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1、- 1 -上海电机学院毕业设计任务书课 题 单片机控制三自由度圆柱坐标机械手设计 专 业 机械电子工程 年 级 姓 名 学 号 指 导 教 师（签字） 吴婷 学 院 院 长（签字） 2012 年 月 日- 2 -课题来源企业课题课题的目的、意义在工业生产线中，机械手具有很广泛的用途。它是工作抓取和装配系统中的一个重要组成部分。它的基本作用是从指定位置抓取工件运送到另一个指定的位置进行装配。机械手臂代替了人工的繁杂劳动，并且操作精度高，提高了产品质量和生产效率。课题的目的是构思、设计一种结构相对简单，功能完备，具有较好的经济性和性能/价格比的机械手。机器人是典型的机电一体化设备，以该课题为机械电
2、子工程毕业生的毕业设计课题在教学上也是很有意义的。- 3 -要求课题的主要技术要求：三个自由度：上下一个（包括 Y 轴大臂小臂） ，前后一个，支座旋转一个， （注：手爪开合不算作自由度） 。上下自由度的工作范围是 10cm，前后自由度的工作范围是 25cm，手爪开合是 60 度。机械手驱动方式：本课题上下、前后和旋转三个自由度通过步进电机的驱动来实现，由单片机进行控制。机械手工作流程如图所示：归零Y 轴小臂向上Y 轴大臂向上手指加紧Y 轴大臂向下支座逆时针转X 轴小臂收缩Y 轴小臂向下手指松开Y 轴大臂向上料槽小臂伸出Y 轴小臂向下Y 轴大臂向下X 轴小臂伸出物料盘转一个工步支座顺时针转Y 轴
3、小臂向上料槽小臂返回Y 轴大臂向上手指松开X 轴小臂收缩机械手循环动作流程 机械手归零过程机械手（重复）定位精度：1mm机械手最大抓重：2kg工件尺寸：直径约 23cm，圆柱形，材料是铁质。支座旋转角度为：180 度（最大速度：90 度每秒）物料盘（采用步进电机控制）每工步旋转角度：30 度（最大转度：30 度每秒）Y 轴大臂上下移动距离为：20cm（最大速度 10cm/s）Y 轴小臂上下移动距离为：10cm（最大速度 10cm/s）X 轴小臂伸缩距离：10cm （最大速度 10cm/s）手指开合角度为：60 度（最大速度 60 度每秒）料槽小臂（推动工件的推杆）伸缩距离为：15cm（最大速度
4、 10cm/s）课题工作量要求：完成包括总装配图、部件图、主要零件图在内的图纸不少于 2 张 A0,主要零件图总图幅不少于一张 A1，单片机控制电路原理图 1 张 A1；设计计算说明书不少于 1.5 万字；外文技术资料翻译不少于 2 万印刷符号。- 4 -课题主要内容及进度收集、研读工业机械手的国内外技术资料，特别是结构和控制资料，熟悉其结构特点；根据技术要求拟定设计方案，包括整体结构方案和控制方案；设计三自由度机械手的详细结构，画出总装配图并完成相应的设计计算；挑选部分典型零件设计零件工作图；利用单片机控制完成机械手的电路原理图；撰写设计计算说明书。工作进度：2012.12 收集、研究资料，开题，拟订总体设计方案2013.1-2 修改、完善开题报告；完成文献翻译2013.2.13-2013.3.31 系统有关设计计算，绘制总装配图2013.4.1-2013.4.15 绘制主要零件的零件施工图2013.4.16-2013.4.30 控制系统设计，绘制接线原理图2013.5.1-2013.5.5 控制系统部分程序编写2013.5.6-2013.5.20 撰写设计计算说明书2013.5.21-2013.5.25 修改及准备答辩
