【正文】 連接，產(chǎn)生前進(jìn)后退動(dòng)作，因?yàn)槭锹菁y連接而不是簡(jiǎn)單的過盈配合，因此運(yùn)動(dòng)時(shí)精度更準(zhǔn)確。再次感謝所有支持和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)們。 機(jī)械手的手腕三維成型 由圖 31 二維圖紙中的設(shè)計(jì)尺寸在 Inventor 中進(jìn)行三維建模，通過拉伸倒角，內(nèi)控螺紋處理形成三維模型，其立體圖如圖 41 所示： 圖 41 手腕三維立體圖 機(jī)械手手臂三維成型 由圖 32 二維圖紙中手臂的設(shè)計(jì)尺寸在 Inventor 中進(jìn)行三維建模，通過拉伸、銳邊倒圓角、做加強(qiáng)筋形成三維模型，其立體圖如圖 42 所示 : 圖 42 機(jī)械手手臂三維立體圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 機(jī)械手的機(jī)身三維成型 由圖 33 二維圖紙中機(jī)身的設(shè)計(jì)尺寸在 Inventor 中進(jìn)行三維建模，做成成三維模型，其立體 圖如圖 43 所示 : 圖 43 機(jī)械手機(jī)身三維立體圖 機(jī)械手的連桿三維成型 由圖 34 二維圖紙中連桿的設(shè)計(jì)尺寸在 Inventor 中進(jìn)行放樣掃略，通過拉伸形成三維模型，其立體圖如圖 44 所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 圖 44 機(jī)械手連桿三維立體圖 機(jī)械手的連接塊三維成型 由圖 35 二維圖紙中的設(shè)計(jì)尺寸在 Inventor 中創(chuàng)建草圖、拉伸草圖、形成螺紋、形成三維模型，其立體圖如圖 45 所示： 圖 45 連接塊三維立體圖 機(jī)械手的轉(zhuǎn)臺(tái)三維成型 由圖 36 二維圖紙中的設(shè)計(jì)尺寸在 Inventor 中創(chuàng)建草圖、拉伸草圖、 形成三維模型，其立體圖如圖 46 所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 圖 46 轉(zhuǎn)臺(tái)三維立體圖 機(jī)械手的整體三維成型 運(yùn)用 Inventor 的裝配模塊，對(duì)所有的三維成型機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配。而為了防止螺紋臂柱出現(xiàn)變形、斷裂，本設(shè)計(jì)中與連接塊 2 連接部分添加一個(gè)外套。 （一）要求轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)角度為 100176。 （三）結(jié)構(gòu)布置要合理。 （四）結(jié)構(gòu)緊湊，強(qiáng)度大，選擇剛性材料。 的設(shè)計(jì)： 而對(duì)末端操作器而言，因?yàn)樽ト∥矬w為 450g 需保證下斷手指的抓取力的最少承受應(yīng)力為 F=，但是因?yàn)槊看巫ト∥矬w都有其特殊性，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證每根手指的最少承受應(yīng)力為 F=，而由圖 11 可知，夾取時(shí)物體對(duì)手指的反作用力為 ，此時(shí)選取材料剪應(yīng)力為 ?? 。 U 軸（手臂前進(jìn)） 400mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 續(xù)表 11 B 軸（機(jī)身俯仰） 135176。其中，內(nèi)部狀態(tài)傳感器用于檢測(cè)各關(guān)節(jié)的位置、速度等變量，外部傳感器則用于檢測(cè)機(jī)械手與周圍環(huán)境之間的狀態(tài)變量如距離、接近程度和接觸情況。 控制系統(tǒng) 感知系統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 手臂：起著連接與承受外力的作用，一般可以進(jìn)行三個(gè)動(dòng)作：旋 轉(zhuǎn)，伸縮，升降。早期一般采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，后來發(fā)展成直流伺服 電動(dòng)機(jī)，而現(xiàn)在交流伺服電動(dòng)機(jī)也開始廣泛應(yīng)用。 通用機(jī)械手：它是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動(dòng)作靈活多樣的機(jī)械手。工業(yè)機(jī)械手技術(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。 機(jī)械手臂的全部工作載荷，以保證足夠的剛度、強(qiáng)度。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 設(shè)計(jì)（論文）題目： 自動(dòng)控制機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 專業(yè) 機(jī)電一體化 班級(jí) 機(jī)電 122 姓名 胡世賀 一、課題名稱： 自動(dòng)控制機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 二、主要技術(shù)指標(biāo)： (1）機(jī)械手的抓取物體 450g 夾取距離 30mm （ 2）手臂行程 400mm （ 3）轉(zhuǎn)臺(tái)角度 100176。 二、 課題研究的主要內(nèi)容： 根據(jù)課 題要求，需要完成以下幾項(xiàng)內(nèi)容： 。它對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要 的作用。專用機(jī)械手具有動(dòng)作少、工作對(duì)象單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠和造價(jià)低等特點(diǎn)，適用于大批量的自 動(dòng)化生產(chǎn)的自動(dòng)換刀機(jī)械手，如自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)線的上、下料機(jī)械手。 電力傳動(dòng)機(jī)械手：電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)械手中應(yīng)用的最普遍的，一般可分為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)三種。 手腕：是連接手部與手臂的機(jī)構(gòu)，可以通過手腕調(diào)整手部方位，更方便抓取物品。 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(jī)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)。本文的三自由度機(jī)械手技術(shù)參數(shù)如表 11 所示： 表 11 機(jī)械手的參數(shù)表 機(jī)械手基本參數(shù) 機(jī)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(tái)回轉(zhuǎn)） 100176。 （四）結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小，強(qiáng)度大，選擇輕質(zhì)材料。 （三）保證行走時(shí)能客服自身的摩擦力矩。 （二）運(yùn)動(dòng)要靈活，用于實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)的軸不宜過長(zhǎng)，避免長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載之后發(fā)生變形影響穩(wěn)定性。 機(jī)械手轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)要求及尺寸計(jì)算 轉(zhuǎn)臺(tái)在機(jī)械手有一個(gè)回轉(zhuǎn)的自由度，但是因?yàn)橐握麄€(gè)機(jī)身以上的零件總質(zhì)量，因?yàn)槠湟诤艽蟮闹亓繅毫ο峦瓿烧麄€(gè)回轉(zhuǎn)動(dòng)作，而且其受力較為復(fù)雜，一般通過電機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)，但是過程中容易產(chǎn)生摩擦，因此要對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)與機(jī)身相連 的接觸面進(jìn)行拋光處理。手腕圖紙如圖 31 所示： 圖 31 機(jī)械手手腕圖紙 機(jī)械手臂零件圖 手臂的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須根據(jù)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)形式、抓取動(dòng)作自由度、運(yùn)動(dòng)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(xì)描述，而手臂在運(yùn)動(dòng)過程中相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁，如果材料剛度較差會(huì)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(jì)中采用螺紋孔與連接桿項(xiàng)鏈，這樣可以有效的 避免精度誤差，采用 7075 鎂鋁這類高強(qiáng)度、剛度的材料也可以減少手臂運(yùn)動(dòng)過程中的受力變形。其裝配圖紙如圖 38： 38 機(jī)械手裝配圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 第四章 機(jī)械手的三維成型 通過前兩章的尺寸計(jì)算及二維繪圖，本章中將利用三維軟件 Inventor 對(duì)機(jī)械手進(jìn)行三維成型設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23