摘要本文运用大学所学的知识，提出了自动堆垛式载运机器人的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了自动堆垛式载运机器人总的指导思想，从而得出了该自动堆垛式载运机器人的优点是高效，经济，并且安全系数高，对提高货物搬运以及装配效率，减少人工投入等等起到了很大的作用的结论。
该自动堆垛式载运机器人是对传统的多自由度机器人的工作原理进行理解，本机器人由底盘、回转机构、升降机构、平移机构、手爪和驱动机构组成。
该机器人能实现多个自由度，从而可以从多方位多角度来对货物进行搬运和卸载。
关键词：自动堆垛式载运机器人；计算；自由度；驱动机构；搬运AbstractThis paper is using the university knowledge, automatic stacker carrying robot structure composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check is proposed, constructed the general guiding principle of robot automatic stacker carrying, resulting in the the automatic stacker carrying advantage for the robot is efficient, economic, and high safety factor, to improve cargo handling and assembly efficiency, reduce artificial input and so on plays a great role in the conclusion.The automatic stacking carrying robot is the working principle of traditional multi degree of freedom robot to understand, the robot is composed of a chassis, slewing mechanism, lifting mechanism, a translational mechanism, gripper and a driving mechanism. The robot can achieve multiple degrees of freedom, which can be from various angles to handling and unloading of goods.Keywords: automatic stacker robot；carrying calculate；the degrees of freedom；drive mechanism for handling目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1本课题研究的内容 (1)1.2 机器人概述 (2)1.3 机器人的组成和分类 (3)1.3.1机器人的组成 (3)1.3.2机器人的分类 (4)2 自动堆垛式载运机器人结构的设计 (5)2.1自动堆垛式载运机器人总体方案图 (7)2.2 自动堆垛式载运机器人的工作原理 (9)2.3 机械传动部分的设计计算 (10)2.3.1旋转电机的选型计算 (10)2.3.2夹爪升降气缸的选型计算 (10)2.3.3轴承的选型计算 (11)2.3.4 滚动导轨的设计 (12)3 各主要零件部强度的校核计算 (12)3.1 键的设计及危险截面校核 (13)3.2 轴承的选取及校核 (14)3.3 螺栓的校核 (14)4 机器人的PLC控制系统设计 (15)4.1可编控制器的选择 (16)4.2可编程控制器的使用步骤 (17)结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)1 绪论机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。
机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。
因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。
机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。
概括说来，现代机械工程有五大服务领域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。
不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有：建立和发展机械工程的工程理论基础。
例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。
研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。
机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。
机械制造企业的经营和管理。
机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。
生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产。
销售对象遍及全部产业和个人、家庭。
而且销售量在社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。
因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。
1.1 本课题研究的内容本次设计主要针对自动堆垛式载运机器人进行设计，从自动堆垛式载运机器人的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面：（1）到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集出各类自动堆垛式载运机器人的原理及结构，挑选相关内容记录并学习。
（2）分析自动堆垛式载运机器人的结构与参数（3）确定设计总体方案（4）确定具体设计方案（包括底盘、回转机构、升降机构、平移机构、手爪和驱动机构的设计，电机，轴承等的选型设计等等）（5）自动堆垛式载运机器人的三维图的绘制、CAD装配图、零件图的绘制。
（6）说明书的编制与整理1.2 机器人概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机器人是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机器人被称为“工业机器人”。
生产中应用机器人可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。
因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机器人的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机器人。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机器人”，简称通用机器人。
由于通用机器人能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
1.3 机器人的组成和分类1.3.1机器人的组成机器人主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
各系统相互之间的关系如方框图2-1所示。
(一)执行机构包括手部、主臂、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。
即与物件接触的部件。
由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。
夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。
手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。
回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛。
平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。
手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸。
常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夹式和内撑式;指数有双指式、多指式和双手双指式等。
而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。
传力机构型式较多时常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。
(二)驱动系统驱动系统是驱动工业机器人执行机构运动的动力装置调节装置和辅助装置组成。
常用的驱动系统有液压传动、气压传动、机械传动。
控制系统是支配着工业机器人按规定的要求运动的系统。
目前工业机器人的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。
控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机器人按规定的程序运动，并记忆人们给予机器人的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间)，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机器人的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
(二)控制系统控制系统是支配着工业机器人按规定的要求运动的系统。
目前工业机器人的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。