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1、 具有空间运动能力的产品输送机机械手的机械结构设计 设计者：设计者： 学学 号号： 指导老师：指导老师： 1 1 选题的目的及意义选题的目的及意义 1.1.可以提高生产过可以提高生产过程的自动化程度程的自动化程度2 2.可以减少人力，便于可以减少人力，便于有节奏地生产有节奏地生产2 2机械手的组成及各部分联系机械手的组成及各部分联系执行系统执行系统包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构驱动系统驱动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的。它由动力驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的。它由动力装置、调节装置和辅助装置组成。常用
2、的驱动系统有液装置、调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压传动、压传动、 液压传动、机械传动液压传动、机械传动控制系统控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统检测系统检测系统控制机械手执行机构的运动位置，然后进行反馈控制机械手执行机构的运动位置，然后进行反馈4 4设计要求设计要求 我所设计的机械手主要是用于小型零件的搬运，那么它的设计应该遵循： （1） 安全失效 安全失效是指当机器人及其系统在实际应 用时，元器件或某个部件发生不可预见的失效 （2） 电气设备 机器人及其系统中的电气设备的选择应符合其预定的用途，选用的元器件、
3、部件及设备则应符合产品标准。 （3） 电源 电源和接地(保护接地)应符合制造厂的规定。一般，在常规电源条件下，机器人及其系统的电气控制装置应设计成能在满载或无载时正常运行。 （4）电源隔离 电源隔离是在机器人系统和电源之间安装隔离(切断)装置，它应安装在对操作人员无伤害之处。隔离装置应具有断路或开路功能。 那么面对以上提出的需求和要求我开始 了我的设计。5 5机械手的运动概述及原理方案的确定机械手的运动概述及原理方案的确定工业机器人的运动自由度、工作空间、结构类工业机器人的运动自由度、工作空间、结构类型。型。所谓机器人的运动自由度是指确定一个机器人操作位置时所需要的所谓机器人的运动自由度是指确
4、定一个机器人操作位置时所需要的独立运动参数的数目，它是表示机器人动作灵活程度的参数。独立运动参数的数目，它是表示机器人动作灵活程度的参数。机械结构类型机械结构类型圆柱坐标型为本设计所采用方案，圆柱坐标型为本设计所采用方案，这种运动形式是通过一个转动，两这种运动形式是通过一个转动，两个移动，共三个自由度组成的运动个移动，共三个自由度组成的运动系统（代号系统（代号RPPRPP），工作空间图形为），工作空间图形为圆柱形。它与直角坐标型比较，在圆柱形。它与直角坐标型比较，在相同的工作条件下，机体占体积小，相同的工作条件下，机体占体积小，而运动范围大。而运动范围大。6 6机械手原理方案的确定及子系统的设
5、计机械手原理方案的确定及子系统的设计 6机械手原理方案的设计及子系统的设计在工业机器人在工业机器人的诸多功能中，的诸多功能中，抓取和移动是抓取和移动是最主要的功能。最主要的功能。 底座底座转盘机械手手爪的设计机械手手爪的设计(1)(1)机械手手爪应有足够的夹紧力，为机械手手爪应有足够的夹紧力，为使手指牢靠的夹紧工件，除考虑夹持工使手指牢靠的夹紧工件，除考虑夹持工件的重力外，还应考虑工件在传送过程件的重力外，还应考虑工件在传送过程中的动载荷。中的动载荷。(2)(2)机械手手爪应有一定的开闭范围。机械手手爪应有一定的开闭范围。其大小不仅与工件的尺寸有关，而且应其大小不仅与工件的尺寸有关，而且应注意
6、手部接近工件的运动路线及其方位注意手部接近工件的运动路线及其方位的影响。的影响。(3) (3) 应能保证工件在机械手手爪内准应能保证工件在机械手手爪内准确定位。确定位。(4)(4)结构尽量紧凑重量轻，以利于腕部结构尽量紧凑重量轻，以利于腕部和臂部的结构设计。和臂部的结构设计。 手臂机械结构设计手臂机械结构设计 （1)1)手臂的结构和尺寸应满足机器人完成作业任务提出手臂的结构和尺寸应满足机器人完成作业任务提出的工作空间要求的工作空间要求 (2) (2)根据手臂所受载荷和结构的特点，合理选择手臂截面根据手臂所受载荷和结构的特点，合理选择手臂截面形状和高强度轻质材料。形状和高强度轻质材料。 (3)
7、(3)尽量减小手臂重量和相对其关节回转轴的转动惯量和尽量减小手臂重量和相对其关节回转轴的转动惯量和偏重力矩，以减小驱动装置的负荷；减少运动的动载荷与冲偏重力矩，以减小驱动装置的负荷；减少运动的动载荷与冲击，提高手臂运动的响应速度。击，提高手臂运动的响应速度。 (4) (4)要设法减小机械间隙引起的运动误差，提高运动的精要设法减小机械间隙引起的运动误差，提高运动的精确性和运动刚度。采用缓冲和限位装置提高定位精度。确性和运动刚度。采用缓冲和限位装置提高定位精度。 机械手臂致谢 l 在这里我要感谢我的指导老师李老师在这几个月里对我的帮助，才能使我毕业设计的顺利完成。还有我要感谢帮助过我的老师同学，谢谢你们的意见和建议。
