【正文】 ..................... 16 腕部的結(jié)構以及選擇 ......................................... 17 ..................................... 18 腕部結(jié)構和驅(qū)動機構的選擇 ........................... 18 腕部的設計計算 ............................................. 19 腕部的驅(qū)動力矩計算 ......................................... 20 腕部驅(qū)動力的計算 ........................................... 20 4 腕部轉(zhuǎn)軸的選擇 ............................................. 21 本章小結(jié) ................................................... 22 小臂部分的設計及有關計算 .......................................... 23 小臂部分設計的基本要求 ...................................... 23 手臂的典型機構以及結(jié)構的選擇 ................................. 23 手臂的典型運動機構 ................................. 23 手臂運動機構的選擇 ................................. 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 小臂部分步進電機的選取 ............................. 28 小臂部分齒輪的選取 ................................. 29 小臂部分的三維軟件總圖 ............................. 31 大臂部分的設計及有關計算 ......................................... 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 大臂部分步進電機的選取 ..................................... 35 大臂部分齒輪的選取 ......................................... 36 底座的三維設計及工程圖 ..................................... 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 .............................................................. 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裝置稱為機械手。隨著工業(yè)自動化發(fā)展的需要，機械手在工業(yè)應用中越來越重要 ?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過程的自動化已基本得到解決。對其分別進行齒輪傳動的設計和轉(zhuǎn)軸的設計，在此過程中我們確定了運動所需的力和扭矩。 工業(yè)機械手是近代自動控制領域中出現(xiàn)的一項新技術，并已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，這種新技術發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學科 —— 機械手工程。 尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，應用的更為廣泛。 1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。該機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，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。 毫米。 1976 年個大學和國家研究部門用在機械手的研究費用 42%。預計到 1990 年將有 55 萬機器人在工作。 隨著工業(yè)機器手（機械人）研究制造和應用的擴大，國際性學術交流活動十分活躍，歐美各國和其他國家學術交流活動開展很多。目前在我國機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生產(chǎn)工序；機械手加工行業(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，國內(nèi)一些機床廠已在這類產(chǎn)品出廠是就附上機械手，或為用戶安裝機械手提供條件。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 手臂部件是機械手的重要握持部件。 驅(qū)動機構 驅(qū)動機構是工業(yè)機械手的重要組成部分。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化 :由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機 。 (7)機器人化機械開始興起。其中最為突出的是水下機器人，6000m 水下無纜機器人的成果居世界領先水平，還開發(fā)出直接遙控機器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機種 :在機器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎技術的開發(fā)應用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎。 介紹了三維軟件 Pro/Engineer 的基本知識。手腕通常有 23 個自由度。因此，機械手的驅(qū)動方案選擇機械式驅(qū)動。 Pro/E 的基于特征方式，能夠?qū)⒃O計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設計。 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，本設計選擇電磁吸盤式手部設計，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：克服啟動慣性所用。 18 腕部結(jié)構和驅(qū)動機構的選擇 本設計要求手腕回轉(zhuǎn) 0180 ，綜合以上的分析考慮到各種因素，腕部結(jié)構選擇具有一個自由度的仰俯運動的腕部結(jié)構，采用齒輪傳動。 手腕的齒輪設計： 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 ） =, 標準中心距 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。 、錯誤 !未找到引用源。 24 小臂部分的設計及有關計 算 手臂部件是機械手的主要握持部件。 小臂部分設計的基本要求 臂部應承載能力大、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 個途徑： （ 1）減少手臂運動件的重量，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，應該綜合考慮這些問題，只有這樣，才能設計出完美的、性能 良好的機械手。 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 錯誤 !未找到引用源。臂部的尺寸通過查閱機械手手冊，以及強度的校核，選取 板長為 74mm,寬為 30mm，高為 65mm.。根據(jù)機械手的要求，設計的齒輪參數(shù)如下： (1) 傳動比為 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。查機械設計手冊軸的常用材料及其主要力學性能知強度極限，再由機械設計手冊軸材料的許用彎曲應力表知 許用彎曲應力。 ， 這里我們?nèi)?錯誤 !未找到引用源。米 錯誤 !未找到引用源。 ） 功率（ 錯誤 !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) 本章通過對機械手手臂的整體設計，通過大臂的步進電機帶動齒輪 1 傳遞力矩給齒輪 2，通過兩個直齒輪 的標準嚙合，實現(xiàn)一定傳動比，使得小臂部分可以實現(xiàn)上下的仰俯運動和一個擺動。 3. 采用齒輪傳動，齒輪傳動驅(qū)動力大，臂力可達 1000N以上，且可用步進電機機構，實現(xiàn)連續(xù)控制，使機械手用途更廣，定位精度一般非常高。他以踏實的工作作風、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 得的財富。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 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）圖表應繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔 1）設計（論文） 2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂 49 3）其它 [1] 劉明保 ,呂春紅等 .機械手的組成機構及技術指標的確定 .河南高等專科學校學 報 ,2020 [2] 李軍 .PROE實例教程 .北京：北京理工大學出版社 .2020 [3] 李超 .氣動通用上下料機械手的研究與開發(fā) .陜西科技大學 .2020 [4] 張建民 .工業(yè)機械人 .北京理工大學出版社 .2020 [5] 李允文 .工業(yè)機械手設計手冊 .機械工業(yè)出版社 .1998 [6] 李明 .單臂回轉(zhuǎn)機械手設計 .制造技術與機床 .2020 [7] 張軍 ,封志輝 .多工步 搬運機械手的設計 .機械設計 .2020 [8] 濮良貴 ,紀名剛 .機械設計 .第七版 .北京：高等教育出版社 .2020