毕业设计--多自由度关节式机械手的结构设计

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1、毕业设计--多自由度关节式机械手的结构设计目录1前言111设计题目的背景及目的112概述113机械手发展简史215机械手应用概况316发展趋势42工业机械手设计概述521机械手设计目的及意义522本次机械手的设计内容53设计要求及方案论证64总体设计及分析841系统原理介绍842系统结构论述9com结构设计的特点105机械手各部分设计及计算1051驱动系统的选择1052机械手基座部分设计12com基座结构的设计原则12com基座部分的设计计算13com动装置的运动和动力参数16com动尺寸的确定1653机械手手臂部分设计及计算23com手臂结

2、构设计的原则23com手腕部分设计及其计算326直接示教轻动化设计367总结37参考文献38谢辞391前言11设计题目的背景及目的机器人是近30年来发展起来的一种高科技自动化生产设备机械手是机器人的一个重要分支它的特点是可通过变成完成各种预期的作业任务在构造和性能上兼有人和机器各自的优点尤其是体现了人的智能和适应性机器作业的准确性和在各种环境完成作业的能力本设计完成了多自由度关节式机械手的运动方案设计和驱动方式选择并对机座手臂及末端执行器等机械装置进行了结构设计本次设计的内容是多自由度关节式机械手的结构设计属于工业机械手机械部分设计本次设计的

3、机械手属于专业机械手主要附属于某一主机如自动机床或生产线上用以解决机床的上下料及工件的传输等任务动作比较单一只能完成某些特定的任务12概述机器人是一种人类很早就梦想制造的具有仿生性且处处听命于人的自动化机器它可以帮助人类完成很多危险繁重重复的体力劳动或者进入各种服务领域经历数十年的发展变化机器人技术不断进步与创新所到之处使整个制造业乃至全社会都发生了和正在发生着翻天覆地的变化机器人是最具代表性的现代多种高新技术的综合体它可以从某个角度折射出一个国家的科技水平和综合国力21世纪是一个更为广泛更加深入地开发和应用机器人技术的新时代伴随着现代技术的

4、阶跃式更新以及计算机与光机电一体化等高新技术日新月异的突飞猛进各种类型机器人的研究越来越向着更高的水平更新的领域拓展现在与未来的机器人将不仅具有更似人类的外形和基本动作也将具有相应程度的触觉视觉与思维能力从而开始最终实现全面模拟或复制人类自身的里程工业机械手是机器人的一个分支是近代自动控制领域中出现的一项新技术是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目前已经进入了高速发展阶段现在已经形成一门新兴的多学科宽领域相结合的学科机械手工程机械手的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识其一它能迅速地代替人完成某些操作其

5、二它能按照生产工艺的要求遵循一定的程序时间和位置要求来完成工件的传送和装卸其三它能操作某些必要的机具进行焊接和装配从而大大改善工人的劳动条件显著地提高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各先进国家的重视都投入大量的人力和物力去研究和开发在高温高压粉尘浓度高严重噪音以及带有放射性和化学污染的场合应用的尤为广泛在我国近几年也有较快的发展并取得了一定的成效受到机械工业和铁路工业部门的重视机械手一般分为三类第一类不需要人工操作的通用机械手它是一种独立的不附属于任一主机的装置它可以根据任务的需要编制程序以完成各项规定操作它的特点是除具

6、有普通机械手的物理性能外还具有通用机械智能的三元机械第二类需要人工操作的称之为操作机它起源于原子军事业先是通过操作机来完成特定的任务后来发展到利用无线电讯号操作机械手来进行探测月球海洋矿藏等方面工业中广泛使用的锻造操作机也属于这一范畴第三类专业机械手主要附属于某一主机如自动机床或生产线上用以解决机床的上下了及工件的传输等任务这种机械手在国外称为MechanicalHand它是为主机服务的由主机驱动除少数外工作程序是固定不变的即在制造过程中已固化上去的程序一般不会作变动因此其动作也十分单一只能用来完成某些特定的任务在国外目前主要是研究第一类通用

7、机械手国外统称为工业机器人IndustrialRobot13机械手发展简史机械手首先是从美国开始研制的1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手它的结构是在机体上安装一回转大臂端部装有电磁铁的工件抓放机构控制系统是示教型的1962年美国联合控制公司又试制成一台数控示教再现机械手商名为Unimate运用系统仿造坦克炮塔臂可以回转俯仰伸缩用液压驱动控制部分用磁鼓作存贮装置不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司Unimation专门生产工业用的机械手1962年美国机械铸造公司也试验成功一种机械手

8、该机械手的中央立柱可以回转臂可以回转升降伸缩采用液压驱动控制系统也是示教再现型虽该类机械手生产在六十年代初但都是国外工业机械手发展的基础美国还十分注意提高机械手的可