平面移动式夹持圆形工件的机械手设计

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1、平面移动式夹持圆形工件的机械手设计摘要：随着工业自动化发展的需要，机械手在工业应用中越来越重要。文章主要叙述了机械手的设计计算过程。首先，本文介绍机械手的作用，机械手的组成和分类，说明了自由度和机械手整体座标的形式。同时，本文给出了这台机械手的主要性能规格参量。文章中介绍了搬运机械手的设计理论与方法。全面详尽的讨论了搬运机械手的手部、腕部、手臂以及机身等主要部件的结构设计。最后使用软件对机械手的手部实现运动仿真。关键词：机械手；运动仿真；液压传动；液压缸；44目录主要符号表51绪论61.2工业机械手的简史71.3工业机械手在生产中的应用81.3.1热加工方面的应用81.3.2冷加工

2、方面的应用91.3.3拆修装方面的应用101.4机械手的组成101.4.1执行机构101.4.2驱动机构111.4.3控制系统分类111.5工业机械手的发展趋势111.5.1重复高精度111.5.2模块化121.5.3无给油化121.5.4机电气一体化121.6本文主要研究内容131.7本章小结132机械手的总体设计方案142.1机械手基本形式的选择14442.2机械手的主要部件及运动142.3驱动机构的选择142.4机械手的技术参数列表152.5本章小结153机械手手部的设计计算163.1手部设计基本要求163.2典型的手部结构163.3机械手手抓的设计计算163.3.1选择手抓

3、的类型及夹紧装置163.3.2手抓的力学分析173.3.3夹紧力及驱动力的计算183.3.4手抓夹持范围计算203.4机械手手抓夹持精度的分析计算213.5弹簧的设计计算233.6本章小结254腕部的设计计算254.1腕部设计的基本要求254.2腕部的结构以及选择264.2.1典型的腕部结构264.2.2腕部结构和驱动机构的选择264.3腕部的设计计算26444.3.1腕部设计考虑的参数264.3.2腕部的驱动力矩计算274.3.3腕部驱动力的计算284.3.4液压缸盖螺钉的计算294.3.5动片和输出轴间的连接螺钉314.4本章小结325臂部的设计及有关计算325.1臂部设计的基

4、本要求325.2手臂的典型机构以及结构的选择335.2.1手臂的典型运动机构335.2.2手臂运动机构的选择345.3手臂直线运动的驱动力计算345.3.1手臂摩擦力的分析与计算345.3.2手臂惯性力的计算375.3.3密封装置的摩擦阻力375.4液压缸工作压力和结构的确定375.5本章小结396结论40致谢41参考文献42英文摘要4344主要符号表手指夹紧力ND弹簧中径弹簧内径弹簧外径C弹簧旋绕比n弹簧有效圈数M转动缸的回转力矩偏重力臂mm偏重力矩t螺钉间距mm螺钉承受的拉力N工作载荷N预紧力N转动缸起动角度转动缸转动角速度441绪论1.1前言用于再现人手的的功能的技术装置称为

5、机械手。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其

6、体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的

7、重视。机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。1.2工业机械手的简史44现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、