三自由度机械手设计说明书

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1、三自由度机械手【中文摘要】在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统，机械手等。而机械手是相对较新的电子设备，它正开始广泛应用于各个领域。本设计为三自由度直角坐标型下棋机器手，其工作方向为三个直线方向。在控制器的作用下，它实现的是将棋子从棋盘上A拿棋子到棋盘B位置这一简单的动作,本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。【关键词】三自由度，直角坐标，机械手，爪部，丝杠，齿条。RoboticmanipulatorwithThree-Degree-of-FreedomAbstract:Industrially,automaticcontrolsystem

2、sarefoundinnumerousapplications,suchasautomationmachinetoolcontrol,computersystemsandrobotics.Industrialrobotsarerelativelynewelectromechanicaldevicesthatarebeginningtochangetheappearanceofmodernindustry.Thisschemeintroducedacylindricalrobotforthreedegreeoffreedom.Itiscomposedofthreelineara

3、xescurrentcontrolonlyallowsthesedevicesmovefromoneassemblylinetootherassemblylineinspace,performrelativelysimpletasks.Thispaperismorecomprehensiveintroductionandsumming-upfortheforthewholedesignwork.Keywords：threedegreesoffreedom,cylindrical,mechanicalhand.目录第一章绪论11.1概述11.2特点11.3国内外研究现状2第二章

4、总体设计42.1机械手的组成及各部分关系概述42.2机械手的设计分析72.2.1设计要求72.2.2总体方案拟定72.2.3　机械手主要技术性能参数8第三章机械手的机械系统设计103.1机械手的运动系统分析103.1.1机械手的运动概述103.2机械手的执行机构设计113.2.1末端执行机构（爪部）设计113.2.2手臂机构的设计143.2.3腰部和基底设计163.2.4步进电机和轴承的选取19第四章控制系统简述224.1控制流程224.1.1运动过程分析如下表4-1224.1.2机械手的运动和执行过程如图4-1224.2控制方式23第五章机械手运行时应采取的安全措施245.

5、1操作以及安全要求24第II页第六章整体评价以及心得体会256.1整体评价256.2心得体会25参考文献26第II页第一章绪论1.1概述机械手工程是近二十多年来迅速发展起来的综合学科。它集中了机械工程、电子工程、计算机工程、自动控制工程以及人工智能等多种学科的最新研究成果，是当代科学技术发展最活跃的领域之一，也是我国科技界跟踪国际高科技发展的重要方面。机械手的研究、制造和应用水平，是一个国家科技水平和经济实力的象征，正受到许多国家的广泛重视。目前，机械手的定义，世界各国尚未统一，分类也不尽相同。最近联合国国际标准化组织采纳了美国机械手协会给机械手下的定义：机械手是一种可重复编

6、程的多功能操作装置，可以通过改变动作程序，来完成各种工作，主要用于搬运材料，传递棋子。参考国外的定义，结合我国的习惯用语，对机械手作如下定义：机械手是一种机体独立，动作自由度较多，程序可灵活变更，自动化程度高的自动操作机械。主要用于加工自动线和柔性制造系统中传递和装卸棋子。机械手以刚性高的手臂为主体，与人相比，可以有更快的运动速度，可以搬运东西，而且定位精度相当高，它可以根据外部来的信号，自动进行各种操作。机械手的发展，由简单到复杂，由初级到高级逐步完善，它的发展过程可分为三代：第一代机械手就是目前工业中大量使用的示教再现型机械手，它主要由手部、臂部、驱动系统和控制系统组成。

7、它的控制方式比较简单，应用在线编程，即通过示教存贮信息，工作时读出这些信息，向执行机构发出指令，执行机构按指令再现示教的操作。第二代机械手是带感觉的机械手。它具有力觉、触觉、视觉等进行反馈的能力。其控制方式较第一代机械手要复杂得多，这种机械手从1980年开始进入了实用阶段，不久即将普及应用。第三代机械手即智能机械手。这种机械手除了具有触觉、视觉等功能外，还能够根据人给出的指令认识自身和周围的环境，识别对象的有无及其状态，再根据这一识别自动选择程序进行操作，完成规定的任务。并且能跟踪工作对象的变化，具有适