全自动上管机械手的设计毕业设计

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1、上海理工大学高等学历教育毕业设计（论文）第1章绪论1.1工业机械手的定义工业机械手诞生于20世纪60年代,在20世纪90年代得到迅速发展,是最先产业化的机械手技术。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。它的出现是为了适应制造业规模化生产,解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。在我国,工业机械手的真正使用到现在已经接近20多年了,已经基本实现了试验、引进到自主开发的转变,促进了我国制造业、勘探业等行业的发展。机械手是在机械化、自动化生产过程中发

2、展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。当代柔性自动化生产的建立和广泛应用，取决于作为科技进步的催化剂的机床制造、机械手技术、计算机技术、微电子技术、仪器制造等技术的加速发展。工业机械手是多品种的经常更

3、换产品的生产过程自动化的通用手段。在机械制造中，工业机械手既有效地用于柔性生产系统组成工艺装备的基本工序中，也有效地用于辅助操作中。工业机械手与传统自动化手段不同之处，首先在于它在各种生产功能上的通用性和重新调整的柔性。在柔性生产系统中，工业机械手广泛应用于数控机床、锻压机床、铸造机械和仓储设备上，以完成传送装备和其它操作。工业机械手和基本工艺装备、辅助手段以及控制装置一起形成各种不同形式的机械手技术综合体—柔性生产系统基本结构模块。机械手是先进制造技术和自动化装备的典型代表，是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、

4、传感器、通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成，因此它的发展与众多学科发展密切相关。一方面，机械手在制造业应用的范围越来越广阔，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高，功能越来越强，并向着成套技术和装备的方向发展；另一方面，机械手向着非制造业应用发展以及微小型方向发展，并将服务于人类活动的各个领域。25上海理工大学高等学历教育毕业设计（论文）在理论上，随着世界经济和技术发展，人类活动领域的不断扩大，机械手应有正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，也从制造领域转向非制造领域，各种各样的机械手产品随之出现。SA700单轴伺

5、服机械手的设计，不但在技术上可以追踪机械手的发展趋势，而且还可以填补工业机械手的应用的空白，促进我国工业机械手的技术水平的提高和产业化水平的发展。本次设计是根据对工业三自由度机械手的总体结构及传动系统的分析和探讨，进行三自由度工业机械手的结构设计。关键在于三轴（臂）的传动系统的设计以及整体的结构设计。工业机械手的定义为：一种能够自动定位控制，可重复编程的，多功能的，多自由度的操作机。工业机械手是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机械手以来，机械手技术

6、及其产品发展很快，已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序轨迹极其它要求，实现抓取，搬运工件或操做工具的自动化装置。在我国由于大多数工业机械手所执行的工作为模拟人的手臂而工作，因而通常把工业机械手称做操作机械手。智能机械手是机械手的发展方向，它具有智能系统，主要是感觉装置、视觉装置和语言识别装置等。具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机械手，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机械手。它能按照人给的

7、“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。1.2工业机械手的组成工业机械手一般由执行系统、驱动系统、控制系统和人工智能系统组成。如图1-1所示。目前，具有人工智能系统的工业机械手即智能机械手还处于研究实图1-1机械手的一般组成验阶段。而应用于生产实际的多数是那些具有执行系统、驱动系统和控制系统的工业机械手。要机械手像人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——25上海理工大学高等学历教育毕业设计（论文）执行机构；像肌肉那样使手臂运动的驱动－传动系统；像大脑那样指挥手动作的控制系统。

8、这些系统的性能就决定了机械手的性能。对于现代智能机械手而言，还具有智能系统，主要是感觉装置、视觉装置和语言识