（CAD图纸全套）3个自由度搬运机械手的设计（含说明书）

主要设计目标为的选择，程序的编写调试等。

驱动系统驱动系统工作的驱动装置。

机械系统包括机身机械臂手腕手爪。

需要确定其自由度坐标形式，并计算得出具体结构。

感知系统即传感器的选择及具体作用。

搬运机械手的基本参数.机械手的最大搬运物料的重量是它的主参数。

本论文物料传送机械手所搬运的物料质量可设定为。

.运动速度直接影响机械手的动作快慢和机械手动作的稳定性，所以运动速度也是是物料物料传送机械手的个主要的基本参数。

设计速度过低的话，会无法满足机械手的动作功能，限制机械手的使用范围。

设计的速度过高又会加重机械手的负载并影响机械手动作的平稳性。

该机械手的最大平移速度为。

.伸缩行程和工作半径是决定机械手工作范围及整机尺寸的关键，也是机械手设计的基本参数。

过大的工作半径和伸缩行程，会增大机械手的运动负载，使得机械手刚性降低，而工作半径过小则不能够实现机械手的功能，限制了机械手的应用和扩展性。

本论文物料传送机械手设定水平反向伸缩行程，回转角度范围为。

机械手竖直方向的升降行程为。

.定位精度也是机械手的主要基本参数之。

机械手精度太低，就完成不了功能，精度太高又意味着成本的增加。

综合考虑，该物料传送机械手的定位精度设定为士.到士之间。

物料传送机械手的各个部分的基本参数可以由上面已经知道的物料传送机械手各关节的行程和时间分配来决定。

表物料传送机械手基本参数自定水平机构伸出范围垂直机构升降范围伸出速度上升速度收缩速度下降速度定位精度士定位精度士回转机构回转角度手爪搬运范围回转速度定位精度士.搬运机械手结构设计搬运机械手坐标形式的选择根据所设计的机械手的运动方式机械臂的转动，机械臂的升降，机械臂的伸缩，得到了机械臂的三个自由度。

根据上文所说的，机械手按照坐标的分类情况，选择圆柱坐标式机械手更为妥当。

.机械手材料的选择机器人手臂的材料应根据手臂的工作状况来进行选择，并满足机器人的设计和制作要求。

从设计的思想出发，机器人手臂要完成各种运动。

因此，对材料的个要求是作为运动的部件，它应是轻型材料。

另方面，手臂在运动过程中往往会产生振动，这必然大大降低它的运动精度。

所以在选择材料时，需要对质量刚度阻尼进行综合考虑，以便有效地提高手臂的动态性能。

此外，机器人手臂选用的材料与般的结构材料不同。

机器人手臂是种伺服机构，要受到控制，必须考虑它的可控性。

在选择手臂材料时，可控性还要和材料的可加工性结构性质量等性质起考虑。

总之，选择机器人手臂的材料时，要综合考虑强度刚度重量弹性抗震性外观及价格等多方面因素。

下面介绍几种机器人手臂常用的材料碳素结构钢和合金结构钢等高强度钢这类材料强度好，尤其是合金结构钢强度增加了倍弹性模量大抗变形能力强，是应用最广泛的材料铝铝合金及其它轻合金材料其共同特点是重量轻弹性模量不大，但是材料密度小，则之比仍可与钢材相比陶瓷陶瓷材料具有良好的品质，但是脆性大，可加工型不好，与金属等零件连接的接合部需要特殊设计。

然而，日本己试制了在小型高速机器人上使用的陶瓷机器人手臂的样品从本文设计的机械手的角度来看，在选用材料时不需要很大的负载能力，也不需要很高的弹性模量和抗变形能力，此外还要考虑材料的成本，可加工性等因素。

在衡量了各种因素和结合工作状况的条件下，初步选用铝合金作为机械臂的构件.机械臂的运动方式根据主要的运动参数选择运动形式是结构设计的基础。

常见的机器人的运动形式有五种直角坐标型圆柱坐标型极坐标型关节型和型。

同种运动形式为适应不同生产工艺的需要，可采用不同的结构。

具体选用哪种形式，必须根据作业要求工作现场位置以及搬运前后工件中心线方向的变化等情况，分析比较并择优选取。

考虑到机械手的作业特点，即要求其动作灵活有较大的工作空间且要求结构紧凑占用空间小等特点，故选用关节型机械手。

这类机械手般由个肩关节和个肘关节进行定位，由个或个腕关节进行定向。

其中，个肩关节绕铅直轴旋转，另个肩关节实现俯仰。

这两个肩关节轴线正交。

肘关节平行于第二个肩关节轴线，如图所示。

这种构形动作灵活工作空间大在作业时空间内手臂的干涉最小结构紧凑占地面积小关节上相对运动部位容易密封防尘。

但是这类机械手运动学比较复杂，运动学的反解比较困难确定末端杆件的姿态不够直观，且在进行控制时，计算量比较大。

图常见的运动方式.搬运机械手驱动与控制系统分析驱动方式的选择机械手常用的驱动方式主要有液压驱动气压驱动和电机驱动三种基本形式。

液压驱动的特点是功率大结构简单，可省去减速装置，响应快，精度较高。

但是需要有液压源，而且容易发生液体泄漏。

气压驱动的能源结构