（全套dwg图纸）多自由度机械手设计（含毕业论文）

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多自由度机械手设计摘要特点是只控制工业机器人末端执行机构在作业空间中些规定的离散点上的位姿。控制时只要求工业机器人快速准确地实现相邻各点之间的运动，而对达到目标点的运动轨迹不做任何规定。这种控制方式的主要技术指标是定位精度和运动所需时间。由于其控制方式易于实现，常应用于上下料搬运点焊等工业机器人。连续轨迹控制的特点是连续的控制工业机器人末端执行器在作业空间的位姿，要求其严格按照预定的轨迹和速度在定的精度要求内运动，而且速度可控，轨迹光滑且运动平稳。这种控制方式的主要技术指标是工业机器人末端操作器位姿的轨迹跟踪精度及平稳性。常用于弧焊喷漆去毛边和检测作业机器人。力力矩控制方式常用于准确定位并要求使用适度的力或力矩来完成装配抓放物体等工作。智能控制方式是通过传感器获得周围环境的知识，并根据自身内部的知识库相应做出决策。采用智能控制技术的机器人具有较强的环境适应性及自学能力，技术难度及成本要求都比较高。综上，本次设计采用点位控制。总体方案拟定考虑本机械手工作要求的特殊情况，本设计采用悬臂式五自由度的机械手自由度具体分配如下手臂回转自由度。拟采用液压马达来实现，液压马达通过齿轮传动通过带动与之相连的缸体也发生转动，从而实现机身的回转。其行程角度靠挡块和限位行程开关来调整。手臂俯仰自由度。机器人的手臂俯仰运动，般采用活塞油气与连杆机构联用来实现。设计中拟采用单活塞杆液压缸来实现，缸体采用尾部耳环与机身连接，而其活塞杆的伸出端则与手臂通过铰链相连。其行程大小靠挡块和限位行程开关来调整。手臂伸缩自由度。由于油缸或气缸的体积小，质量轻，因而在机器人手臂结构中应用较多。设计中拟采用单活塞杆液压缸来实现，其伸缩行程大小靠挡块和限位行程开关来调整。手腕俯仰自由度。拟采用液压缸来实现。其行程角度靠挡块和限位行程开关来调整。手爪的抓取自由度。拟采用液压缸来实现。其行程角度靠挡块和限位行程开关来调整。机械手结构件设计分析.末端操作器的设计工业机器人的末端操作器是机器人直接用于抓取握紧吸附专用工具等进行操作的部件，根据被操作工件的形状尺寸重量材质及表面形态各有不同，其形式也多种多样，大部分末端操作器的结构是根据特定的工件专门加工的，常用的有四类夹钳式取料手吸附式取料手专用操作器及转换器仿生多指灵巧手。夹钳式取料手是工业机器人最常用的种末端操作器形式，在流水线上应用广泛。它般由手指驱动机构传动机构连接与支承元件组成，工作机理类似于常用的手钳。吸附式取料手靠吸附力取料，根据吸附力的不同分为气吸附和磁吸附两种。吸附式取料手应用于大平面单面接触无法抓取易碎玻璃磁盘微小不易抓取的物体。因为专用操作器及转换器和仿生多指灵巧手的技术难度及成本要求都比较高。.手腕的设计机器人手腕是连接末端操作器和手臂的部件，它的作用是调节或改变工件方位，因而它具有独立的自由度，以使机器人末端操作器适应复杂的动作要求。此处手腕需实现手部的翻转动作,腕部结构主要体现在手部相对于臂部的旋转运动上。.手臂的设计手臂是机器人执行机构中重要的部件，它的作用是将被抓取的工件运动到给定的位置上。手臂的结构要紧凑小巧，才能使手臂运动轻快灵活。手臂般有伸缩运动左右回转运动升降或俯仰运动三个自由度。在般情况，手臂的伸缩和回转俯仰均要求匀速运动，但在手臂的起动和终止瞬间，运动是变化的，为了减少冲击，要求起动时间的加速度和终止前速度不能太大，否则引起冲击和振动。伸缩运动般采用直线液压缸驱动，俯仰运动大多采用伸缩单作用单活塞杆驱动，而回转运动则大多用回转缸或齿条缸来实现。本设计采用单作用单活塞杆缸来实现手臂的伸缩。为了增加手臂的刚性，防止手臂在伸缩运动时绕轴线转动或产生变形，手臂的伸缩机构需设置导向装置，或设计方形花键等形式的臂杆。根据手臂的结构抓重等因素，为了使抓取时不产生偏重力矩使抓取可靠，本设计中采用四根导向柱的臂伸缩结构。这种结构的特点是行程长，抓重大，而工件不规则时还可以防止产生过大的偏重力矩。简图如下图.四导向杆式手臂机构简图从图中可以比较清楚地看到手臂伸缩油缸结构及导向杆的安放方式以及手臂与其他部件的连接点。手臂俯仰运动采用单作用单活塞杆缸来