自動控制機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(文件)
【正文】 、海底等特殊環(huán)境中工作，完成作業(yè)任務(wù)的機械手。手腕：是連接手部與手臂的機構(gòu)，可以通過手腕調(diào)整手部方位，更方便抓取物品。驅(qū)動系統(tǒng)主要是指驅(qū)動機械系統(tǒng)工作的驅(qū)動裝置。4. 感知系統(tǒng)感知系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器和外部傳感器組成，其作用是獲取機械手內(nèi)部和外部環(huán)境信息，并把這些信息反饋給控制系統(tǒng)。技術(shù)參數(shù)反映了機械手可勝任的任務(wù)、具有的最高操作性能等情況，是選擇、設(shè)計、引用機械手必須考慮的數(shù)據(jù)。本文的三自由度機械手技術(shù)參數(shù)如表11所示：表11機械手的參數(shù)表機械手基本參數(shù)機械結(jié)構(gòu)垂直多關(guān)節(jié)型自由度數(shù)3定位精度本體質(zhì)量20kg安裝方式地面安裝抓取物體最大質(zhì)量2kg最大作業(yè)范圍S軸（轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)）100176。末端操作器是機械手指直接接觸物體的機構(gòu)，本節(jié)將對主要受力的手指進行設(shè)計并計算尺寸。（四）結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小，強度大，選擇輕質(zhì)材料。工業(yè)機械手中的手臂承載腕部、工件的靜動載荷，需要承受較大的總質(zhì)量，因此其受力很復(fù)雜，運動時產(chǎn)生較大的慣性力矩，引起沖擊，容易影響其定位的準(zhǔn)確性。（三）保證行走時能客服自身的摩擦力矩。機身與臂部相連，機身通過連接塊連接手臂。（二）運動要靈活，用于實現(xiàn)升降運動的軸不宜過長，避免長時間負載之后發(fā)生變形影響穩(wěn)定性。機身受力位于機身與手臂相連的頂部，但是因為機身機構(gòu)可以看成對稱型，其質(zhì)心位置位于幾何圖形的幾何中心，根據(jù)靜力學(xué)原理可求出手臂的質(zhì)心位置位于圖23的AB段上。轉(zhuǎn)臺在機械手有一個回轉(zhuǎn)的自由度，但是因為要支撐整個機身以上的零件總質(zhì)量，因為其要在很大的重量壓力下完成整個回轉(zhuǎn)動作，而且其受力較為復(fù)雜，一般通過電機帶動回轉(zhuǎn)，但是過程中容易產(chǎn)生摩擦，因此要對轉(zhuǎn)臺與機身相連的接觸面進行拋光處理。（四）結(jié)構(gòu)緊湊，強度大，選擇材料為45鋼。手腕圖紙如圖31所示：圖31機械手手腕圖紙手臂的設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計必須根據(jù)機械手的運動形式、抓取動作自由度、運動精度等因素來確定，其受力分析在上一章節(jié)中已經(jīng)詳細描述，而手臂在運動過程中相當(dāng)于一個懸臂梁，如果材料剛度較差會引起彎曲變形以及側(cè)向扭轉(zhuǎn)變形，故一般選用接近圓柱的整體形狀增加其抗扭度，精度方面本設(shè)計中采用螺紋孔與連接桿項鏈，這樣可以有效的避免精度誤差，采用7075鎂鋁這類高強度、剛度的材料也可以減少手臂運動過程中的受力變形。連接塊2零件圖如圖35所示：圖35連接塊2圖紙在本設(shè)計中，轉(zhuǎn)臺支撐機身，并完成回轉(zhuǎn)動作，而其中空部分存放電器元件與導(dǎo)線，機械手中有回轉(zhuǎn)動作的僅有手腕、手臂其轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺又因為承載著大部分的電器元件及大部分機構(gòu)的質(zhì)量，因此一定要保證轉(zhuǎn)臺在運動中的精度，并在下表面與底座的連接的部分采用刨光。其裝配圖紙如圖38：38機械手裝配圖 第四章 機械手的三維成型通過前兩章的尺寸計算及二維繪圖，本章中將利用三維軟件Inventor對機械手進行三維成型設(shè)計。老師對本設(shè)計的構(gòu)思、框架和理論運用給予了許多深入的指導(dǎo)，使得設(shè)計得以順利完成，感謝老師的指導(dǎo)。 23。我相信在以后的學(xué)習(xí)和工作過程中，一定可以好好的解決問題，提高自己的能力，較快地適應(yīng)工作和社會激烈的競爭。由機械手的裝配圖38所示位置進行裝配，機械手的三維立體圖如圖46所示：圖47機械手的三維立體圖第五章 結(jié)束語本設(shè)計中首先介紹了機械手的分類組成，描述了機械手對現(xiàn)在基礎(chǔ)工業(yè)的影響，然后根據(jù)設(shè)定要求，對部件受力分析完成了對機械手的尺寸計算，進而選擇合理的部件尺寸，然后根據(jù)尺寸繪制二維圖紙，并根據(jù)二維圖紙內(nèi)容，利用三維軟件對機械手各零件進行三維建模，然后裝配形成機械手實體模型，設(shè)計中主要解決了通用機械手在抓取物體時的精度問題，并通過將連接塊與螺紋桿分開的方式，保證精度的同時，也保證了手臂的回轉(zhuǎn)動作，但是本設(shè)計在設(shè)計機身時，因為通過連接桿連動，雖然可以做俯仰動作但是機械手機身升降問題有缺陷，經(jīng)過查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)可以在機身內(nèi)部中心暗轉(zhuǎn)驅(qū)動軸，來解決機身升降問題。零件1手指與手腕用螺紋連接，這樣當(dāng)搬運不同質(zhì)量的物件，或者手指有損壞時，可以直接換下來，而不用將整個手部換下來，可以節(jié)約大量成本。機械手手臂圖紙如圖32所示：圖32機械手手臂圖紙本設(shè)計中機械手機身主要作用是起到支撐其他部件，當(dāng)驅(qū)動連接桿帶動連接塊2運動，從而使機械手產(chǎn)生俯仰，其受力計算同樣在上一章節(jié)中敘述，本章節(jié)將繪制出對機身的具體圖紙。設(shè)定= （運動總時間為5s）；則：因為6，符合要求。（二）具有一定的強度，即轉(zhuǎn)臺在受力時抵抗彈性變形的能力。機身的受力及力的分解分析如圖23；所以此時機械手后臂的最大危險截面為中間AB段，材料的許用切應(yīng)力為；計算此時上端至AB段的扭矩：按照強度設(shè)計軸的直徑d：由公式：
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