气动机械手的设计.docx

气动机械手的设计
目录
摘要 3
第一章前言
机械手概述 4
机械手的组成和分类 4
机械手的组成 4
机械手的分类 6
第二章机械手的设计方案
机械手的坐标型式与自由度 8
机械手的手部结构方案设计 8
机械手的手腕结构方案设计 9
机械手的手臂结构方案设计 9
机械手的驱动方案设计 9
机械手的控制方案设计 9
机械手的主要参数 9
机械手的技术参数列表 9
第三章手部结构设计
夹持式手部结构 11
手指的形状和分类 11
设计时考虑的几个问题 14
手部夹紧气缸的设计 14
第四章手腕结构设计
手腕的自由度 19
手腕的驱动力矩的计算 19
手腕转动时所需的驱动力矩 20
回转气缸的驱动力矩计算 22
第五章 手臂伸缩，升降，回转气缸的设计与校核
手臂伸缩部分尺寸设计与校核 23
. 23
. 24
.1 .3 导向装置 25
.1 .4 平衡装置 25
手臂升降部分尺寸设计与校核 26
尺寸设计 26.
尺寸校核 26
手臂回转部分尺寸设计与校核 27
尺寸设计 27
尺寸校核 27
第六章机械手的PLC控制设计 27
可编程序控制器的选择及工作过程 27
可编程序控制器的选择 27
可编程序控制器的工作过程 27
可编程序控制器的使用步骤 23
第七章结论 24
致谢 29
参考文献 30
专业相关的资料 31
在设计机械手臂座的时候，用两个电机提供动力。左边一电机通过谐波减速 器减速后，通过齿轮来控制手臂的回转，而手臂弯曲动作的动力，由右边一电机 提供。电机2同样也是通过谐波减速器减速后，通过一个长轴，把动力传到底部 的小齿轮上，再由小齿轮与大齿轮的啮合，把动力传到那竖直的锥齿轮上， 又通 过锥齿轮之间的啮合，把动力与运动传递到横轴上，这样，再通过键连接，就能 把动力传到那带轮上。这样，带轮就以一定的速度不停的转，以给臂关节通过同 步齿型带传递动力。
在设计臂关节结构时，我们用两个同步齿形带轮来传递动力， 而带轮又与轴 和机械式离合器的左半边相连，这样，就使轴与左半边相连的离合器转动。 在右 半边为一电磁制动器，制动器的左半边与离合器的右半边相连， 而且通过盘与上 臂相连。这时，当电磁铁通电时，制动器吸合，这时离合器也分开。这样，上臂 就停止在所要求的位置上了。当电磁铁失电时，由于弹簧力的作用，把制动器推 开，同时离合器在弹簧力的作用下自动啮合，手臂恢复原有的运动。
注：机械手臂的运动范围手其结构的限制， 在手臂的运动到达结构位置之前， 必 须使其自动停止。机械手臂的运动机械位置是有关节处牙嵌离合齿上的突起部分 而定。手臂在极限位置自动停止，反向运行的条件完全是靠离合齿上的凸起部分 与滑块的接触实现的。为了使离合齿轮能顺利的脱开和啮合， 对离合齿上的凸起 部分斜面的开角B > arctg ii v o只有满足这个条件，离合齿上凸起部分的斜面 与滑块在滑动时才不会发生自锁。这样手臂才能自动停止和反向动作！
万案一
此方案在臂关节的结构设计上与方案一有所不同。这里设计成中心轴不转 动。改在同步带轮处装两个轴承。这样，带轮可自由转动，而不会影响轴，且把 离合器的左半边加工在带轮上，这样，不仅可以缩小空间，而且可以提高强度。 其余与方案一相同。
关键词：机械手臂；极限位置；啮合；
第一章 前言
.工业机械手概述
工业机器人由操作机（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 ，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 ：可以减轻 劳动强度、保证产品质量、实