《多自由度铝合金机械手的设计与实现.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多自由度铝合金机械手的设计与实现.doc（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、多自由度铝合金机械手的设计与实现作 者 姓 名 议一 议 专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师姓名 意 义i 专业技术职务 讲 师 各工作组要指定一名人员承担信息报送工作，负责搜集和整理本组及相关成员单位的各类信息，经组长审核把关后及时报综合组，每周至少报送一条工程进展信息，每季度报送工作总结。目 录摘 要 3第一章 前言 41.1工业机械手概述 51.2机械手的组成和分类 51.2.1机械手的组成 51.2.2机械手的分类 61.3国内外发展状况 61.3.1机械手发展历史 61.3.2机械手发展趋势 71.4 本论文研究的内容及意义 8第二章 工业机械手的总体设计 92.1机械手基本形
2、式的选择 92.2机械手的主要部件及运动 92.3驱动机构的选择 92.4机械手主要技术参数指标 11第三章 机械手的机械系统设计 123.1机械手的手部设计基本要求 123.2机械手典型的手部结构 123.3 机械手手抓的设计计算 123.3.1选择机械手手抓的类型及夹紧装置 123.3.2手抓的力学分析 123.3.3手抓夹紧力及驱动力的计算 133.3.4手抓夹持范围计算 143.4销轴的选择与校核 15第四章 机械手驱动装置的选择 164.1机械手夹紧气缸的选择 164.1.1气缸直径的计算 174.1.2气缸型号的确定 174.2机械手上升气缸的选择 174.2.1手部重量的估算 1
3、74.2.2上升气缸型号的选择 184.2.3气缸控制回路原理图 184.3电机的选择 194.3.1电机的类型及作用 194.3.2电机的选择 204.4轴承的选择 214.4.1轴承的类型及特点 214.4.2轴承的选择 214.5轴的设计 22第五章 总结与展望 23参考文献 25致 谢 26摘 要机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运
4、动方式，称为机械手的自由度 。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机 械手设计的关 键参数。自由 度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有23个自由度。本毕业设计中，采用直角坐标和关节坐标相结合的框架式机械结构形式，这种方式能够提高系统的稳定性和操作灵活性。传动装置是将驱动元件的动力传递给机器人机械手相应的执行机构，以实现各种必要的运动，传动方式上采用结构紧凑、传动比大的蜗轮蜗杆传动和将旋转运动转换为直线运动的螺旋传动。机械手驱动系统的设计往往受到作业环境条件的限制，同时也要考虑价格因素的影响以及能够达到的技术水平。由于步进电机能够直接接
5、收数字量，响应速度快而且工作可靠并无累积误差，常用作数字控制系统驱动机构的动力元件，因此，在驱动装置中采用由步进电机构成的开环控制方式，这种方式既能满足控制精度的要求，又能达到经济性、实用化目的，在此基础上，对步进电机的功率计算及选型问题经行了分析。关键词：机械手 自由度 电机 执行机构 ABSTRACTThe manipulator is mainly composed of the hand and the motion. The hand is uses for to grasp holds the work piece (or tool) the part, according to
6、is grasped holds the thing shape, the size, the weight, the material and the work request has many kinds of structural styles, like the clamp, the request hold and the adsorption and so on. The motion, causes the hand to complete each kind of rotation (swinging), the migration or the compound motion
7、 realizes the stipulation movement, changes is grasped holds the thing position and the posture. Motions fluctuation, the expansion, revolving and so on independence movement way, is called manipulators degree-of-freedom. In order to capture in the space the optional position and the position object
8、, must have 6 degrees-of-freedom. The degree-of-freedom is the key parameter which the manipulator designs. The degree-of-freedom are more, manipulators flexibility is bigger, the versatility is broader, its structure is also more complex. Generally the special-purpose manipulator has 23 degrees-of-
9、freedom.In this article, the mechanical configuration combines the character of direction coordinate and the arthrosis coordinate which can improve the stability and operation flexibility of the system. The main function of the transmission mechanism is to transmit power to implement department and
10、complete the necessary movement. In this transmission structure, the screw transmission mechanism transmits the rotary motion into linear motion. Worm gear can give vary transmission ratio. Both of the transmission mechanisms have a characteristic of compact structure. The design of drive system oft
11、en is limited by the environment condition and the factor of cost and technical lever. The step motor can receive digital signal directly and has the ability to response outer environment immediately and has no accumulation error, which often is used in driving system. In this driving system, open-l
12、oop control system is composed of stepping motor, which can satisfy the demand not only for control precision but also for the target of economic and practicality. On this basis，the analysis of stepping motor in power calculating and style selecting is also given. Key words：manipulator; degree-of-freedom; motor; implement department第一章 前言1.1工业机械手概述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。工业机械手是近几十年发展起来的
