平面關(guān)節(jié)型機(jī)械手設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-16 21:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 擴(kuò)大機(jī)械手的使用范圍，必須降低機(jī)械手的成本。 (2) 、品種多樣化：為了適應(yīng)不同工作需要，應(yīng)使機(jī)械手的品種多樣化，用機(jī)械手代替更多的人的手工勞動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，特別是那此工作比較單一、重復(fù)性很大而工作條件又較差和勞動(dòng)量較大的1_種(如熱加工)，更應(yīng)該注意設(shè)計(jì)和使用各種類型的機(jī)械手。 (3) 、零件部件系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化：為了加速擴(kuò)大機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)盡量縮短其設(shè)計(jì)和制造的周期。這樣，就要求機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)地增加一些其它零件部件)進(jìn)行組合，組成所需要的機(jī)械手。當(dāng)然，這樣的機(jī)械手還應(yīng)保證組合方便，一旦工作變更時(shí)，就能迅速而順利地重新組合。 (4) 、產(chǎn)品性能應(yīng)準(zhǔn)確可靠：機(jī)械手的重要技術(shù)指標(biāo)之一，就是其性能穩(wěn)定可靠為此，要求設(shè)計(jì)合理、元件穩(wěn)定、制造精確。（2） 機(jī)械手的發(fā)展前景 (1)、研制有更多自由度的機(jī)械手。 (2)、研制帶有行走機(jī)構(gòu)的機(jī)械手。這種機(jī)械手可以從一個(gè)工作地點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)工作地點(diǎn)。 (3)、研制能自動(dòng)編程和自動(dòng)改變程序的機(jī)械手。研制具有一定“感觸”和“智力”的智能機(jī)器人。這種機(jī)器人，具有各種傳感裝置，并配有計(jì)算機(jī)。這樣的智能機(jī)器人，可以山人用特殊的語(yǔ)臺(tái)(計(jì)算機(jī)語(yǔ)言甚至廠}語(yǔ))對(duì)其下達(dá)命令、布置任務(wù)。受令后的智能機(jī)器人，即可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的各種條件或信息，獨(dú)立地“分析”和“判斷”并自編或自變程序地進(jìn)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(wú)人化”系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié)之一。 機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)本機(jī)械手共有6 個(gè)關(guān)節(jié)動(dòng)作和1 個(gè)抓手動(dòng)作(見(jiàn)圖1) ,使用6 臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別控制6 個(gè)關(guān)節(jié)的動(dòng)作。機(jī)械手整機(jī)可分為機(jī)身、大臂、小臂(含手腕) 、手部4 個(gè)部分(見(jiàn)圖1) 。機(jī)身與大臂、大臂與小臂、小臂與手腕有3 個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),以保證達(dá)到工作空間的任意位置,手腕中又有3個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié):腕轉(zhuǎn)、腕曲、腕擺,以實(shí)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(dòng)軸，可把動(dòng)作傳給手腕，以傳動(dòng)、伸屈手腕、開閉手指。手臂的作用是引導(dǎo)手指準(zhǔn)確地抓住工件，并運(yùn)送到所需要的位置上。為了使機(jī)械手能夠正確地工作，手臂的三個(gè)自由度都需要精確地定位。總體設(shè)計(jì)的任務(wù)：包括進(jìn)行機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，確定主要工作參數(shù)，選擇驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后繪出方案草圖。見(jiàn)表11表11機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械手類型平面關(guān)節(jié)型抓取重量自由度3個(gè)（2個(gè)回轉(zhuǎn)，1個(gè)移動(dòng)）大臂長(zhǎng)700mm，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)角240，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 單片機(jī)控制小臂長(zhǎng)600mm，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)角240，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 單片機(jī)控制移動(dòng)關(guān)節(jié)氣缸驅(qū)動(dòng) 行程開關(guān)控制手指氣缸驅(qū)動(dòng) 行程開關(guān)控制結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下圖所示：三、手指設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)械手的手部是用來(lái)抓持工件或工具的部件。手部抓持工件的迅速、準(zhǔn)確和牢靠程度都將直接影響到工業(yè)機(jī)械手的工作性能，它是工業(yè)機(jī)械手的關(guān)鍵部件之一設(shè)計(jì)時(shí)要注意的問(wèn)題：(1)手指應(yīng)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(yīng)考慮工件在傳送過(guò)程中的動(dòng)載荷。(2)手指應(yīng)有一定的開閉范圍。其大小不僅與工件的尺寸有關(guān)，而且應(yīng)注意手部接近工件的運(yùn)動(dòng)路線及其方位的影響。(3)應(yīng)能保證工件在手指內(nèi)準(zhǔn)確定位。(4)結(jié)構(gòu)盡量緊湊重量輕，以利于腕部和臂部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(5)根據(jù)應(yīng)用條件考慮通用性。 零件的計(jì)算R為外圓半徑，r為內(nèi)圓半徑 =282600（） ，其中g(shù)取10 取G=23（N） 手指夾緊力的計(jì)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(hào)鋼，手指為鋼材，查《機(jī)械零件手冊(cè)》 表25 f= 所以， 取N=40（N） 驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 為斜面傾角，=15度，為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率，這里為平摩擦傳動(dòng)， 查《機(jī)械零件手冊(cè)》 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(zhǎng)度，g取10 （3）汽缸的設(shè)計(jì) 因?yàn)闅鈮汗ぷ鲏毫^低，對(duì)氣動(dòng)組件的材質(zhì)和精度要求較液壓底，無(wú)污染，動(dòng)作迅速反映快，維護(hù)簡(jiǎn)單，使用安全。而且此處作用力不大，所以選氣壓傳動(dòng)。 汽缸內(nèi)型選擇，由于行程短，選單作用活塞汽缸，借彈簧復(fù)位。 汽缸的計(jì)算 氣壓缸內(nèi)徑D的計(jì)算 按《液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)》公式 131 D為汽缸的內(nèi)徑（m），P為工作壓力（Pa），為負(fù)載率，負(fù)載率與汽缸工作壓力有關(guān)，取P
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