平面關節(jié)型機械手設計畢業(yè)設計論文(編輯修改稿)
2025-07-16 21:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 擴大機械手的使用范圍，必須降低機械手的成本。 (2) 、品種多樣化：為了適應不同工作需要，應使機械手的品種多樣化，用機械手代替更多的人的手工勞動，進而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化，特別是那此工作比較單一、重復性很大而工作條件又較差和勞動量較大的1_種(如熱加工)，更應該注意設計和使用各種類型的機械手。 (3) 、零件部件系列化、通用化、標準化：為了加速擴大機械手的應用領域，應盡量縮短其設計和制造的周期。這樣，就要求機械手的某種零件(如手指的指型等)、部件〔如手部、臂部等)系列化、通用化、標準化。然后，即可根據(jù)具體工作的需要，將這些零件、部件(或相應地增加一些其它零件部件)進行組合，組成所需要的機械手。當然，這樣的機械手還應保證組合方便，一旦工作變更時，就能迅速而順利地重新組合。 (4) 、產(chǎn)品性能應準確可靠：機械手的重要技術指標之一，就是其性能穩(wěn)定可靠為此，要求設計合理、元件穩(wěn)定、制造精確。（2） 機械手的發(fā)展前景 (1)、研制有更多自由度的機械手。 (2)、研制帶有行走機構的機械手。這種機械手可以從一個工作地點移動到另一個工作地點。 (3)、研制能自動編程和自動改變程序的機械手。研制具有一定“感觸”和“智力”的智能機器人。這種機器人，具有各種傳感裝置，并配有計算機。這樣的智能機器人，可以山人用特殊的語臺(計算機語言甚至廠}語)對其下達命令、布置任務。受令后的智能機器人，即可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的各種條件或信息，獨立地“分析”和“判斷”并自編或自變程序地進行工作。能夠自找(選擇)物件的方位，自調(diào)握力的大小，自找傳送路線以避開障礙物。因此，它將成為“無人化”系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié)之一。 機械手的總體設計本機械手共有6 個關節(jié)動作和1 個抓手動作(見圖1) ,使用6 臺步進電機分別控制6 個關節(jié)的動作。機械手整機可分為機身、大臂、小臂(含手腕) 、手部4 個部分(見圖1) 。機身與大臂、大臂與小臂、小臂與手腕有3 個旋轉(zhuǎn)關節(jié),以保證達到工作空間的任意位置,手腕中又有3個旋轉(zhuǎn)關節(jié):腕轉(zhuǎn)、腕曲、腕擺,以實現(xiàn)末端操作器的任意空間姿態(tài)。手部安裝在手臂的前端。手臂的內(nèi)孔裝有傳動軸，可把動作傳給手腕，以傳動、伸屈手腕、開閉手指。手臂的作用是引導手指準確地抓住工件，并運送到所需要的位置上。為了使機械手能夠正確地工作，手臂的三個自由度都需要精確地定位?？傮w設計的任務：包括進行機械手的運動設計，確定主要工作參數(shù)，選擇驅(qū)動系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，整體結(jié)構設計，最后繪出方案草圖。見表11表11機械手結(jié)構設計機械手類型平面關節(jié)型抓取重量自由度3個（2個回轉(zhuǎn)，1個移動）大臂長700mm，回轉(zhuǎn)運動，回轉(zhuǎn)角240，步進電機驅(qū)動 單片機控制小臂長600mm，回轉(zhuǎn)運動，回轉(zhuǎn)角240，步進電機驅(qū)動 單片機控制移動關節(jié)氣缸驅(qū)動 行程開關控制手指氣缸驅(qū)動 行程開關控制結(jié)構特點如下圖所示：三、手指設計工業(yè)機械手的手部是用來抓持工件或工具的部件。手部抓持工件的迅速、準確和牢靠程度都將直接影響到工業(yè)機械手的工作性能，它是工業(yè)機械手的關鍵部件之一設計時要注意的問題：(1)手指應有足夠的夾緊力，為使手指牢靠的夾緊工件，除考慮夾持工件的重力外，還應考慮工件在傳送過程中的動載荷。(2)手指應有一定的開閉范圍。其大小不僅與工件的尺寸有關，而且應注意手部接近工件的運動路線及其方位的影響。(3)應能保證工件在手指內(nèi)準確定位。(4)結(jié)構盡量緊湊重量輕，以利于腕部和臂部的結(jié)構設計。(5)根據(jù)應用條件考慮通用性。 零件的計算R為外圓半徑，r為內(nèi)圓半徑 =282600（） ，其中g取10 取G=23（N） 手指夾緊力的計算 （1）根據(jù)公式： 為手指與工件的靜摩擦系數(shù)，工件材料為40號鋼，手指為鋼材，查《機械零件手冊》 表25 f= 所以， 取N=40（N） 驅(qū)動力的計算 為斜面傾角，=15度，為傳動機構的效率，這里為平摩擦傳動， 查《機械零件手冊》 表22 ， 所以， 取P=55（N） （2）活塞手抓重量的估算r為桿的半徑，h為長度，g取10 （3）汽缸的設計 因為氣壓工作壓力較低，對氣動組件的材質(zhì)和精度要求較液壓底，無污染，動作迅速反映快，維護簡單，使用安全。而且此處作用力不大，所以選氣壓傳動。 汽缸內(nèi)型選擇，由于行程短，選單作用活塞汽缸，借彈簧復位。 汽缸的計算 氣壓缸內(nèi)徑D的計算 按《液壓傳動與氣壓傳動》公式 131 D為汽缸的內(nèi)徑（m），P為工作壓力（Pa），為負載率，負載率與汽缸工作壓力有關，取P
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