平面关节型机械手结构设计

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1、平面关节型机械手结构设计摘要机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，目前平面关节型机械手被广泛应用于工业领域中。平面关节型机械手采用两个回转关节和一个移动关节；两个回转关节控制前后左右运动，而移动关节则实现上下运动。文章中介绍了平面关节型机械手的设计理论与方法，在力学计算的基础上进行结构分析，详尽的讨论了平面关节型机械手的手部、腕部、手臂以及机身等主要部件的结构设计。关键词：机械手平面关节型结构设计PlanejointtypemanipulatorstructuredesignAb

2、stractManipulatorisasortofautomationdevicewhichhasthefunctionofgraspandtransferworkpiecesduringtheautomatedproduction.Todayhydraulicmanipulatoriswidelyusedinindustryfield.Planararticulatedrobotwithtworotaryjointsandaprismaticjoint;tworotaryjointsaround,moveme

3、ntcontrol,andmoveupanddownmovementjointisachieved.Thisarticlesystemelaborationindustrymanipulator'sdesigntheoryandmethod.Mechanicalcalculationsonthebasisofthestructuralanalysis.ThecomprehensiveexhaustivediscussionhasPlanararticulatedmanipulator'shand,thewrist

4、,thearm，thefuselageandsoon,whichthemajorstructuraldesigncomputation.Keywords:manipulator;Planejointtype;structuraldesign目录1绪论11.1机械手的组成11.1.1执行机构11.1.2驱动机构21.1.3控制系统分类21.2机械手的分类22机械手总体设计41.1主要技术参数43手部设计53.1确定手部结构63.2手部受力分析63.3手部夹紧力的计算73.4手部夹紧缸的设计计算83.4.1夹紧缸主要

5、尺寸的计算83.4.2缸体结构及验算93.4.3活塞杆的设计计算94移动关节的设计计算114.1驱动方式的比较114.2上下移动升降缸的设计125小臂的设计145.1设计时注意的问题145.2小臂结构的设计135.3轴的设计计算155.4轴承的选择165.5轴承的校核165.6伺服系统的选择165.6.1机身回转电机175.6.2齿轮传动的计算176大臂的设计计算196.1结构的设计196.2轴的设计计算196.3轴承的选择206.4伺服系统的选择217机身的设计237.1设计时注意的问题237.2设计的效果23

6、8机械手的定位与平稳性248.1常用的定位方式248.2影响平稳性和定位精度的因素24结论26致谢词27参考文献281绪论机械手是一种模仿人手部分动作，按照预先设定的程序，轨迹或其他要求，实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置。它在二十世纪五十年代就已用于生产，是在自动上下料机构的基础上发展起来的一种机械装置，开始主要用来实现自动上下料和搬运工件，完成单机自动化和生产线自动化，随着应用范围的不段扩大，现在用来夹持工具和完成一定的作业。实践证明它可以代替人手的繁重劳动，减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生

7、产率。平面关节型机器人又称SCARA型装配机器人，是SelectiveComplianceAssemblyRobotArm的缩写，意思是具有选择柔顺性的装配机器人手臂。在水平方向有柔顺性，在垂直方向有较大的刚性。它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合小规格零件的插接装配，如在电子工业零件的插接、装配中应用广泛。1.1机械手的组成工业机械手由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。1.1.1执行机构（1）手部既直接与工件接触的部分，一般是回转型或平动型（多为回转型，因其结构简单）。手部多为两指（也有多指）

8、；根据需要分为外抓式和内抓式两种；也可以用负压式或真空式的空气吸盘（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和电磁吸盘。传力机构形式教多，常用的有：滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜槭杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母式、弹簧式和重力式。（2）腕部是连接手部和臂部的部件，并可用来调节被抓物体的方位，以扩大机械手的动作范围，并使机械手变的更灵巧，适应性更强。手腕有独立的自由度。有回转运