多自由度（3个以上）工业机械手设计

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1、四川大学锦江学院毕业设计多自由度（3个以上）工业机械手设计【摘要】本设计内容为用于夹取零件的工业机械手。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，它也是工业机器人的一个重要分支。它在结构上和性能上兼顾人和机器各自的优点，具有智能和适应性。机械手可以代替人在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的环境下作业，而且可以提高生产效率和保证质量。现在机械手不仅用于组装零件，搬运和装卸零件与工件，最大的成功就是可以在自动化的数控机床上使用。目前，机械手不仅已经发展成柔性制造系统FMS的一个很重要的组成部分，而且还是柔性制造单元FM

2、C中一个至关重要的部分，可以把机床设备同机械手相结合起来，一起组成一个柔性加工系统或者是柔性制造单元，这样适合用于中、小批量生产，节省工件输送设备，适应性强。根据坐标形式工业机械手结构分为直角坐标型、球坐标型、圆柱坐标型和关节型四种，本设计中机械手主要用于夹取零件，需要两个直线运动和一个回转运动，即采用圆柱坐标型结构。本设计主要作三个运动，所以采用三自由度。机械手主要组成部分有腰座、手臂、手爪、机座等组成。机械手腰座作为机械手第一个回转关节，而且要承受整个机械手的载荷，运动部分也全部安装在其上面，在设计时，腰座必须保证结构简洁，容易调整

3、，具有足够的安装基面和腰座部位的轴系，还应具有很强大的承载能力以及足够大的刚度和强度。腰座回转采用电机驱动，电机选用步进电机，精度高并且结构紧凑，但是电机不能直接驱动，所以采用圆柱齿轮连接传动，根据实际情况，减速和扭矩的放大采用大传动比齿轮传动系统，齿侧间隙会影响传动精度，那么就用一级齿轮传动。设计机械手手臂时，要尽可能简化机械手运动学的正逆运算，手臂各关节轴达到平行，相互垂直的轴相较于一点，在满足足够的轻度和刚度下，尽可能在结构上和材料上去减轻手臂的重量。手臂采用液压驱动，液压缸不仅是驱动元件，还是执行元件，也不用再设计其他的执行元件

4、。手爪设计时，根据作业要求，采用连杆杠杆式手爪，通过驱动活塞作往复运动，经过活塞杆端部齿条和中间齿条，扇形齿条来控制手指的开闭。利用杠杆原理，将夹紧力放大，此类守住可以产生很大夹紧力。在设计中，一定要保证机械手手臂保持平衡，因为总体结构采用的是圆柱坐标型，在整个机械手设计中，已经重点考虑了手臂平衡的问题，那么只需要稍稍改良下布局即可。如果实在不能，那么只有设置弹簧平衡机构来使之平衡。【关键词】工业机械手三自由度机械手装卸工件液压传动Designofmulti-DOF(morethan3)industrymanipulatorMechan

5、icalDesignManufacturingandAutomation-III-四川大学锦江学院毕业设计Student:ZhouSongAdviser:HouLi【Abstract】Thecontentisdesignedfortakingpartinindustrialrobotclip.Industrialrobotwasdevelopedinrecentdecadesahigh-techautomatedproductionequipment,itisalsoanimportantbranchofindustrialrobots

6、.Ithashuman’sandmachine’sadvantagesonthestructureandperformance.Andithastheintelligenceandadaptability.Therobotcannotonlyreplacethatpeopleworkinhightemperature,highpressure,dust,noiseandpollution,butalsocanimproveproductionefficiencyandqualityassurance.Therobotisuseforas

7、semblingtheparts,thegreatestsuccessisthatcanbeusedintheautomationofCNCmachinetools.Now,therobotisaveryimportantpartoftheflexiblemanufacturingsystemandtheflexiblemanufacturingcell.Itcancombinewiththemachineequipmentandtherobot,theyareturnedaflexiblemanufacturingsystemoraf

8、lexiblemanufacturingunit,whichsuitableformediumandsmallbatchproduction,itsavestheworkpiececonveyingequi