基于单片机机械手的毕业设计.docx

基于单片机机械手的毕业设计.docx毕业设计说明书目:单片机控制的机械手者: 张超龙 学号:0203100204别: 机电工程 业:机电遨备维修与管理指导教师:汤光华专业技术职务: 82设计要求 103系统硬件设计 121 单片机核心模块 132 键盘模块 133 计数系统模块 14电磁阀模块 145 显示模块 外围驱动模块 164软件系统设计 211 流程图 212 源程序 225整机电路图 351 原理图 352 PCB图 386元件明细表 397总结与致谢 408 参考文献 ,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。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2〜3个自由度。机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换***等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。以上即为机械手的概述说明和应用范围及其特点的综述!、驱动机构和控制机构三部分组成。执行机构(1)手部即直接与工件接触的部分,一般是冋转型或平动型(多为冋转型,因其结构简单)。手部多为两指(也有多指);根据需要分为外抓式和内抓式两种;也可以用负压式或真空式的空气吸盘(主耍用于吸冷的,光滑表面的零件或薄板零件)和电磁吸盘。传力机构形式教多,常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜械杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母式、弹簧式和重力式。(2) 腕部是连接手部和臂部的部件,并可用来调节被抓物体的方位,以扩大机械手的动作范围,并使机械手变的更灵巧,适应性更强。手腕有独立的自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动。一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求,有些动作较为简单的专用机械手,为了简化结构,可以不设腕部,而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。目前,应用最为广泛的手腕冋转运动机构为冋转液压(气)缸,它的结构紧凑,灵巧但冋转角度小(一般小于2700),并且要求严格密封,否则就难保证稳定的输出扭距。因此在要求较大冋转角的情况下,采用齿条传动或链轮以及轮系结构。(3) 臂部手臂部件是机械手的重要握持部件。它的作用是支撑腕部和手部(包括工作或夹具),并带动他们做空间运动。臂部运动的目的:把手部送到空间运动范围内任意一点。如果改变手部的姿态(方位),则用腕部的自由度加以实现。因此,一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求,即手臂的伸缩、左右旋转、升降(或俯仰)运动。手臂的各种运动通常用驱动机构(如液压缸或者气缸)和各种传动机构来实现,从臂部的受力情况分析,它在工作中既受腕部、手部和工件的静、动载荷,而且自身运动较为多,受力复杂。因此,它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和定位精度直接影响机械手的工作性能。(4) 行走机构有的工业机械手带有行走机构,我国的正处于仿真阶段。驱动机构驱动机构是工业机械手的重要组成部分。根据动力源的不同,工业机械手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。采用液压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便。控制系统分类在机械手的控制上,有点动控制和连续控制两种方式。大多数用插销板进行点位控制,也有采用可编程序控制器控制、微型计算机控制,采用凸轮、磁盘磁带、穿孔卡等记录程序。主要控制的是坐标位置,并注意其加速度特性。,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。硬臂式助力机械手硬臂式助力机械手与气动