纸箱码垛机器人的手座部分设计
码垛机器人的手座部分是机器人的最后一个驱动关节，也称之为T轴。前三个关节驱动腕部至空间某一位置之后，剩下的就是末端执行器的位姿了。那么如何让末端执行器相对于物品和托盘有一个最佳的工作方位，就取决于机器人腕部电机的旋转的控制和设计了。如图3-3所示，码垛机器人腕部结构的三维模型的剖面图。
手座部分的结构是电机和减速机分别与支撑板固定连接，支撑板安装在手座上面。减速机选用的是谐波减速机，电机轴穿过支撑板与减速机的输入端通过键连接，轴端使用螺栓紧固，防止脱落。末端法兰连接在减速机输出端，随着电机输出，减速之后驱动法兰转动。
如图3-4所示，是纸箱码垛机器人本体设计的腰部转座与底座部分，腰部转座的结构相当于一个U形支架，左右两侧分别安装大臂和小臂的驱动装置，如图3-4(a),下侧安装驱动腰部旋转的驱动装置，小臂衔接在其中，大臂设计成双环形结构，一端固定在左侧(从后向前视图)的减速机上，另一侧通过轴承配合连接在小臂预留的轴肩上，保持支架的稳定。腰部详细零件结构如图3-5所示。
底座结构为一个内部空心的圆台型，底座上安装减速机，如图3-4(d)，通过将电机倒置在腰部转座和底座连接的法兰上，逆向提供动力，使得结构更加紧凑。其中的电机安装方式与减速机明显不同，腰部转座上的两个电机是通过轴键连接的对心传动方式，而底座的电机和减速机的传动方式是后置偏心齿轮传动，采用的减速机是中通型的，这样的设计能够使得驱动系统可以放置在主构架上，减少了系统的惯量，同时整个机器人的线缆通过底座的中空管道，更加紧凑，不会因为机器人的转动而缠绕或者磨损。
码垛机器人整体结构的三维模型
通过各个部分的分析和设计，综合第二章的空间计算，基于大臂1200mm，前臂1300mm的设计长度，综合设计整个机器人的模型。图3-6是本课题中设计的整个码垛机器人本体结构三维模型。结构设计过程中还具体涉及零件配合公差选择、轴承选型计算、弹簧计算、配重计算、密封件选型等等诸多问题，均为机械设计过程中常见问题，本文就不做过多赘述。在码垛机器人设计过程中，首先以实现功能为前提，基本尺寸要保证;其次以结构设计合理为基础，使得设计出来的三维模型结构在加工过程能加工出来，不会出现无法加工或无法开模现象;再以满足工作要求为目标，使设计加工过后的码垛机器人产品能够真正运行起来;接下来以工程应用为任务，生产加工的码垛机器人在调试后能实现工厂需求;最终以优化定型为结束，实现此款码垛机器人的功能完善和量产。
