【正文】 學號 200XXXXXXX 密級________________XXXXXXXXXX本科畢業(yè)論文多自由度機械手的虛擬樣機設(shè)計院（系）名 稱：XXXXXXXXXX專 業(yè) 名 稱 ：機械設(shè)計制造及其自動化學 生 姓 名 ：XXX指 導 教 師 ：XXXX 二○一三年五月鄭 重 聲 明本人呈交的學位論文，是在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標明。本學位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。本人簽名： 日期：摘要機械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機器人，有長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化。機械手涉及計算機科學、機械學、電子學、自動控制、人工智能等多個方面的學科，它代表了機電一體化的最高成就。它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務性設(shè)備，也是先進制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備?，F(xiàn)今，機械手已經(jīng)運用到各個領(lǐng)域，特別是在裝配作業(yè)方面。本文將設(shè)計一臺六自由度的機械手，主要對機械手進行結(jié)構(gòu)，重點設(shè)計機械手夾持部位和大臂的傳動。本次設(shè)計的機械手主要是用于教學。關(guān)鍵詞：機械手，結(jié)構(gòu)設(shè)計，傳動，教學AbstractManipulator is the first industrial robots, as well as the first modern robot, there is long time continuous operation, high accuracy and ability to resist bad environment, it can be hard work instead of people to achieve the mechanization and automation of production.Manipulator involving puter science, mechanics, electronics, automatic control, artificial intelligence, and other aspects of the discipline, it represents the highest achievement of electromechanical integration. It is one of the important production industry and the industry and service facilities, is an indispensable automation equipment of the advanced manufacturing technology. Today, the manipulator has been applied to various fields, especially in the case of assembly operations.This paper will design the main structure of the six degrees freedom manipulator, the key design of manipulator clamping part and the big arm drive. The design of the manipulator is mainly used in the teaching.Keywords: mechanical, structural design, transmission, teaching目 錄Abstract 3目 錄 4第1章 緒論 51．1機械手概述 5 5 8 10 10第2章 機械手的總體整體設(shè)計方案 13 13 13 13 13 機械手機械傳動原理 14 15 15 最終設(shè)計效果圖 16 機械手各關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)圖 17第3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 23 23 25 I軸齒輪傳動強度設(shè)計 25 II軸齒輪傳動強度設(shè)計 32 III軸齒輪傳動強度設(shè)計 37結(jié)論 46參考文獻 47致 謝 48附錄 49第1章 緒論1．1機械手概述機械手由操作機(機械本體)、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機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。機械手技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術(shù)，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領(lǐng)域。機器人應用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。機械手是模仿人手的部分動作，按給定程序?qū)崿F(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。工業(yè)生產(chǎn)中應用的機械手被稱為“工業(yè)機械手”。機械手并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務性設(shè)各，也是先進制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備.在生產(chǎn)中應用機械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率:可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn)。尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。因此，在機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用.機械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強，僅為某臺機床的上下料裝置，是附屬于該機床的專用機械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，機械手能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作。適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。 機械手的組成機械手主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)以及位置檢測裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖12所示。圖12機械手的組成方框圖1. 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機械手的指令信息(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動工業(yè)機械手執(zhí)行機構(gòu)運動的動力裝置，通常由動力源、控制調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。常用的驅(qū)動系統(tǒng)有液壓傳動、氣壓傳動、電力傳動和機