畢業(yè)設(shè)計(jì)--氣壓驅(qū)動(dòng)式四自由度教學(xué)仿真機(jī)械手設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-08 22:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度的定義 根據(jù) 機(jī)械原理 ，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目（亦即為了使機(jī)構(gòu)的位置得以確定，必須給定的獨(dú)立的 廣義坐標(biāo) 的數(shù)目），稱為機(jī)構(gòu) 自由度 （ degree of freedom of mechanism），其數(shù)目常以 F 表示。 本氣壓驅(qū)動(dòng)式教學(xué)仿真機(jī)械手，具有四個(gè)自由度：手臂的伸縮；機(jī)身的回轉(zhuǎn)；機(jī)身的升降；手爪的張合。 機(jī)械手氣缸的分析 圖 4 雙作用氣缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 4 圖 4 雙作用氣缸簡(jiǎn)化圖 本設(shè)計(jì)的機(jī)械手主要是由 3個(gè)大部件和 3個(gè)氣壓缸組成：（ 1)手部，采用一個(gè)氣爪，通過(guò)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)手爪的張合。（ 2）臂部，采用直線缸來(lái)實(shí)現(xiàn)手臂的伸縮。（ 3)機(jī)身，采用一個(gè)直線缸和一個(gè)回轉(zhuǎn)缸來(lái)實(shí)現(xiàn)手臂的升降和回轉(zhuǎn)。 機(jī)械手爪子的選擇 圖 5 機(jī)械手氣爪的示意圖 5 圖 6 機(jī)械手氣爪的渲染效果圖 由于本設(shè)計(jì)所采用標(biāo)準(zhǔn)氣爪，不需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，直接選型即可，選擇標(biāo)準(zhǔn)支點(diǎn)開(kāi)閉型氣爪。 機(jī)械手手臂的具體設(shè)計(jì)方案 常見(jiàn)的機(jī)械手臂有以下幾種； （ 1） 雙導(dǎo)桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)。 （ 2） 手臂的典型運(yùn)動(dòng)形式有：直線運(yùn)動(dòng)，如手臂的伸縮，升降和橫向移動(dòng)；回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如手臂的左右擺動(dòng)，上下擺動(dòng)；復(fù)合運(yùn)動(dòng)，如直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)組合，兩直線運(yùn)動(dòng)的雙層氣缸空心結(jié)構(gòu)。 （ 3） 雙活塞桿氣缸結(jié)構(gòu)。 （ 4） 活塞桿和齒輪齒條結(jié)構(gòu)。 在本氣壓機(jī)械手中，直線和旋轉(zhuǎn)模塊均可采用氣缸驅(qū)動(dòng)，氣動(dòng)機(jī)械手所能執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)示意圖如圖 7所示。 6 升降 伸 縮旋 轉(zhuǎn) 圖 7 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)示意圖 根據(jù)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)功能，可以將機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)分為三大部分：伸縮手臂的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的水平伸縮運(yùn)動(dòng)；升降手臂的設(shè)計(jì)，完成機(jī)械手的豎直升降運(yùn)動(dòng)；回轉(zhuǎn)臂的設(shè)計(jì)，完成機(jī)械手的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 手臂的伸縮設(shè)計(jì) 圖 8 機(jī)械手伸縮示意圖 7 圖 9 機(jī)械手伸縮手臂的渲染圖 伸縮手臂為機(jī)械手執(zhí)行水平伸 縮運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，它是連接機(jī)械手末端執(zhí)行器和豎直升降手臂的部件，它的基本作用是完成末端執(zhí)行器的伸出和縮回運(yùn)動(dòng)。伸縮手臂在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，為防止手臂沿伸縮方向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)、加大承載能力，以及提高運(yùn)動(dòng)精度，必須設(shè)有導(dǎo)向裝置。伸縮手臂導(dǎo)向裝置需根據(jù)伸縮手臂的安裝形式、結(jié)構(gòu)及負(fù)荷等條件來(lái)確定，常用的有單導(dǎo)向桿和雙導(dǎo)向桿。為使設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和簡(jiǎn)單化，在本設(shè)計(jì)中，伸縮手臂采用的是新薄型帶導(dǎo)桿氣缸，該氣缸體積小、輕巧耐橫向負(fù)載能力強(qiáng)，耐扭矩能力強(qiáng)，不回轉(zhuǎn)精度高，導(dǎo)向桿的軸承課選擇滑動(dòng)軸承或球軸承，安裝方便，二面接管位置可供選擇。 手臂的升降設(shè)計(jì)
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