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1、编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目： 机械手模型设计及制作 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称：副教授 ） （职称： ） 2013年5月25日I无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书全套图纸，加153893706本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 机械手模型设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械93 学 号： 0923130 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院
2、信 机系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目 机械手模型设计及制作 2、专题 机械手模型设计 二、课题来源及选题依据 题目来源于教学产品制作。在工业上，机器人是用作运输或操作从前属于人工作业的一种设备，越来越多的日常事务也可以在机器人的协助下完成。教学用机械手模型，虽然不像工业机器人那么复杂，但仍包含很重要的技术成分，例如它能实现空间坐标系三根轴向上的运动。这一特征使通过多种方法控制其运动成为可能，机器人还有“夹钳”这一非常典型的机构。 设计技术参数： 1抓重：10千克 2自由度数：4个自由度 3座标型式：圆柱型座标 4最大工作半径：1000mm 5
3、手臂最大中心高：1380mm 6手臂运动参数：伸缩行程400mm；伸缩速度50mm/s；升降行程200mm；升降速度50mm/s；回转范围00-2400；回转速度900/s7手腕运动参数：回转范围 00-1800；回转速度1800/s 8定位精度：0. 5mm 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：收集相关设备资料，进行一种四自由度机械手模型的设计制作；它包括总体结构、机械传动系统和伺服控制系统。该模型具有结构简单、控制灵活、调整方便、性能稳定等特点； 完成机械手模型设计，绘制产品装配图，建议用A0标准图幅； 完成非标准零件设计图纸。建议用A3标准图幅； 设计说明书一份； 翻译8000以上外文
4、印刷字符或译出4000汉字以上的有关技术资料或专业文献。 四、接受任务学生： 机械93 班 姓名 五、开始及完成日期：自2012年11月12日 至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名 签名 签名教研室主任学科组组长研究所所长签名 系主任 签名2012年11月12日摘要科学发展观为我国工程技术的发展开辟了广阔道路，而机械手作为一种高科技自动化生产设备，已经广泛应用于国民经济的各个领域，这就对我们的教育培训部门提出了新的要求。因此，为了适应社会发展的形势，在现有技术基础上设计一台教学型机械手有着深远的科教意义。本课题设计的教学型搬运机械手，主要包括机械手的总体方案设计、
5、机械手的机械结构设计以及驱动、控制系统设计等，实现了机械手手部的四自由度运动：手臂的升降、伸缩和手腕、手臂的回转。设计中分析了教学型机械手的功能要求和现实意义，通过气压缸来实现手臂的升降和伸缩，采用回转气压缸来实现手腕和手臂的回转。设计的机械手结构简单、便于操作，在单片机的控制下完成预期的动作，能给学生以直观的印象，达到教学演示的目的。关键词: 机械手；气动装置；四自由度；控制系统37AbstractScientific concept of development of engineering technology has opened up a broad road, while the
6、robot as a high-tech automated production equipment, has been widely used in various fields of national economy, which the education and training sector of our proposed new requirements. Therefore, in order to adapt to the situation of social development, based on existing technology to design a tea
7、ching type robot science has far-reaching significance.The subject of design for teaching handling robots, mainly consists of robots overall design, robot mechanical structure design, as well as drive, control system design, implementation of the manipulator hands of four degrees of freedom: the arm
8、 movements, stretching and wrist, arm, rotary. The design of the teaching function of mechanical hand requirements and practical significance, achieved by pneumatic cylinders push the arm movements and stretching,rotary pneumatic cylinders used to achieve arm and wrist rotation.Manipulator design si
9、mple, easy to operate, under the control of the MCU to complete the desired action, giving the students a visual impression, to achieve the purpose of teaching demonstration.Keywords: Manipulator； Pneumatic device； Four Degrees of Freedom； The control system 目 录1 绪论11.1 机械手概述11.2 机械手的组成和分类11.2.1 机械手
10、的组成11.2.2 机械手的分类41.3 国内外发展状况51.4课题研究的主要内容61.5教学用机械手的功能要求及现实意义61.5.1 教学用机械手的功能要求61.5.2 教学用机械手的现实意义62 机械手的设计方案72.1 机械手的座标型式与自由度72.1.1 机械手的坐标型式72.1.2 机械手的自由度82.2 机械手的手部结构方案设计82.3 机械手的主要参数102.4 机械手的技术参数列表113 机械手机械系统设计123.1 手部结构设计123.1.1 设计时考虑的几个问题123.1.2手爪夹持装置的机构选型123.1.3 手部夹紧气缸的设计133.2手腕结构设计173.2.1 手腕的
11、自由度183.2.2 手腕的驱动力矩的计算183.3手臂结构设计223.3.1手臂伸缩与手腕回转部分223.3.2手臂升降和回转部分243.3.3手臂升降气缸的设计243.3.4手臂回转缸体的设计274 机械手气压系统的设计294.1气压传动系统工作原理图294.2气动元件介绍295 机械手控制系统设计335.1 控制系统的结构分类335.2 控制方式335.3机械手的控制346 结论与展望36致谢37参考文献38机械手模型设计及制作1 绪论1.1 机械手概述机器人由操作机(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
12、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。机械手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械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率
