【正文】 ower calculation, the design of the shaft, the gear parameter calculation), then can according to relevant data, select the appropriate machine. Finally, according to the entity and prior knowledge on the structure of the manipulator design analysis. Keywords: servo motor rotate, manipulator grabbing and moving. III 目 錄 摘 要 ............................................................... I ABSTRACT .............................................................. II 1 前言 ................................................................. 1 機(jī)械手國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................ 1 多關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)械手概述 .......................................... 2 機(jī)械手組成與分類 ................................................ 3 機(jī)械手組成 ................................................. 3 機(jī)械手分類 ................................................. 3 2 機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案 ...................................................... 5 設(shè)計(jì)任務(wù)的提出 .................................................. 5 機(jī)械手設(shè)計(jì)方案 .................................................. 5 方案特點(diǎn) ........................................................ 6 電機(jī)的選型 ...................................................... 7 初步估算機(jī)械手的質(zhì)量 ...................................... 7 計(jì)算各個(gè)軸的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩 ..................................... 8 計(jì)算電機(jī)功率 ............................................. 10 錐齒輪設(shè)計(jì) ..................................................... 10 齒輪精度、材料 ........................................... 10 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ................................... 11 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) ....................................... 12 錐齒輪參數(shù)計(jì)算 ........................................... 12 同步帶輪的設(shè)計(jì) ................................................. 13 同步齒形帶傳動(dòng)計(jì)算 ....................................... 13 帶輪幾何尺寸的計(jì)算 ....................................... 15 減速器的設(shè)計(jì) ................................................... 16 減速器減速比的計(jì)算 ....................................... 16 減速器輸出軸徑的計(jì)算 ..................................... 16 4 機(jī)械手各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................... 18 手爪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................................. 18 手爪的設(shè)計(jì)要求 ........................................... 18 手爪的分類 ............................................... 18 手部結(jié)構(gòu)形式的確定 ....................................... 18 手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................................. 18 手腕的設(shè)計(jì)要求 ........................................... 19 手腕結(jié)構(gòu)形式的確定 ....................................... 19 手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................................. 19 手臂的設(shè)計(jì)要求 ........................................... 19 手臂結(jié)構(gòu) ................................................. 20 小臂結(jié)構(gòu)形式的確定 ....................................... 20 小臂后箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................... 20 連接桿件的設(shè)計(jì) ................................................. 21 IV 5 關(guān)鍵軸的校核 ........................................................ 22 腕部輸入軸的結(jié)構(gòu) ............................................... 22 軸的校核 ....................................................... 22 6 結(jié) 論 ............................................................ 25 參考文獻(xiàn) .............................................................. 26 致 謝 .............................................................. 27 1 1 前言 機(jī)械手國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1962 年，美國機(jī)械鑄造公司試制成一臺(tái)數(shù)控試教機(jī)械手。 1962 年美國機(jī)械鑄造公司也試驗(yàn)成功一種多關(guān)節(jié)機(jī)械手，它可實(shí)現(xiàn)靈活搬運(yùn)，該機(jī)械手的中央立柱在原來的基礎(chǔ)上其功能又可以實(shí)現(xiàn)臂的回轉(zhuǎn)、升降、伸縮。如惠普曼公司建立了機(jī)械手試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行各種性能的試驗(yàn)。德國西門子公司采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制，從而使機(jī)械手實(shí)現(xiàn)焊接功能。 1976 年各大學(xué)和國家研究部門用在機(jī)械手的研究費(fèi)用為 42%。智能機(jī)械手約為 17 億日元，為 1978 年的 6 倍。使用機(jī)械手最多的是汽車工業(yè)，其次是電機(jī)、電器。比如說日本的安川機(jī)械手，就是基于實(shí)現(xiàn)不同的工作目的而設(shè)計(jì)的一種多關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)械手，通過改變機(jī)械手的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)諸如搬運(yùn)、噴漆、焊接、檢測、探傷等任務(wù)。為此，國外機(jī)械手的發(fā)展趨勢正是大力研制智能機(jī)械手，如果在碰到一些偏離或誤差時(shí)，能反饋外界條件的變化，從而作相應(yīng)的變更。總之，隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手的流水裝配作業(yè)的能力將進(jìn)一步提高。為進(jìn)一步促進(jìn)國內(nèi)機(jī)械手的發(fā)展。 ?? 簡單說一下多關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用意義。在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，如果更廣泛的應(yīng)用了機(jī)械手，在減少人力的同時(shí)，還可以大大提高效率。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)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。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率 :可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn) 。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，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(jī)械手包括末端執(zhí)行器，臂部、腕部、機(jī)座和行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。手爪安裝于手臂的前端，它的結(jié)構(gòu)與尺寸可根據(jù)不同的作業(yè)要求來設(shè)計(jì)。是連接手臂與末端執(zhí)行器的部件。它包括驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、定位裝置和檢測原件等。 機(jī)械手分類 4 關(guān)于工業(yè)機(jī)械手的分類，可按應(yīng)用用途、驅(qū)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)分類。目前，通用機(jī)械手更多的應(yīng)用在中小批量的自動(dòng)化生產(chǎn)。 (1)液壓傳動(dòng)機(jī)械手 用液壓壓力來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械手。另外，不能在較高或較低的溫度下工作。 (3)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)械手 用直流電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手 因不需要中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，故機(jī)構(gòu)簡單。 (2)連續(xù)位控制 它的運(yùn)動(dòng)軌跡為空間的連續(xù)曲線，空間設(shè)計(jì)點(diǎn)為無限點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確與平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)。 所涉及的多關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)械手用能抓取生