TOP22【毕业设计】高自永-轻型平动工业机械手的设计.doc文档免费在线阅读

可近似按下式估算为其中为运载工件时重力方向的最大上升加速度响为重力加速度，。

运载时工件最大上升速度。

响系统达到最杆强度足够。

本设计要求液压缸水平伸缩行程为，小于，所以不需考虑活塞杆稳定性问题。

机械手机身的设计计算机身的整体设计按照设计要求，机械手要实现手臂回转运动，实现手臂的回转运动机构般设计在机身处。

为了设计出合理的运动机构，就要综合考虑，分析。

机身承载着手臂，做回转，升降运动，是机械手的重要组成部分。

常用的机身结构有以下几种回转缸臵于升降之下的结构。

这种结构优点是能承受较大偏重力矩。

其缺点是回转运动传动路线长，花键轴的变形对回转精度的影响较大。

回转缸臵于升降之上的结构。

这种结构采用单缸活塞杆，内部导向，结构紧凑。

但回转缸与臂部起考虑用。

圆柱坐标式机械手，占用空间小，工作范围大，惯性大，结构简单。

多关节式机械手，占用空间小，工作范围大，惯性小，能抓取底面物体，但多关节式结构复杂，所以也不多用。

球坐标式机械手，占用空间小，工作范松开机械手后退机械手右转退至原位。

机械手坐标形式选择机械手般包括圆柱坐标式球坐标式直角坐标式多关节式。

直角坐标式机械手，占用空间大，工作范围小，惯性大，般不多用，只有在自由度较少时才各轴最大运动范围轴上下轴回转轴伸缩机械手工作动作要求机械手原位机械手上升机械手前伸机械手抓取并夹紧机械手后退机械手下降机械手左转机械手前伸机械手量重复定位精度自由度上下移动轴，手臂的平动轴，腰轴的转动轴臂身的升降臂身的伸缩腰轴各轴最大运动速度轴上下轴回转轴伸缩要素，包括工作顺序到达位臵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。

机械手的总体设计方案数据参考负载重。

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液压传动机构来实现手臂的上升下降。

控制系统机械手控制系统的的采用直线电动机。

通用机械手则考虑用步进电机直流或交流的伺服电机变速箱等。

电力驱动的优点是动力源简单，维护，使用方便。

驱动机构和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压系统容易生锈。

为了减少停机时产生的冲击，气压系统装有速度控制机构或缓冲机构。

电力驱动采用的不多。

现在都用三相感应电动机作为动力，用大减速比减速器来驱动执行机构直线运动则用电动机带动丝杠螺母机构有压马达气阀等。

般采用个大气压，个别的达到个大气压。

它的优点是气源方便，维护简单，成本低。

缺点是出力小，体积大。

由于空气的可压缩性大，很难实现中间位臵的停止，只能用于点位控制，而且润滑性较差，气条齿轮或链条链轮等实现回转运动。

液压驱动的优点是压力高体积小出力大运动平缓，可无级变速，自锁方便，并能在中间位臵停止。

缺点是需要配备压力源，系统复杂成本较高。

气压驱动所采用的元件为气压缸气和机械驱动。

其中以液压气动用的最多，占以上，电动机械驱动用的较少。

液压驱动主要是通过油缸阀油泵和油箱等实现传动。

它利用油缸马达加上齿轮齿条实现直线运动利用摆动油缸马达与减速器油缸与齿种，因此，它采用的执行机构主要是直线油缸摆动油缸电液脉冲马达伺服油马达直流伺服马达和步进马达等。

躯干是安装手臂动力源和执行机构的支架。

驱动机构驱动机构主要有四种液压驱动气压驱动电力驱动能够正确的工作，手臂的三个自由度都需要精确的定位。

本设计所做的机械手在手臂的上升下降前伸后退左转右转三个方向的定位均采用行程开关控制，以保证定位的精度。

总括机械手的运动离不开直线移动和转动二夹头，以适应操作需要。

本设计所做的机械手采用二指形状。

手臂手臂有无关节和有关节手臂之分本设计所做的机械手的手臂采用无关节臂。

手臂的作用是引导手指准确的抓住工件，并运送到所需要的位臵上。

为了使机械手部的旋转，仅需开闭手指。

机械手手部的机构系模仿人的手指，分为无关节，固定关节和自由关节三种。

手指的数量又可以分为二指三指和四指等，其中以二指用的最多。

可以根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的分组成。

其组成及相互关系如下图图机械手机构组成执行机构手部手部安装在手臂的前端。

手臂的内孔装有转动轴，可把动作传给手腕，以转动伸屈手腕，开闭手指。

本设计所指的机械手为平面运动运送物料，不需要腕除少数以外，工作程序般是固定的，因此是专用的。

在国外，目前主要是搞第类通用机械手，国外称为机器人。

本设计所做的机械手是属于第三类机械手。

机械手的组成机械手主要由执行机构驱动机构和控制系统三大部分除少数以外，工作程序般是固定的，因此是专用的。

在国外，目前主要是搞第类通用机械手，国外称为机器人。

本设计所做的机械手是属于第三类机械手。

机械手的组成机械手主要由执行机构驱动机构和控制系统三大部分组成。

其组成及相互关系如下图图机械手机构组成执行机构手部手部安装在手臂的前端。

手臂的内孔装有转动轴，可把动作传给手腕，以转动伸屈手腕，开闭手指。

本设计所指的机械手为平面运动运送物料，不需要腕部的旋转，仅需开闭手指。

机械手手部的机构系模仿人的手指，分为无关节，固定关节和自由关节三种。

手指的数量又可以分为二指三指和四指等，其中以二指用的最多。

可以根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头，以适应操作需要。

本设计所做的机械手采用二指形状。

手臂手臂有无关节和有关节手臂之分本设计所做的机械手的手臂采用无关节臂。

手臂的作用是引导手指准确的抓住工件，并运送到所需要的位臵上。

为了使机械手能够正确的工作，手臂的三个自由度都需要精确的定位。

本设计所做的机械手在手臂的上升下降前伸后退左转右转三个方向的定位均采用行程开关控制，以保证定位的精度。

总括机械手的运动离不开直线移动和转动二种，因此，它采用的执行机构主要是直线油缸摆动油缸电液脉冲马达伺服油马达直流伺服马达和步进马达等。

躯干是安装手臂动力源和执行机构的支架。

驱动机构驱动机构主要有四种液压驱动气压驱动电力驱动和机械驱动。

其中以液压气动用的最多，占以上，电动机械驱动用的较少。

液压驱动主要是通过油缸阀油泵和油箱等实现传动。

它利用油缸马达加上齿轮齿条实现直线运动利用摆动油缸马达与减速器油缸与齿条齿轮或链条链轮等实现回转运动。

液压驱动的优点是压力高体积小出力大运动平缓，可无级变速，自锁方便，并能在中间位臵停止。

缺点是需要配备压力源，系统复杂成本较高。

气压驱动所采用的元件为气压缸气压马达气阀等。

般采用个大气压，个别的达到个大气压。

它的优点是气源方便，维护简单，成本低。

缺点是出力小，体积大。

由于空气的可压缩性大，很难实现中间位臵的停止，只能用于点位控制，而且润滑性较差，气压系统容易生锈。

为了减少停机时产生的冲击，气压系统装有速度控制机构或缓冲机构。

电力驱动采用的不多。

现在都用三相感应电动机作为动力，用大减速比减速器来驱动执行机构直线运动则用电动机带动丝杠螺母机构有的采用直线电动机。

通用机械手则考虑用步进电机直流或交流的伺服电机变速箱等。

电力驱动的优点是动力源简单，维护，使用方便。

驱动机构和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液压传动机构来实现手臂的上升下降。

控制系统机械手控制系统的要素，包括工作顺序到达位臵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。

机械手的总体设计方案数据参考负载重量重复定位精度自由度上下移动轴，手臂的平动轴，腰轴的转动轴臂身的升降臂身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机械手工作动作要求机械手原位机械手上升机械手前伸机械手抓取并夹紧机械手后退机械手下降机械手左转机械手前伸机械手松开机械手后退机械手右转退至原位。

机械手坐标形式选择机械手般包括圆柱坐标式球坐标式直角坐标式多关节式。

直角坐标式机械手，占用空间大，工作范围小，惯性大，般不多用，只有在自由度较少时才考虑用。

圆柱坐标式机械手，占用空间小，工作范围大，惯性大，结构简单。

多关节式机械手，占用空间小，工作范围大，惯性小，能抓取底面物体，但多关节式结构复杂，所以也不多用。

球坐标式机械手，占用空间小，工作范围大，惯性小，所需动力小，能抓取底面物体。

它们的机构简图如下所示图直角坐标式圆柱坐标式球坐标式多关节式由以上叙述，根据设计题目为平动型工业机械手，所以选择为圆柱坐标式。

而且平动不需要考虑腕部的回转，所以选择圆柱坐标式更合适。