畢業(yè)設計論文：三自由度機械臂機構設計-全文預覽
【正文】 齒輪齒條式手部 其工件重量 G=5公斤， V形手指的角度 ?1202 ?? ， mmRmmb 24120 ??? ,摩擦系數(shù)為 ?f (1)根據(jù)手部結構的傳動示意圖，其驅動力為 : Rbp 2? N (2)根據(jù)手指夾持工件的方位 ，可得握力計算公式 : )( ?? ?? tgN )(25 )42560(39。 (三 )保證工件準確定位 為使手指和被夾持工件保持準確的相對位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應的手指形狀。 (一 )具有足夠的握力 (即夾緊力 ) 在確定手指的握力時，除考慮工件重量外，還應考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落。當二支點回轉型手指的兩個回轉支點的距離縮小到無窮小時，就變成 了一支點回轉型手指 。 三 . 用途 : 用于自動輸送線的上下料。根據(jù)統(tǒng)計和比較，該 機械臂機構 手臂的伸縮行程定為600mm,最大工作半徑約為 mm1400 。除了運動速度以外，手臂設計的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。最大回轉速度設計為 s/90? 。 二 .基本參數(shù)運動速度是 機械臂機構 主要的基本參數(shù)。 機械臂機構 的驅動方案設計 由于氣壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本 機械 8 臂機構 采用氣壓傳動方式。因此，手腕設計成回轉結構，實現(xiàn)手腕回轉運動的機構為回轉氣缸。相應的 機械臂機構 具有三個自由度，為了彌補 升降運動行程較小的缺點，增加手臂擺動機構，從而增加一個手臂上下擺動的自由度 。盡量選用定型的標準組件，簡化設計制造過程，兼顧通用性和專用性，并能實現(xiàn)柔性轉換和編程控制 .本次設計的 機械臂 機構 是通用氣動上下料 機械臂機構 （如圖 21所示） ，是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動作程序的自動搬運或操作設備，動作強度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場合。該 機械臂機構 采用的是 PLC程序控制 系統(tǒng)， 它支配著 機械臂機構 按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予 機械臂機構 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)行機構發(fā)出指令，必要時可對 機械臂機構 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。它由 動力裝置 、 調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。 立柱 立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉運動和升降 (或俯仰 )運動均與立柱有密切的聯(lián)系 。傳力機構型式較多時常用的有 :滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式 、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等?；剞D型手指結構簡單，制造容易，故應用較廣泛。 手部 即與物件接觸的部件。 3 圖 11機械臂機構 的系統(tǒng)工作原理框圖 機械臂機構 的工作原理： 機械臂機構 主要由執(zhí)行機構、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。為了使通用性更強，手部設計成可更換結構，不僅可以應用于夾持式手指來抓取棒料工件，在工業(yè)需要的時候還可以用氣流負壓式吸盤來吸取板料工件。雖然氣動技術作為機器人中的驅動功能已有部分被工業(yè)界所接受，而且對于不太復雜的 機械臂機構 ，用氣動元件組成的控制系統(tǒng)己被接受，但由于氣動機器人這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進展過去介紹得不夠，因此在工業(yè)自動化領域里，對氣動 機械臂機構 、氣動機器人的實用性和前景存在不少疑慮。 (6)成本低廉。 (4)能源可儲存。外泄漏不會像液壓傳動那樣，造成壓力明顯降 低和嚴重污染。其主要特點是 :介質李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結構簡單，成本低。 隨著工業(yè)自動化程度的提高， 機械臂機構的應用領域越來越廣。 1 三自由度 機械臂機構 設計 第一章 緒 論 工業(yè)機械 臂機構 概述 隨著社會生產(chǎn)不斷進步和人們生活節(jié)奏不斷加快，人們對生產(chǎn)效率也不斷提出新要求。主要作用是完成機械部 件的搬運工作，能放置在各種不同的生產(chǎn)線或物流流水線中，使零件搬運、貨物運輸更快捷、便利。 氣壓傳動 機械臂機構 是以壓縮空氣的壓力來驅動執(zhí)行機構運動的 機械臂機構 。氣壓傳動工作壓力較低，工作介質提取容易，而后排入大氣，處理方便，一般不需設置回收管道和容器 :介質清潔，管道不易堵存在介質變質及補充的問題 . (2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過程中，阻力損失較小 (一般不卜澆塞僅為油路的千分之一 )，空氣便于集中供應和遠距離輸送。氣動系統(tǒng)也能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。在易燃、易爆、多塵埃、強磁、強輻射、振動等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動與控制系統(tǒng)比機械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。 (3)設計出 機械臂機構 的各執(zhí)行機構，包括 :手部、手腕、手臂等部件的設計。 機械 臂機構 的系統(tǒng)工作原理及組成 機械臂機構 的系統(tǒng)工作原理 框圖 如圖 11所示。位置檢測裝置隨時將執(zhí)行機構的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調(diào)整，從而使執(zhí)行機構以一定的精度達到設定位置 . (一 )執(zhí)行機構 包括手部、手腕、手臂和立柱等部件。手指是與物件直接接觸的構件，常用的手指運動形式有回轉型和平移型。 而傳力機構則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務。 機械臂機構 的手臂通常由驅動手臂運動的部件 (如油缸、氣缸、齒輪齒條機構、連桿機構、螺旋機構和凸輪機構等 )與驅動源 (如液壓、氣壓或電機等 )相配合，以實現(xiàn)手臂的各種運動。 (二 )驅動系統(tǒng) 驅動系統(tǒng)是驅動工業(yè) 機械臂機構 執(zhí)行機構運動的 。目前 機械臂機構 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。明確工件的結構形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性、尺寸和質量參數(shù)等，從而進一步確定對 機械臂機構結構及運行控制的要求 。由于本 機械臂機構 在上下料時手臂具有升降、收縮及回轉運動，因此，采用圓柱座標型式。
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