平面关节型机械手设计-机械设计.doc

摘要 3一、概论 41、机械手的工作原理及设计思想 42、机械手应用及应用中容易出现的误区 53、机械手的发展及发展前景 6二、机械手的总体设计 7三、手指设计 91、设计时应注意的问题 102、零件的计算 103、手指夹紧力的计算 11四、移动关节的设计计算 121、驱动方式的比较 122、汽缸的设计 13五、小臂的设计 141、结构的设计 142、轴的设计计算 153、轴承摩擦力矩的计算 154、驱动的选择 16六、大臂的设计 161、结构的设计 172、轴的设计计算 173、轴承摩擦力矩的计算 184、伺服系统的选择 18七、机身的设计 171、设计时应注意的问题  172、设计的效果说明 18结论 20致谢 21参考文献 22平面关节型机械手设计  [摘要] 平面关节型机械手采用两个回转关节和一个移动关节;两个回转关节控制前后左右运动,而移动关节则实现上下运动,其工作空间如工作空间图,它的纵截面为矩形的回转体,纵截面高为移动关节的行程长,两回转关节转角的大小决定回转体截面的大小、形状。 关键词: 机械手 轴承 汽缸 [Abstract] pliance Assembly Robot Arm have two slew joints and one move joints , two slew joints control the moving of the front and back left and right . the move joints control the moving of up and down . the work room as work room drawing . the vertical section is a rectangle slew . the high of the vertical section is move joints’ journey ,the move angle of the two slew joints decide the big and small and figure of the vertical section . Key words: manipulator axletree cylinder   一、 机械手概论工业机械手是一种模仿人手部分动作,按照预先设定的程序,轨迹或其他要求,实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置。它在二十世纪五十年代就已用于生产,是在自动上下料机构的基础上发展起来的一种机械装置,开始主要用来实现自动上下料和搬运工件,完成单机自动化和生产线自动化,随着应用范围的不段扩大,现在用来夹持工具和完成一定的作业。实践证明它可以代替人手的繁重劳动,减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率。 平面关节型机器人又称SCARA型装配机器人,pliance Assembly Robot Arm的缩写,意思是具有选择柔顺性的装配机器人手臂。在水平方向有柔顺性,在垂直方向有较大的刚性。它结构简单,动作灵活,多用于装配作业中,特别适合小规格零件的插接装配,如在电子工业零件的插接、装配中应用广泛。 1、机械手工作原理及设设计思想本文设计的平面关节型机械手,其主要包括三个旋转关节(分别控制机械大臂和小臂旋转以及手抓张合)和一个移动关节(控制手腕伸缩),各关节均采用直流电机作为驱动装置,在机械大臂和小臂的旋转关节上还装配有增量式光电编码器,提供半闭环控制所需的反馈信号。直流电机的运动控制采用自行开发的基于LM629和PIC16F877构成的多关节控制卡,并编制了能满足运动控制要求的软件,实现对机械手的速度、位置以及关节联动控制。 对机械手驱动装置的一般要求如下: (1)、.动装置的重量尽可能要轻,单位重量的输出功率 (即功率/重量比)要高,效率也要高; (2)、反应速度要快,即要求力/重量比和力矩/惯量比要大;(3)、动作平滑,不产生冲击; (4)、控制尽可能灵活,位移偏差和速度偏差要小;(5)、安全可靠;(6)、操作和维护方便; (7)、对环境无污染,噪声要小; (8)、经济上合理,尤其是要尽量减少面积。 组成:机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。(1)执行机构(手部) 手部安装在手臂的前端。手臂的内孔装有传动轴,可把动作传给手腕, 以传动、伸屈手腕、开闭手指。机械 手 手 部的构造系模仿人的手指,分为无关节、固定关节和自由关节三种,手指的数量又可分为二指、三指、四指等, 其中以一指用得最多。可根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头,以适应操作的需要。所谓没有手指的手部,一般指真空吸盘或磁吸盘。(2)执行机构(手臂) 手臂有无关节手臂和有关节手臂之分。目前采用的手臂几乎都是无关节手臂。多关节臂还处在研究阶段。手