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（答辩稿）多自由度机械手设计（CAD图纸+DOC论文）

多自由度机械手设计摘要驱动。直线油缸的缸底与机身通过铰链相连，而油缸活塞杆的伸出端则与臂部铰接，这样当压力油进入油缸时就驱动活塞杆往复运动，通过活塞杆的运动就使与其相连的手臂形成了俯仰的运动。由于俯仰油缸是采用底部耳环摆动式直线缸，所以在活塞杆往复运动的同时，缸体可在平面内摆动。采用摆动马达来实现手臂的回转。对于悬臂式的机械手，还要考虑零件在手臂上的布置，就是要计算手臂移动零件时的重量对回转升降支承中心的偏重力矩。偏重力矩对手臂运动很不利。偏重力矩过大，会引起手臂的振动，在升降时还会发生种沉头现象，也会影响运动的灵活性，严重时手臂与立柱会卡死。所以在设计手臂时要尽量使手臂重心通过回转中心，或离回转中心要尽量地近，以减少偏重力矩。为减少转动惯量可减少手臂运动件的轮廓尺寸减少回转半径，在安排机械手动作顺序时，先缩后回转或先回转后伸，尽可能在较小的前伸位置进行回转动作在驱动系统中设有缓冲装置。.机身和机座的设计机身，又称为立柱，是支撑手臂的部件，并能辅助实现手臂的升降回转或俯仰运动。它是机器人的基础部分，起支承作用。对固定机器人，直接连接在地面基础上，对移动式机器人，则安装在移动机构上。机器人机座可分为固定式和行走式两种，般工业机器人的机座为固定式。固定式机器人的机身直接连接在地面基础上，也可以固定在机身上。此处要求机械手的工作范围比较小，故设计为固定式机器人，机身与机座用螺柱连接，机座用螺栓固定在地面基础上。机身设计要求刚度和强度大，稳定性好运动灵活，导套不宜过短，避免卡死驱动方式适宜，结构布置合理。机械手各部件的载荷计算.设计要求分析本课题设计的多自由度机械手采用关节型坐标系全液压驱动，具有手臂伸缩俯仰回转抓取和手腕回转五个自由度。执行机构相应由手部抓取机构手腕回转机构手臂伸缩机构手臂俯仰机构手臂回转机构和手抓的抓取机构等组成，每部分均由液压缸驱动与控制。.手指夹紧机构的设计设计中采用四指形结构，指面光滑，避免工件被夹持部位的表面受损。手指的驱动采用弹簧复位单活塞杆单作用液压缸，传动机构采用斜楔杠杆式复合回转传动，并在杠杆上装有张紧弹簧，以保证手指夹紧驱动液压缸的复位。手指厚度根据需要夹持的工件设定，形指合拢后的的尺寸为工件被夹持部位直径的外接正六边形，保证了机械手工作时的可靠性。手指加在工件上的夹紧力，是设计手部结构的主要依据。夹紧力必须克服工件重力所产生的载荷以及工件运动状态变化所产生的载荷惯性力或惯性力矩，以使工件保持可靠的夹紧状态。手指对工件的夹紧力计算.式中安全系数，通常取工作情况系数，主要考虑惯性力的影响。可估算.其中重力加速度运载工件时重力方向的最大上升加速度，可计算.运载工件时重力方向的最大上升速度，.。系统达到最高速度的时间，般取。方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定。。被抓取工件所受重力。计算可得手指夹紧由单作用液压缸驱动实现，则手指夹紧缸的载荷为.手臂伸缩机构载荷的计算手臂伸缩采用双作用液压缸实现，臂部作水平伸缩运动时，首先要克服摩擦阻力，包括油缸与活塞之间的摩擦阻力及导向杆与支承滑套之间的摩擦阻力等，还在克服启动过程中的惯性力。其驱动力可可按下式计算.式中各支承处的的摩擦阻力，其大小可按下式估算.式中运动部件所受的重力外载荷作用于导轨上的正压力，其大小可按下式计算.摩擦系数，取.，详见机械设计手册表.启动过程中的惯性力，其大小可按下式估算.式中重力加速度，取.速度变化量。如果臂部从静止状态加速多自由度机械手设计摘要自由度,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸绪论.选题背景及其意义.国内外研究现状与发展趋势国内的研究现状国外研究现状发展趋势.本设计主要研究的内容机械设计结构部分机械手驱动方式机械手的总体设计.机械手的组成.机械手的设计设计要求总体设计任务总体方案拟定机械手结构件设计.末端操作器的设计.手腕的设计.手臂的设计.机身和机座的设计机械手各部件的载荷计算.设计要求分析.手指夹紧机构的设计.手臂伸缩机构载荷的计算.手臂俯仰机构载荷的计算.机身摆动机构载荷力矩的计算.初选系统工作压力机械手各部件结构尺寸计算及校核.手腕油缸尺寸的设计校核.手臂伸缩机构结构尺寸的设计校核.手臂俯仰机构结构尺寸的设计校核.机身摆动机构的设计校核.强度校核.弯曲稳定性校核液压系统的设计.基本回路的选择.液压元件的选择与校核液压泵的选择液压泵所需电机功率的确定液压阀的选择液压辅助元件的选择原则油箱容量的确定液压原理图结论参考文献致谢毕业论文独创性声绪论.选题背景及其意义随着工业自动化程度的提高，工业现场的很多易燃易爆等高危及重体力劳动场合必将由机器人所代替。这方面可以减轻工人的劳动强度，另方面可以大大提高劳动生产率。通过本课题，让学生在毕业设计过程中综合大学所学基础课程及专业课程，培养学生综合应用所学知识和技能去分析和解决般工程技术问题的能力进步培养学生分析问题创造性地解决实际问题的能力。本课题中多自由度机械手系统主要采用液压驱动。.国内外研究现状与发展趋势国内的研究现状工业机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接喷漆上下料和搬运。工业机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危险有害有毒低温和高温等恶劣环境中工作，代替人完成繁重单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。目前主要应用与制造业中，特别是电器制造汽车制造塑料加工通用机械制造及金属加工等工业。工业机械手与数控加工中心，自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统，实现生产自动化。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，机械手的应用领域日益扩大。我国工业机械手的研究与开发始于世纪年代。年我国第台机械手开发于上海，随之全国各省都开始研制和应用机械手。从第七个五年计划开始，我国政府将工业机器人的发展列入其中，并且为此项目投入大量的资金，研究开发并且制造了系列的工业机器人，有由北京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人，广州机床研究所和北京机床研究所合作设计制造的点焊机器人，大连机床研究所设计制造的氩弧焊机器人，沈阳工业大学设计制造的装卸载机器人等。这些机器人的控制器，都是由中国科学院沈阳自动化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的，同时系列的机器人关键部件也被开发出来，如机器人专用轴承，减震齿轮，直流伺服电机，编码器等。我国的工业机械手发展主要是逐步扩大其应用范围。在应用专业机械手的同时，相应的发展通用机械手，研制出示教式机械手计算机控制机械手和组合式机械手等。所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专业机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的要研制示教式机械手计算机控制机械手和组合机械手等。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。可以将机械手各运动构件，如伸缩摆动升降横移俯仰等机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不用的典型机构，组装成各种用途的机械手，即便于设计制造，又便于跟换工件，扩大了应用范围。目前国内机械手主要用于机床加工锻造。热处理等方面，数量品种性能方面都不能满足工业生产发展的需要。此外还应大力研究伺服型记忆再现型，以及具有触觉