【正文】 ..................... 16 腕部的結(jié)構(gòu)以及選擇 ......................................... 17 ..................................... 18 腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 ........................... 18 腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................. 19 腕部的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算 ......................................... 20 腕部驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 ........................................... 20 4 腕部轉(zhuǎn)軸的選擇 ............................................. 21 本章小結(jié) ................................................... 22 小臂部分的設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算 .......................................... 23 小臂部分設(shè)計(jì)的基本要求 ...................................... 23 手臂的典型機(jī)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇 ................................. 23 手臂的典型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) ................................. 23 手臂運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 ................................. 23 ......................................... 24 小臂支板的確定 ..................................... 26 小臂部分轉(zhuǎn)軸的選取 ................................. 27 小臂部分軸承和卡簧的三維圖及工程圖的選取 ............ 28 小臂部分步進(jìn)電機(jī)的選取 ............................. 28 小臂部分齒輪的選取 ................................. 29 小臂部分的三維軟件總圖 ............................. 31 大臂部分的設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算 ......................................... 32 大臂支板的確定 ............................................ 32 大臂部分轉(zhuǎn)軸的選取 ......................................... 34 大臂部分軸承和卡簧的三維圖及工程圖的選取 .................... 34 大臂部分步進(jìn)電機(jī)的選取 ..................................... 35 大臂部分齒輪的選取 ......................................... 36 底座的三維設(shè)計(jì)及工程圖 ..................................... 36 大臂固定部分螺釘?shù)倪x取 ..................................... 38 大臂部分的三維軟件總圖 ..................................... 39 本章小結(jié) .................................................. 40 總結(jié) .................................................................. 41 致謝 .................................................................. 42 參考文獻(xiàn) .............................................................. 43 5 第一章 緒論 課題研究的背景 用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為機(jī)械手。隨著工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的需要，機(jī)械手在工業(yè)應(yīng)用中越來越重要 ?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過程的自動(dòng)化已基本得到解決。對(duì)其分別進(jìn)行齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)，在此過程中我們確定了運(yùn)動(dòng)所需的力和扭矩。 工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學(xué)科 —— 機(jī)械手工程。 尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛。 1958 年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。 毫米。 1976 年個(gè)大學(xué)和國(guó)家研究部門用在機(jī)械手的研究費(fèi)用 42%。預(yù)計(jì)到 1990 年將有 55 萬機(jī)器人在工作。 隨著工業(yè)機(jī)器手（機(jī)械人）研究制造和應(yīng)用的擴(kuò)大，國(guó)際性學(xué)術(shù)交流活動(dòng)十分活躍，歐美各國(guó)和其他國(guó)家學(xué)術(shù)交流活動(dòng)開展很多。目前在我國(guó)機(jī)械手常用于完成的工作有：注塑工業(yè)中從模具 中快速抓取制品并將制品傳誦到下一個(gè)生產(chǎn)工序；機(jī)械手加工行業(yè)中用于取料、送料；澆鑄行業(yè)中用于提取高溫熔液等等。由于這方面的使用已有成功的經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)一些機(jī)床廠已在這類產(chǎn)品出廠是就附上機(jī)械手，或?yàn)橛脩舭惭b機(jī)械手提供條件。手部多為兩指（也有多指）；根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種；也可以 用負(fù)壓式或真空式的空氣吸盤（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和電磁吸盤。 （ 3）臂部 手臂部件是機(jī)械手的重要握持部件。 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化 :由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī) 。 (7)機(jī)器人化機(jī)械開始興起。其中最為突出的是水下機(jī)器人，6000m 水下無纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、管道機(jī)器人等機(jī)種 :在機(jī)器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。 介紹了三維軟件 Pro/Engineer 的基本知識(shí)。手腕通常有 23 個(gè)自由度。因此，機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案選擇機(jī)械式驅(qū)動(dòng)。 Pro/E 的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。 1． 二維和三維圖形： Pro/INTERFACE 提供了將 2D 和 3D 圖形通過 IGES4． 0或 SET 輸入到 Pro/ENGINEER 的繪圖模式里的能力，輸入后，正常制圖功能都是有效的。這樣用戶就可以將所有參數(shù)化特征附加到這“單一特征”上，當(dāng)然該特征也能象其它任何 Pro/ENGINEER 修改。 8． SUPERTA BGeom：輸出符合用于輸入列 SUPERTAB 的 UNIVERSAL 文件格式的幾何體。 8． 可生成摸具的特定功能，包括澆口 (Sprue)、澆道 (Runner)、澆槽 (Gates)、冷凝線 (cooling line)及分離線。 （ 2）吸盤式 有空氣負(fù)壓吸盤和電磁吸盤，用于表面光滑的板材或具有曲線形狀的殼體零件。 通過綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇電磁吸盤式手部設(shè)計(jì)，吸附鐵磁材料的板料或盤形零件。腕部回轉(zhuǎn)，總力矩 M，需要克服以下幾種阻力：克服啟動(dòng)慣性所用。 18 腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 本設(shè)計(jì)要求手腕回轉(zhuǎn) 0180 ，綜合以上的分析考慮到各種因素，腕部結(jié)構(gòu)選擇具有一個(gè)自由度的仰俯運(yùn)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)，采用齒輪傳動(dòng)。 手腕的齒輪設(shè)計(jì)： 分度圓直徑 d=mZ=*40=40mm， 基圓直徑 bd =mzcos? =, 齒頂圓直徑 ad =m（ z+2 *ha ） =42mm, 齒根圓直徑 fd =m（ z2 *ha 2*c ） =, 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a= 21 m（ 1z + 2z )=66mm. 齒輪示意圖如圖 33 所示： 20 圖 33 齒輪示意圖 齒輪三維圖如圖 34 所示： 圖 34 齒輪三維圖 腕部轉(zhuǎn)軸的選擇及計(jì)算 腕部轉(zhuǎn)軸的直徑為 8mm 的圓軸，其上的圓槽為安裝卡簧的位置。 、錯(cuò)誤 !未找到引用源。 24 小臂部分的設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì) 算 手臂部件是機(jī)械手的主要握持部件。 小臂部分設(shè)計(jì)的基本要求 臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕 (1)根據(jù)受力情況，合理選擇截面形狀和輪廓尺寸。減少慣量具體有 3 個(gè)途徑： （ 1）減少手臂運(yùn)動(dòng)件的重量，采用鋁合金或密度稍小的碳鋼材料。 25 總結(jié)：以上要求是相互制約的，應(yīng)該綜合考慮這些問題，只有這樣，才能設(shè)計(jì)出完美的、性能 良好的機(jī)械手。 腕部轉(zhuǎn)軸的直徑為 8mm 的圓軸，其上的圓槽為安裝卡簧的位置。 值，取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。臂部的尺寸通過查閱機(jī)械手手冊(cè)，以及強(qiáng)度的校核，選取 板長(zhǎng)為 74mm,寬為 30mm，高為 65mm.。根據(jù)機(jī)械手的要求，設(shè)計(jì)的齒輪參數(shù)如下： (1) 傳動(dòng)比為 i =:1； (2) 兩齒輪模數(shù)為 m=； (3) 壓力角為β = 20； 31 (4) 中心距選擇α =56mm。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軸的常用材料及其主要力學(xué)性能知強(qiáng)度極限，再由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軸材料的許用彎曲應(yīng)力表知 許用彎曲應(yīng)力。 ， 這里我們?nèi)?錯(cuò)誤 !未找到引用源。米 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ） 功率（ 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 外六角螺釘?shù)娜S軟件圖如 322 所示： 圖 322 螺釘 大臂部分的三維軟件總圖如圖 323 所示： 圖 323 大臂總圖 41 本章小結(jié) 本章通過對(duì)機(jī)械手手臂的整體設(shè)計(jì)，通過大臂的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)齒輪 1 傳遞力矩給齒輪 2，通過兩個(gè)直齒輪 的標(biāo)準(zhǔn)嚙合，實(shí)現(xiàn)一定傳動(dòng)比，使得小臂部分可以實(shí)現(xiàn)上下的仰俯運(yùn)動(dòng)和一個(gè)擺動(dòng)。 3. 采用齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)力大，臂力可達(dá) 1000N以上，且可用步進(jìn)電機(jī)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，使機(jī)械手用途更廣，定位精度一般非常高。他以踏實(shí)的工作作風(fēng)、忘我的工作精神和寬厚的待人品格使我受益匪淺，更是我一生難 得的財(cái)富。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 49 3）其它 [1] 劉明保 ,呂春紅等 .機(jī)械手的組成機(jī)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)的確定 .河南高等專科學(xué)校學(xué) 報(bào) ,2020 [2] 李軍 .PROE實(shí)例教程 .北京：北京理工大學(xué)出版社 .2020 [3] 李超 .氣動(dòng)通用上下料機(jī)械手的研究與開發(fā) .陜西科技大學(xué) .2020 [4] 張建民 .工業(yè)機(jī)械人 .北京理工大學(xué)出版社 .2020 [5] 李允文 .工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)手冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社 .1998 [6] 李明 .單臂回轉(zhuǎn)機(jī)械手設(shè)計(jì) .制造技術(shù)與機(jī)床 .2020 [7] 張軍 ,封志輝 .多工步 搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì) .機(jī)械設(shè)計(jì) .2020 [8] 濮良貴 ,紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì) .第七版 .北京：高等教育出版社 .2020