符合我国政策的扶持，在未来智能制造中将会有广阔的发展空间。在技术方面，机械臂更是同时涉及多个学科领域，逐渐成为一门含有多种综合的学科技术领域，比如机械学、控制学、计算机学、液压伺服系统等。在机械臂这个大家族中，工业机械臂是机械臂的一个重要分支，也是在机械臂所有类型中应用最为广泛的一个分支，特点就是可以通过计算机编程进行各种预期活动，是近代以来兴起的一项高科技机械生产设备。其重要的特点是同时具有人与机器的优点，尤其是在人的智能适应性方面，机械臂是具有不可比拟的优势，因此工业机械臂在我国这个制造大国中有着巨大的发展空间。

现今，新一轮的制造业即将崛起，无论是德国的工业4.0，还是我国在2015年李克强提出的未来中国发展的一个大政策--《中国制造2025》，都明确的指明了半个世纪甚至一个世纪都将是新一轮的制造业更新换代期，因此工业机械臂在生产中举足轻重的地位愈加凸显。本课题以Kuka公司6自由度小型机械臂结构作为设计参考原型，根据实用并考虑经济性以及可持续环境保护性，进行机械臂二维装配图设计及主要零件图设计，旨在设计出一款面向工业使用的新型化小型机械臂。

1.2机械臂国内研究现状

1.3机械臂国外研究现状

1.4机械臂的发展趋势

2总体方案的设计

设计所采用的是回转型机械手，结构方面的设计是这个课题的主要任务。因此，此章节对机械臂的驱动机构、主要连接部件、采用的坐标形式等进行方案选用和确定。结构方面包括机械臂的驱动机构、各部件的执行方式[13]，因此，这两个方面的设计计算是此课题的主要任务。

2.1设计方案选用

6自由度实用关节型机械臂是本次设计的方向，应用于工业生产中的5kg的物体搬运，通过对技术要求进行分析比较，同时查阅资料，综合选定两个比较合适的方案: