回转运动，回转角，步进电机驱动控制手臂升降机构长，升降运动，升降范围，步进电机驱动控制手臂伸缩机构长，伸缩运动，伸缩范围，气缸驱动活塞位置控制气爪旋转机构旋转运动，旋转角，气缸驱动，行程开关控制表机械手参数表机械手的传动设计.滚珠丝杠的选择丝杆所受载荷主要是手臂的重力，设计的手臂质量约为即等效载荷。丝杆选为有效行程自由度,搬运,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸绪论.工业机器人的技术与发展机器人又称机械手，机械人，英文名称，在人类科技发展史上其来有自，早在三国时代，诸葛亮发明的木牛流马即是古代中国人的智能结晶。随着近代的工业革命，机器产业的不断发展成为近代工业的主要支柱。机器人的研究从开始就是拟人化的，所以才有机械手机械臂的开发与制作，也是为了以机械来代替人去做人力所无法完成的劳作或探险。但近十几年来，机器人的开发不仅越来越优化，而且涵盖了许多领域，应用的范畴十分广阔。工业机器人是典型的机电体化高技术产品。在许多生产领域，它对于提高生产自动化水平，提高劳动生产率产品质量和经济效益，改善工人劳动条件的作用日见显著。不少劳动条件恶劣生产要求苛刻的场合，工业机器人代替人力劳动已是必然的趋势。工业机器人是种机体独立，动作自由度较多，程序可灵活变更，能任意定位，自动化程度高的自动操作机械。主要用于加工自动线和柔性制造系统中传递和装卸工件或夹具。工业机器人以刚性高的手臂为主体，与人相比，可以有更快的运动速度，可以搬运更重的东西，而且定位精度相当高，它可以根据外部来的信号，自动进行各种操作。工业机器人的发展，由简单到复杂，由初级到高级逐步完善，它的发展过程可分为三代第代工业机器人就是目前工业中大量使用的示教再现型工业机器人，它主要由手部臂部驱动系统和控制系统组成。它的控制方式比较简单，应用在线编程，即通过示教存贮信息，工作时读出这些信息，向执行机构发出指令，执行机构按指令再现示教的操作。第二代工业机器人是带感觉的机器人。它具有寻力觉触觉视觉等进行反馈的能力。其控制方式较第代工业机器人要复杂得多，这种机器人从年开始进入了实用阶段，不久即将普及应用。第三代工业机器人即智能机器人。这种机器人除了具有触觉视觉等功能外，还能够根据人给出的指令认识自身和周围的环境，识别对象的有无及其状态，再根据这识别自动选择程序进行操作，完成规定的任务。并且能跟踪工作对象的变化，具有适应工作环境的功能。这种机器人还处于研制阶段，尚未大量投入工业应用。世界上工业机器人萌芽于年代的美国，经过多年的发展，已被不断地应用于人类社会很多领域，正如计算机技术样，机器人技术正在日益改变着我们的生产方式。进入年代，世界机器人工业继续稳步增长，每年增长率保持在左右，世界上已拥有机器人数量达到万台左右，年世界机器人市场曾度出现小的低谷，近年除日本外，欧美机器人市场也开始复苏，并日益兴旺。与全球机器人市场样，中国机器人市场也逐渐活跃，年上半年，我国从事机器人及相关技术产品研制生产的单位已达家，研制生产的各类工业机器人约有台，其中已用于生产的约占。目前全国约有机器人用户家，拥有的工业机器人总台数约为台，其中从家外国公司进口的各类机器人占以上，并每年以台的速度增加。从机器人的应用与发展来看，在很多方面工业机器人代替人力劳动已是必然的趋势，工业机器人将来必定有广阔的发展前景。.本设计中的四自由度棒料搬运机械手所实现的功能本设计中的四自由度棒料搬运机械手，主要是针对质量少于的圆形棒料的搬运。本设计中的机械手有四个自由度，由底座的旋转，手臂的升降，手臂的伸缩，手爪的旋转组成。本设计中的机械手是种通用型棒料搬运机械手。通过气爪手指的不同选择可满足小于直径的棒料的搬运。通过示教再现或程序的直接控制可实现在机械手工作范围内把棒料从指定点搬运到另指定点，并把棒料翻转过来。通过对机械手的相应控制还可实现对棒料的排列。.本设计中的四自由度棒料搬运机械手设计的意义机器人工程是近二十多年迅速发展起来的，目前已应用与许多生产领域。由目前的发展状况看，在可预见的将来它将在生产中扮演越来越重要的角色。本机械手就是基于此并为提高劳动生产率产品质量和经济效益，减轻工人劳动强度而设计的。在些劳动条件极其恶劣的条件下，工人难以用手工工作，可用本机械手代替人力劳动。在社会不断发展的今天，机器人在工业现场中的应用也越来越广泛，用机器的力量代替人力，而将人类从繁重的体力劳动中解放出来是历史发展的趋势。机械手的总体设计.设计要求要求本毕业设计要求学生掌握机器人或工业机械手的结构及工作原理，实现机械手的上升下移左移右移抓紧和放松等多个自由度，完成四自由度搬运机器人设计，要求所设计机器人能抓取定质量的工件并到达规定的地点。.机械手的组成图.机械手的组成图本机械手由机械系统执行系统驱动系统控制检测系统组成。机械系统.执行系统执行系统是工业机器人完成抓取工件，实现各种运动所必需的机械部件，它包括气爪手臂升降手臂伸缩底座旋转。.驱动系统为执行系统各部件提供动力，并驱动其动力的装置。本设计选用机械传动气压传动和电机驱动。控制系统通过对驱动系统的控制，使执行系统按照规定的要求进行工作，当发生错误或故障时发出报警信号。.总方案的拟定由设计要求本设计机械手实现的作用自动线上有，两条输送带，之间距离为.，现设计机械手将棒料工件从带送到带并将棒料翻转过来。确定为四自由度的机械手。其中个为旋转，个为平移。在工业机器人的诸多功能中，抓取和移动是最主要的功能。这两项功能实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。本次设计就是在这思维下展开的。根据设计内容和需求确定机械手，利用步进电机驱动和谐波齿轮传动来实现机器人的旋转运动利用另台步进电机驱动滚珠丝杠旋转，从而使与滚珠丝杠螺母副固连在起的手臂实现上下运动考虑到本设计中的机械手工作范围不大，故利用气缸驱动实现手臂的伸缩运动末端夹持器则选用气爪来做夹持器，用小型气缸驱动夹紧。气爪的旋转则由与气爪连接的摆动气缸实现。其外观与工作移动方位如图图.机器人外形图.机器人的工作空间本机械手底座采用圆柱坐标型结构，其工作空间是个具有定角度的绕机械手转动轴的扇形体立体空间。机器人具有较大的相对工作空间和绝对工作空间，所谓相对工作空间是指手腕端部可抵达的最大空间体积与机器人本体外壳体积之比，绝对工作空间是指手腕端部可抵达的最大空间体积，只要工件搬运点都在此范围内即可实现搬运。下图描述了本机械手的工作空间，是顶视图。高度即为手臂可升降的高度。图.工作空间图.机械手驱动系统的设计机械手驱动器机械手驱动系统包括驱动器和传动机构,它们常和执行器联成体,驱动臂，杆和载荷完成指定的运动。常用的驱动器有电机液压和气动等驱动装置，其中采用电机驱动器是最常用的驱动方式，包括直流伺服电机，交流伺服电机及其步进电机等。本设计中底座的旋转与手臂升降都是采用步进电机作为驱动器在第章计算说明步进电机的选择，而手臂的伸缩则选用七缸作为驱动器。气爪的翻转是通过摆动气缸来作为驱动器。机械手传动机构手臂的升降是步进电机通过联轴器直接与丝杆连接。手臂上安装丝杆螺母副，从而驱动手臂的升降。手臂的伸缩是通过气缸杆直接连接装有摆动气缸的摆动气缸安装板，从而实现伸缩运动的。气爪的旋转是摆动气缸通过气爪的连接附件直接相连接。如下图.图.气爪连接示图底座的旋转是通过步进电机联接谐波齿轮直接驱动转动机座转动，从而实现机械手的旋转运动。如下图.支座，电机，轴承，带传动，壳体位置传感器，柔轮，波发生器，刚轮图.机械手底座传动示图本设计中的四自由度棒料搬运机械手的有关技术参数见表。机械手类型四自由度圆柱坐标型抓取重量自由度个个回转个移动底座长，回转运动，回转角，步进电机驱动控制手臂升降机构长，升降运动，升降范围，步进电机驱动控制手臂伸缩机构长，伸缩运动，伸缩范围，气缸驱动活塞位置控制气爪旋转机构旋转运动，旋转角，气缸驱动，行程开关控制表机械手参数表机械手的传动设计.滚珠丝杠的选择丝杆所受载荷主要是手臂的重力，设计的手臂质量约为即等效载荷。丝杆选为有效行程,由前电机选择的计算丝杆转速,设计使用寿命取，工作温度低于，可靠度，精度为级精度。计算工作载荷式中颠覆力矩影响的实验系数，设计取为最大动负载的计算最大动负载的计算公式查机电综合设计指导书式得式中工作寿命，单位为，本设计取为运转状态系数，无冲击取，本设计取.滚珠丝杆工作载荷把以上数据代入得选择滚珠丝杆副的型号.按，查机电综合设计指导书表，选用汉江机床厂型滚珠丝杠，系列代号为。其中螺杆不长，变形量不大无需验算。效率计算螺旋导程角效率的计算公式查机电综合设计指导书式得式中丝杆螺旋导程角有前计算的摩擦角丝杆副摩擦系本设计中的机械手是种通用型棒料搬运机械手。通过气爪手指的不同选择可满足小于直径的棒料的搬运。通过示教再现或程序的直接控制可实现在机械手工作范围内把棒料从指定点搬运到另指定点，并把棒料翻转过来。通过对机械手的相应控制还可实现对棒料的排列。.本设计中的四自由度棒料搬运机械手设计的意义机器人工程是近二十多年迅速发展起来的，目前已应用与许多生产领域。由目前的发展状况看，在可预见的将来它将在生产中扮演越来越重要的角色。本机械手就是基于此并为提高劳动生产率产品质量和经济效益，减轻工人劳动强度而设计的。在些劳动条件极其恶劣的条件下，工人难以用手工工作，可用本机械手代替人力劳动。在社会不断发展的今天，机器人在工业现场中的应用也越来越广泛，用机器的力量代替人力，而将人类从繁重的体力劳动中解放出来是历史发展的趋势。机械手的总体设计.设计要求要求本毕业设计要求学生掌握机器人或工业机械手的结构及工作原理，实现机械手的上升下移左移右移抓紧和放松等多个自由度，完成四自由度搬运机器人设计，要求所设计机器人能抓取定质量的工件并到达规定的地点。.机械手的组成图.机械手的组成图本机械手由机械系统执行系统驱动系统控制检测系统组成。机械系统.执行系统执行系统是工业机器人完成抓取工件，实现各种运动所必需的机械部件，它包括气爪手臂升降手臂伸缩底座旋转。.驱动系统为执行系统各部件提供动力，并驱动其动力的装置。本设自由度,搬运,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸绪论.工业机器人的技术与发展机器人又称机械手，机械人，英文名称，在人类科技发展史上其来有自，早在三国时代，诸葛亮发明的木牛流马即是古代中国人的智能结晶。随着近代的工业革命，机器产业的不断发展成为近代工业的主要支柱。机器人的研究从开始就是拟人化的，所以才有机械手机械臂的开发与制作，也是为了以机械来代替人去做人力所无法完成的劳作或探险。但近十几年来，机器人的开发不仅越来越优化，而且涵盖了许多领域，应用的范畴十