自動(dòng)控制機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-28 03:36本頁(yè)面
【正文】 23。我相信在以后的學(xué)習(xí)和工作過(guò)程中，一定可以好好的解決問(wèn)題，提高自己的能力，較快地適應(yīng)工作和社會(huì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。老師對(duì)本設(shè)計(jì)的構(gòu)思、框架和理論運(yùn)用給予了許多深入的指導(dǎo)，使得設(shè)計(jì)得以順利完成，感謝老師的指導(dǎo)。由機(jī)械手的裝配圖38所示位置進(jìn)行裝配，機(jī)械手的三維立體圖如圖46所示：圖47機(jī)械手的三維立體圖第五章 結(jié)束語(yǔ)本設(shè)計(jì)中首先介紹了機(jī)械手的分類(lèi)組成，描述了機(jī)械手對(duì)現(xiàn)在基礎(chǔ)工業(yè)的影響，然后根據(jù)設(shè)定要求，對(duì)部件受力分析完成了對(duì)機(jī)械手的尺寸計(jì)算，進(jìn)而選擇合理的部件尺寸，然后根據(jù)尺寸繪制二維圖紙，并根據(jù)二維圖紙內(nèi)容，利用三維軟件對(duì)機(jī)械手各零件進(jìn)行三維建模，然后裝配形成機(jī)械手實(shí)體模型，設(shè)計(jì)中主要解決了通用機(jī)械手在抓取物體時(shí)的精度問(wèn)題，并通過(guò)將連接塊與螺紋桿分開(kāi)的方式，保證精度的同時(shí)，也保證了手臂的回轉(zhuǎn)動(dòng)作，但是本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)機(jī)身時(shí)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)連接桿連動(dòng)，雖然可以做俯仰動(dòng)作但是機(jī)械手機(jī)身升降問(wèn)題有缺陷，經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)可以在機(jī)身內(nèi)部中心暗轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸，來(lái)解決機(jī)身升降問(wèn)題。其裝配圖紙如圖38：38機(jī)械手裝配圖 第四章 機(jī)械手的三維成型通過(guò)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)。零件1手指與手腕用螺紋連接，這樣當(dāng)搬運(yùn)不同質(zhì)量的物件，或者手指有損壞時(shí)，可以直接換下來(lái)，而不用將整個(gè)手部換下來(lái)，可以節(jié)約大量成本。連接塊2零件圖如圖35所示：圖35連接塊2圖紙?jiān)诒驹O(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)臺(tái)支撐機(jī)身，并完成回轉(zhuǎn)動(dòng)作，而其中空部分存放電器元件與導(dǎo)線，機(jī)械手中有回轉(zhuǎn)動(dòng)作的僅有手腕、手臂其轉(zhuǎn)臺(tái)，轉(zhuǎn)臺(tái)又因?yàn)槌休d著大部分的電器元件及大部分機(jī)構(gòu)的質(zhì)量，因此一定要保證轉(zhuǎn)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中的精度，并在下表面與底座的連接的部分采用刨光。機(jī)械手手臂圖紙如圖32所示：圖32機(jī)械手手臂圖紙本設(shè)計(jì)中機(jī)械手機(jī)身主要作用是起到支撐其他部件，當(dāng)驅(qū)動(dòng)連接桿帶動(dòng)連接塊2運(yùn)動(dòng)，從而使機(jī)械手產(chǎn)生俯仰，其受力計(jì)算同樣在上一章節(jié)中敘述，本章節(jié)將繪制出對(duì)機(jī)身的具體圖紙。手腕圖紙如圖31所示：圖31機(jī)械手手腕圖紙手臂的設(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(lái)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(guò)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(lèi)高強(qiáng)度、剛度的材料也可以減少手臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力變形。設(shè)定= （運(yùn)動(dòng)總時(shí)間為5s）；則：因?yàn)?，符合要求。（四）結(jié)構(gòu)緊湊，強(qiáng)度大，選擇材料為45鋼。（二）具有一定的強(qiáng)度，即轉(zhuǎn)臺(tái)在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力。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(guò)電機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)，但是過(guò)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。機(jī)身的受力及力的分解分析如圖23；所以此時(shí)機(jī)械手后臂的最大危險(xiǎn)截面為中間AB段，材料的許用切應(yīng)力為；計(jì)算此時(shí)上端至AB段的扭矩：按照強(qiáng)度設(shè)計(jì)軸的直徑d：由公式：將設(shè)定數(shù)值帶入公式得出:。機(jī)身受力位于機(jī)身與手臂相連的頂部，但是因?yàn)闄C(jī)身機(jī)構(gòu)可以看成對(duì)稱(chēng)型，其質(zhì)心位置位于幾何圖形的幾何中心，根據(jù)靜力學(xué)原理可求出手臂的質(zhì)心位置位于圖23的AB段上。（四）結(jié)構(gòu)緊湊，強(qiáng)度大，選擇材料為7075鎂鋁。（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(guò)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。而機(jī)身在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要克服承載物體對(duì)機(jī)身的壓力以及自身的慣性扭矩，因此同機(jī)身一樣要采用高強(qiáng)度硬度的材料。機(jī)身與臂部相連，機(jī)身通過(guò)連接塊連接手臂。設(shè)定機(jī)械手伸縮機(jī)械前臂主體部分截面長(zhǎng)為D=130mm，截面寬d=150mm。（三）保證行走時(shí)能客服自身的摩擦力矩。（一）具有一定的剛度，即抵抗外力作用下永久變形和斷裂的能力。工業(yè)機(jī)械手中的手臂承載腕部、工件的靜動(dòng)載荷，需要承受較大的總質(zhì)量，因此其受力很復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較大的慣性力矩，引起沖擊，容易影響其定位的準(zhǔn)確性。則此時(shí)對(duì)最下端手指進(jìn)行抗扭分析如圖12：F=AB圖12機(jī)械手專(zhuān)用手指受力圖此時(shí)B點(diǎn)彎矩:而手指的抗彎能力為:則手指受力部分中心面的最大正應(yīng)力為：而公式中：M是橫截面上的彎矩；是橫截面上距中心軸為y的各點(diǎn)的正應(yīng)力；y是所求點(diǎn)到中性軸的距離；是橫截面對(duì)中性軸z的慣性矩；它表示截面的抗彎能力。（四）結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小，強(qiáng)度大，選擇輕質(zhì)材料。（二）具有足夠的加持力。末端操作器是機(jī)械手指直接接觸物體的機(jī)構(gòu)
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