3个自由度机械手设计

步进电动机能成为现代数字控制系统重要的执行元件。

是因为步进电动机本身也在不断发展，性能也在不断完善。

其优点如下可直接实现数字控制。

控制性能好无接触式元件，没有电刷和转换器，运行平稳可靠，在步进电动机的负载范围内，步距值不受电源电压的大小，负载大小，波形及周围环境温度变换的影响，抗干扰能力强，能保持运行转速。

误差不长期积累。

反应式步进电动机在相绕组通电的情况下，具有自锁能力，永磁式步进电动机在不通电的情况下也能保持转矩。

机械传动方案的设计计算本设计采用级传动，传动比为本设计计算参照下册机械工业出版社出版中的第十章链传动和带传动中第五节多楔带和同步带传动中的同步带传动章节。

设计数据确定因为设计车速为，考虑到实际车速有的误差，所以实际最高车速应为折算成米秒应为车据实际工作要求取车轮直径为因为车速为所以车速也应等于轮子的切向速度因为车轮切向速度车轮直径车轮转速所以经计算得因为车轮转速也等于驱动轴转速所以转驱转驱因为驱驱动转矩驱驱动轴功率驱动轴转速所以经计算得驱驱因为ī电驱驱驱动轴转速驱电电机轴转速ī传动比所以计算得电ī电驱电记电因为驱动轴转驱为所以据实际工作要求选用型号为相数为相，步距角为电压为相电流为最大转距为空载起动频率为步，空载运行频率为步的反应式步进电动机因为电电电电电机轴转矩电电电机轴转速电电电机功率所以计算得电电电电因为总带联滚总总的传动效率带同步带的传动效率带联联轴器的传动效率联滚滚动轴承的传动效率滚所以总总因为驱实电总驱驱动轴功率驱总总机械传动功率总实电电动机实际功率所以计算得实电驱总实电因为实电电所以符合工作要求同步带结构的设计计算求出设计功率因为。

设计功率名义传递功率也就是电动机功率。

载荷修正系数实用机械设计手册下表载荷修正系数。

取又因为传动装置未及张紧装置和系统为减速运动所以其附加修正系数为零所以选择带的节距因为电小带轮转速查实用机械设计手册下图查得同步带的节距代号为，对应的节距确定带轮直径和带节线长查实用机械设计手册表得型带，小带轮转速小于所以小带轮最少齿数应为取因为ⅰⅰ传动比ⅰ大带轮齿数小带轮齿数所以ⅰⅰ查机电体化机械系统设计表大带轮齿数取标准值小带轮节圆直径因为同步带节距小带轮齿数所以计算得同理可得大带轮节圆直径选择带长初定中心距因为合理的结构和更高的性能，我们不断学习和修改。

自学了许多相关学科的内容，求教了多位专业老师，上网或查阅大量相关资料。

毕业设计过程中，我们在独立完成的同时也进步加强了团队协作精神，并取得了定的成绩。

通过这次毕业设计，我相信在以后的学习和工作过程中，定可以好好的解决问题，提高自己的能力，较快地适应工作和社会激烈的竞争。

设计小结在本设计的开题论证课题研究论文撰写和论文审校整个过程中，我学到许多新知识，但是也发现了不少存在的问题。

在这次的毕业设计中，能否看懂图纸是关键，要了解图纸上所标注的是何含义，有何作用。

在这次编制工艺过程中，也犯了不少原本可以避免的，但在老师的精心指导下，逐渐纠正了这些，也说明了绘图时规范性。

编制工序对我来说，还处于理论方面的知识，在实践中还是有所欠缺的。

当拿到张零件图纸后，却不知该从何下手了。

如何定基准。

加工的工艺路线也前后矛盾。

加工时所用的刀具，测量时所需测量工具等等。

都不清楚，使我感到十分困惑。

但是在学校技工培训和在威浮有限公司实习期间已对各个方面都有了定的认识。

这次毕业设计是我们在学校的最后次课。

它将我们平时所学相互结合起来，为我们将来进入工作做准备。

它让我们了解了更多的新知识。

感谢老师系领导和学校的关心和指导，在设计过程中，结合工作体会和经历，为我完成设计给予了极大的帮助，为我们上了最后次重要的课程。

致谢在本设计的开题论证课题研究论文撰写和论文审校整个过程中，得到了魏昌洲老师的亲切关怀和精心指导，使得本设计得以顺利完成，其中饱含了魏昌洲老师的汗水和心血。

老师敏锐的学术思想严谨踏实的治学态度渊博的学识精益求精的工作作风诲人不倦的育人精神，将永远铭记在学生心中，使学生终生受益。

在此我们向魏昌洲老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。

同时也感谢班主任邵琪珺老师在这三年来对我们的虚心的教导。

感谢学校给我们提供设计场地，和系领导的关心和指导，在设计过程中，结合工作体会和经历，提出了许多建设性的观点，为我完成设计给予了极大的帮助。

感谢机电工程系的领导和老师对我的关心和帮助。

再次感谢所有支持和帮助过我的领导老师同学们。

参考文献杨黎明机械零件设计手册第版国防工业出版社吴宗泽机械设计第版中央广播电视大学出版社卢颂峰机械设计课程设计手册第版中央广播电视大学出版社非标准零件手册第三版国防工业出版社液压与气动传动机械工业出版社机械手及其应用机械工业出版社液压元件样本机械工业出版社杨长能，张兴毅可编程序控制器基础及应用第版重庆大学出版社左建民液压与气压传动第二版北京机械工业出版社孙燕华机械制图北京机械工业出版社顾京数控加工编程及操作北京高等教育出版社陈立德机械设计基础课程设计指导书第二版北京高等教育出版社金大鹰机械制图北京机械工业出版社柴鹏飞机械设计基础北京机械工业出版社大带轮节圆直径小带轮节圆直径所以取因为定角因为所以所以所以节线长查实用机械设计手册下表取整后选用长度代号为齿数的同步带传动中心距的确定因为修正系数同步带节距同步带齿数大带轮齿数小带轮齿数所以计算得因为所以节线长传动中心距选择标准带宽确定小带轮齿数小带轮转速查实用机械设计手册下表用差值法计算得型带的基准额定功率。

确定实际带宽因为。

标准带宽查实用机械设计手册下表。

设计功率啮合齿数系数据实际工作要求所以查实用机械设计手册表取标准为其标准宽度代号为宽度极限偏差为确定带宽系数因为。

所以确定额定功率因为。

啮合齿数系数带宽系数。

基准额定功率。

所以计算得因为所以满足设计要求带的圆周速度的确定因为带的节距小带轮齿数小带轮转速所以计算得工作能力验算因为。

啮合齿数系数带宽系数许用工作拉力查实用机械设计手册表单位长度质量查实用机械设计手册表所以因为所以额定功率大于设计功率故带的传动能力足够。

最小轴径的确定因为修正系数查简用机械设计手册表轴的材料为钢为传递功率为驱动轴转速为所以取结果整理选用型同步带小带轮大带轮传动的中心距带的长度带号为宽度带号为其余查实用机械设计手册表表最小轴径为总结与展望此次我们做的毕业设计是工业机械手结构的设计，通过个多月努力，设计终于顺利完成。

这次设计给了我们个很好的机会，使我们了解了设计工作的基本流程和设计的方法以及理念。

在此次的毕业设计中，我们遇到了许多以前从未遇到过的问题，但过通过指导教师的指导和我们的努力，这些问题都得到了很好的解决。

虽然我们设计的只是个简单机械手行走小车，但需要完成行走，抓取，翻转等功能，对应分别要有行走机构，抓取机构，提升机构，翻转机构等来实现。

通过这些机构的设计，使理论知识与实际相结合，巩固和深化了所学过的专业理论知识。

由于此次设计是次创新设计，为了设计的行走小车具有控制系统可以采用统形式的动力，出力比较大缺点是控制响应速度比较慢。

机械驱动只用于固定的场合。

般用凸轮连杆机构实现规定的动作。

它的优点是动作确实可靠，速度高，成本低缺点是不易调整。

本课题所做的机械手采用电动机带动丝杠螺母机构来实现手臂的上升下降方面。

采用手臂的左转右转手臂的夹紧放松方面。

控制系统机械手控制系统的要素，包括工作顺序到达位置动作时间和加速度等。

控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。

它首先要编制程序加以存储，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。

应用机械手的意义随着科学技术的发展，机械手也越来越多的地被应用。

在机械工业中，铸焊铆冲压热处理机械加工装配检验喷漆电镀等工种都有应用的实理。

其他部门，如轻工业建筑业国防工业等工作中也均有所应用。

在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送工件的装卸刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。

二以改善劳动条件，避免人身事故在高温高压低温低压有灰尘噪声臭味有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。

在些简单重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。

三可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的个侧面，同时由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另个侧面。

因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。

综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。

第二章总体技术方案及系统组成原始数据负载重量重复定位精度自由度的移动，轴的平动，轴的转动大臂的升降大臂的伸缩腰轴各轴最大运动速度轴上下轴回转轴伸缩各轴最大运动范围轴上下轴回转轴伸缩工作要求机械手的工艺流程机械手原位机械手前伸机械手上升机械手抓