电动式关节型机器人机械手的结构设计与仿真摘要锁存器采用它的作用是把输入信号锁存起来，直保持到选通信号来取出信息。其工作原理当锁存允许端为高电平时，端跟随端变化当锁存允许由高变低时，将此变化前瞬时输入锁存，此后输入不会影响输出直至锁存允许为高电平，是读选通脉冲。应当注意在读期间锁存允许不能变化。锁存允许信号通常取自译码器和线，地址译码有时需到级门延迟，来防止读锁存。数据存储器采用，共采用块，故为，除了作为系统参数工作区，标志单元外，主要用作用户程序存储区，为了保存的内容，旦断电，保证中的用户程序不会丢失，故采用电池利用引脚的掉电保护装置在此也得到了应用，具体内容在后详讲，这里不再叙述。静态的技术性能为组三态输出引脚作为输入输出公共引脚，输入输出与电路兼容，为地址总线，为数据输入输出，为片选，为片选，为写选通，为读选通。方式高未选中高阻低未选中高阻高低高高禁止输出高阻高低高低读输出低低高高写输入低低高低写输入引脚排列如下读存储器采用，共块，达到字节，它的技术性能。存取速度快，功耗低，编程简单，采用双线控制，全静态方式，采用单电源。个很好的特点就是把输出元件控制和片选控制分开，保证了其良好接口特性。对于的工作方式简述说明如下.读方式有两种控制功能，两者逻辑上部满足能够按次序在输出方面获得数据的要求。片选是电源控制方面，用于器件的选择。输出允许是输出控制方面，用作数据到输出引脚的选通信号，它与器件选择无关。.维持方式在维持方式时，器件功耗从有效功耗减少到静态维持功能。时个高电平信号加到输入端而建立维持方式的。当处于维持方式时，输出端均为高阻状态与输入无关。.编程方式进入编程方式时，在.且和都在低电平被编程的位数据以并行方式送到数据输出引脚。地址和数据输入所需电平都为。的引脚图在主机Ⅰ的起始地址为Ⅱ的起始地址为Ⅲ的起始地址为Ⅰ的起始地址为Ⅱ的起始地址为Ⅲ的起始地址为在示教盒中，的起始地址为.中断处理电路本控制系统中采用中断控制器来实现系统多重中断的优先排队和中断申请处理。具有多中工作方式，可通过编程设定或变更它的工作方式。响应中断时，能自动提供中断入口地址，而使转问相应的中断处理程序。中断入口地址可由用户设定，入口地址可以选定在任何存储单元。的引脚，功能说明如下片选写读级联线从片开启缓冲器中断中断请求中断响应地址线.数据总线缓冲器是三态，双向位缓冲器，外部引脚用于和的数据总线相连，通过数据缓冲器向传送命令码，成从读联状态字。在中断响应时，通过数据总线缓冲器问提供指令的操作码和调用子程序入口地址高位和低位。.中断申请寄存器用来寄存所有从中断申请输入线输入的中断申请信号，当中任何条申请线上开为高电平时，中相应的位置位。.优先级分辨器用于确定中断申请寄存器中个中断申请位的优先级。的优先级可由编程设定。.控制逻辑根据对编程设定的工作方式产生控制信号，并在适当的时候对发生中断申请信号请求响应。是来自的中断响应信号。当进入中断响应周期，送来第个脉冲时，的控制逻辑方面把指令操作码经送上数据线供读入指令寄存器。另方面又把优先级分辨器从中选出的具有最高优先级的中断中请存入服务状态寄存器。以确定对应的服务程序入口地址，在读到指令操作码后，由于这是条字节指令,因此继续发来两个的脉冲信号，在第二个脉冲到来时，控制逻辑把被响应的中断申请所对应的服务程序入口地址的低位送上数据总线，当第三个脉冲到来时，则提供服务的程序入口地址高位，然后执行调用指令，转到相应的服务程序入口地址。在中断服务结束，送来的中断结束和特殊中断结束电动式关节型机器人机械手的结构设计与仿真摘要.手腕结构设计手腕的自由度手腕是连接手部和手臂的部件，它的作用是调整或改变工件的方位，因而它具有独立的自由度，以使机械手适应复杂的动作要求。手腕自由度的选用与机械手的通用性加工工艺要求工件放置方位和定位精度等许多因素有关。由于本机械手抓取的工件是水平放置，同时考虑到通用性，因此给手腕设绕轴转动回转运动才可满足工作的要求目前实现手腕回转运动的机构，因此我们选用。它的结构紧凑，但回转角度小于，并且要求严格的密封。手腕的驱动力矩的计算手腕转动时所需的驱动力矩手腕的回转上下和左右摆动均为回转运动，驱动手腕回转时的驱动力矩必须克服手腕起动时所产生的惯性力矩，手腕的转动轴与支承孔处的摩擦阻力矩，动片与径定片端盖等处密封装置的摩擦阻力矩以及由于转动件的中心与转动轴线不重合所产生的偏重力矩.图所示为手腕受力的示意图。.工件.手部.手腕图手碗回转时受力状态手腕转动时所需的驱动力矩可按下式计算式中驱动手腕转动的驱动力矩惯性力矩参与转动的零部件的重量包括工件手部手腕回转的动片对转动轴线所产生的偏重力矩.手腕回转的动片与定片径端盖等处密封装置的摩擦阻力矩下面以图所示的手腕受力情况，分析各阻力矩的计算手腕加速运动时所产生的惯性力矩悦若手腕起动过程按等加速运动，手腕转动时的角速度为，起动过程所用的时间为，则式中参与手腕转动的部件对转动轴线的转动惯量工件对手腕转动轴线的转动惯量。若工件中心与转动轴线不重合，其转动惯量为式中工件对过重心轴线的转动惯量工件的重量工件的重心到转动轴线的偏心距,手腕转动时的角速度弧度起动过程所需的时间起动过程所转过的角度弧度。手腕转动件和工件的偏重对转动轴线所产生的偏重力矩偏式中手腕转动件的重量手腕转动件的重心到转动轴线的偏心距当工件的重心与手腕转动轴线重合时，则.手腕转动轴在轴颈处的摩擦阻力矩式中，转动轴的轴颈直径摩擦系数，对于滚动轴承，对于滑动轴承,处的支承反力，可按手腕转动轴的受力分析求解，根据,得同理，根据,得式中的重量,如图所示的长度尺寸.转的动片与径定片端盖等处密封装置的摩擦阻力矩封，与选用的密衬装置的类型有关，应根据具体情况加以分析。驱动力矩计算手腕回转的尺寸及其校核.尺寸设计长度设计为,内径为,半径,轴径,半径,运行角速度，加速度时间.,压强,则力矩.尺寸校核测定参与手腕转动的部件的质量,分析部件的质量分布情况，质量密度等效分布在个半径的圆盘上，那么转动惯量工件的质量为,质量分布于长的棒料上，那么转动惯量假如工件中心与转动轴线不重合，对于长的棒料来说，最大偏心距，其转动惯量为手腕转动件和工件的偏重对转动轴线所产生的偏重力矩为偏，考虑手腕转动件重心与转动轴线重合夹持工件端时工件重心偏离转动轴线,则手腕转动轴在轴颈处的摩擦阻力矩为，对于滚动轴承，对于滑动轴承.为手腕转动轴的轴颈直径为轴颈处的支承反力，粗略估计．回转的动片与径定片端盖等处密封装置的摩擦阻力矩封，与选用的密衬装置的类型有关，应根据具体情况加以分析。在此处估计为的倍，设计尺寸符合使用要求，安全。.手臂伸缩，升降，的尺寸设计与校核手臂伸缩的尺寸设计与校核手臂伸缩的尺寸设计手臂伸缩采用烟台气动元件厂生产的标准，参看此公司生产的各种型号的结构特点，尺寸参数，结合本设计的实际要求，尺寸系列初选内径为。尺寸校核.在校核尺寸时，只需校核内径,半径.的的尺寸满足使用要求即可,设计使用压强,则驱动力．测定手腕质量为,设计加速度，则惯性力.考虑活塞等的摩擦力，设定摩擦系数,总受力所以标准的尺寸符合实际使用驱动力要求。导向装置气压驱动的机械手臂在进行伸缩运动时，为了防止手臂绕轴线转动，以保证手指的正确方向，并使活塞杆不受较大的弯曲力矩作用，以增加手臂的刚性，在设计手臂结构时，应该采用导向装置。具体的安装形式应该根据本设计的具体结构和抓取物体重量等因素来确定，同时在结构设计和布局上应该尽量减少运动部件的重量和减少对回转中心的惯量。导向杆目前常采用的装置有单导向杆，双导向杆，四导向杆等，在本设计中才用单导向杆来增加手臂的刚性和导向性。平衡装置在本设计中，为了使手臂的两端能够尽量接近重力矩平衡状态，减少手抓侧重力矩对性能的影响，故在手臂伸缩侧加装平衡装置，装置内加放砝码，砝码块的质量根据抓取物体的重量的运行参数视具体情况加以调节，务求使两端尽量接近平衡。手臂升降的尺寸设计与校核尺