電動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)

1、目錄目錄1緒論.....................................................................................................................................11.1機(jī)器人概述.......................................................................

2、........................................11.2機(jī)器人的歷史、現(xiàn)狀..............................................................................................31.3機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)..............................................................

3、.........................................42設(shè)計(jì)內(nèi)容及方案的擬定.....................................................................................................52.1課題工作要求........................................................

4、...................................................52.2課題基本參數(shù)的確定...............................................................................................52.3總體方案的確定..................................................

5、.....................................................73結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).............................................................................................................................83.1手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..........................

6、.................................................................................83.1.1手指的形狀和分類........................................................................................93.1.2設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題....................

7、........................................................93.1.3手部夾緊的設(shè)計(jì)............................................................................................93.1.4手爪的夾持誤差及分析...........................................

8、...................................113.2手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).........................................................................................................143.2.1手腕的自由度........................................................

9、......................................143.2.2手腕驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算......................................................................................153.3手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)......................................................................

10、...................................193.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)......................................................................................................203.3.2手臂伸縮的尺寸設(shè)計(jì)與校核.....................................................

11、.................203.3.3手臂升降的尺寸設(shè)計(jì)及校核......................................................................213.3.4手臂的尺寸設(shè)計(jì)與校核..............................................................................223.4腰部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)........

12、.................................................................................................233.4.1設(shè)計(jì)采用具體方案......................................................................................243.4.2腰部升降驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算.....

13、.........................................................................244驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)...................................................................................................................284.1驅(qū)動(dòng)方式的選擇...........

14、..........................................................................................284.1.1驅(qū)動(dòng)方案的確定..........................................................................................294.1.2臂部驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇..........

15、........................................................................304.1.3手腕手爪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇..........................................................................324.2傳動(dòng)方式的選擇............................................

16、.........................................................334.2.1工業(yè)機(jī)器人常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形式..............................................................334.3制動(dòng)器........................................................................

17、.............................................355控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)...........................................................................................................365.1控制系統(tǒng)模式的選擇...........................................

18、..................................................365.2控制系統(tǒng)的搭建....................................................................................................365.2.1工控機(jī)................................................

19、..........................................................361緒論1.1機(jī)器人概述在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。化工等連續(xù)性生產(chǎn)過程的自動(dòng)化已基本得到解決。但在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法；程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。但除切削加工本身外，還有大量的

20、裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。機(jī)器人的出現(xiàn)并得到應(yīng)用，為這些作業(yè)的機(jī)械化奠定了良好的基礎(chǔ)?！肮I(yè)機(jī)器人”（IndustrialRobot）：多數(shù)是指程序可變（編）的獨(dú)立的自動(dòng)抓取、搬運(yùn)工件、操作工具的裝置（國(guó)內(nèi)稱作工業(yè)機(jī)器人或通用機(jī)器人）。機(jī)器人是一種具有人體上肢的部分功能，工作程序固定的自動(dòng)化裝置。機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、維修容易的優(yōu)勢(shì)，但功能較少，適應(yīng)性較差。目前我國(guó)常把具有上述特點(diǎn)的機(jī)器人稱為專用機(jī)器人，而

21、把工業(yè)機(jī)械人稱為通用機(jī)器人。簡(jiǎn)而言之，機(jī)器人就是用機(jī)器代替人手，把工件由某個(gè)地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操縱工件進(jìn)行加工。機(jī)器人一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機(jī)器人，也即本文所研究的對(duì)象。它是一種獨(dú)立的、不附屬于某一主機(jī)的裝置，可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定操作。它是除具備普通機(jī)械的物理性能之外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機(jī)（Manipulat）。它起源于原子

22、、軍事工業(yè)，先是通過操作機(jī)來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電訊號(hào)操作機(jī)器人來進(jìn)行探測(cè)月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。第三類是專業(yè)機(jī)器人，主要附屬于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上，用以解決機(jī)床上下料和工件傳送。這種機(jī)器人在國(guó)外通常被稱之為“MechanicalH”，它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動(dòng)。除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。機(jī)器人按照結(jié)構(gòu)形式的不同又可分為多種類型，其中關(guān)節(jié)型機(jī)器人以其結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間體積小，相對(duì)

23、工作空間最大，甚至能繞過基座周圍的一些障礙物等這樣一些特點(diǎn)，成為機(jī)器人中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，世界一些著名機(jī)器人的本體部分都采用這種機(jī)構(gòu)形式的機(jī)器人。要機(jī)器人像人一樣拿取東西，最簡(jiǎn)單的基本條件是要有一套類似于指、腕、臂、關(guān)節(jié)等部分組成的抓取和移動(dòng)機(jī)構(gòu)——執(zhí)行機(jī)構(gòu)；像肌肉那樣使手臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動(dòng)作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了機(jī)器人的性能。一般而言，機(jī)器人通常就是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)這三部分