【正文】 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目 ： 氣動機(jī)械手的設(shè)計 系部： 機(jī)電工程系 專業(yè)： 數(shù)控技術(shù) 班級： 姓名： 學(xué)號： 1 目 錄 摘要 .........................................................3 第一章 前言 機(jī)械手概述 ...............................................4 機(jī)械手的組成和分類 .......................................4 機(jī)械手的組成 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 機(jī)械手的分類 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6 第二章 機(jī)械手的設(shè)計方案 機(jī)械手的坐標(biāo)型式與自由度 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 ．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 機(jī)械手的驅(qū)動方案設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 機(jī)械手的控制方案設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 機(jī)械手的主要參數(shù) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 第三章 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計 夾持式手部結(jié)構(gòu) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 11 手指的形狀和分類 ．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 11 設(shè)計時考慮的幾個問題 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 手部夾緊氣缸的設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 第四章 手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計 手腕的自由度 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 手腕的驅(qū)動力矩的計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15 回轉(zhuǎn)氣缸 的驅(qū)動力矩計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15 第五章 手臂伸縮，升降，回轉(zhuǎn)氣缸的設(shè)計與校核 手臂伸縮部分 尺寸設(shè)計與校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 16 尺寸設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 16 尺寸 校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17 5 .1 .3 導(dǎo)向裝置．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17 5 .1 .4 平衡裝置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17 手臂升降部分 尺寸設(shè)計與校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 18 尺寸設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 18． 尺寸 校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 18 手臂 回轉(zhuǎn)部分尺寸設(shè)計 與校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19 尺寸設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19 尺寸 校核．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19 2 摘 要 在設(shè)計機(jī)械手臂座的時候，用兩個電機(jī)提供動力。左邊一電機(jī)通過諧波減速器減速后，通過齒輪來控制手臂的回轉(zhuǎn)，而手臂彎曲動作的動力，由右邊一電機(jī)提供。電機(jī) 2同樣也是通過諧波減速器減速后，通過一個長軸，把動力傳到底部的小齒輪上，再由小齒輪與大齒輪的嚙合，把動力傳到那豎直的錐齒輪上，又通過錐齒輪之間的嚙合，把動力與運(yùn)動傳遞到橫軸上，這樣，再通過鍵連接，就能把動力傳到那帶輪上。這樣，帶輪就以一定的速度不停的轉(zhuǎn)，以給臂關(guān)節(jié)通過同步齒型帶傳遞動力。 在設(shè)計臂關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)時，我們用兩個同步齒形帶輪來傳遞動力，而帶輪又與軸和機(jī)械式離合器的左半邊相連，這樣，就使軸與左半邊相連的離合器轉(zhuǎn)動。在右半邊為一電磁制動器，制動器的左半邊與離合器的右半邊相連，而且通過盤與上臂相連。這時，當(dāng)電磁鐵通電時，制動器吸合，這時離合器也分開。這樣，上臂就停止在所要求的位置上了。當(dāng)電磁鐵失電時，由于彈簧力的作用，把制動器推開，同時離合器在彈簧力的作用下自動嚙合，手臂恢復(fù)原有的運(yùn)動。 注：機(jī)械手臂的運(yùn)動范圍手其結(jié)構(gòu)的限制，在手臂的運(yùn)動到達(dá)結(jié)構(gòu)位置之前，必須使其自動停止。機(jī)械手臂的 運(yùn)動機(jī)械位置是有關(guān)節(jié)處牙嵌離合齒上的突起部分而定。手臂在極限位置自動停止，反向運(yùn)行的條件完全是靠離合齒上的凸起部分與滑塊的接觸實(shí)現(xiàn)的。為了使離合齒輪能順利的脫開和嚙合，對離合齒上的凸起部分斜面的升角 β≥arctgμν 。只有滿足這個條件，離合齒上凸起部分的斜面與滑塊在滑動時才不會發(fā)生自鎖。這樣手臂才能自動停止和反向動作！ 方案二 此方案在臂關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計上與方案一有所不同。這里設(shè)計成中心軸不轉(zhuǎn)動。改在同步帶輪處裝兩個軸承。這樣，帶輪可自由轉(zhuǎn)動，而不會影響軸，且把離合器的左半邊加工在帶輪上，這樣，不 僅可以縮小空間，而且可以提高強(qiáng)度。其余與方案一相同 。 關(guān)鍵詞 ：機(jī)械手臂；極限位置；嚙合； 3 第一章 前言 . 工業(yè)機(jī)械手概述 工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī) (機(jī)械本體 )、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生 學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個