系统中搬运机械手的本体结构设计

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1、·32·系统中搬运机械手的本体结构设计木沈小强。，臧华东。，李洪群。(1．苏州大学机电工程学院，江苏苏州215021；2．苏州工业职业技术学院，江苏苏州215104)摘要：根据教学培训系统总体设计方案及机械手设计要求，经设计分析后利用Pr0／E软件逐步进彳于机械手零件结构三维参数建模并完成总体装配。装配虚拟样机经干涉检查、运动仿真等辛刀步分析后达到预期结构设计要求，各设计零件经加工后装配得到实物并运用于系统中。-。0关键词：结构设计机械手分析-Pr0／E。中图分类号：11P241．2文献标识码：A文章编号：KI)2--6886(2olo)o4-0032—031lStructuralDes

2、ignofCarryingManipulatorinSystemSHENXiaoqiang，ZANGHuadong，LIHongqunAbstract：Accordingtotheteachingandtrainingsystemdesignandmanipulatordesignrequirements，themodelingof3DparametricformanipulatorstructurestepbystepusingthePro／Esoftwareandcompletethegeneralassemblyafterdesignandanalysis．Assemblyof~4

3、rtualprototypingmeetstheneedsofexpectedstructuraldesignafterpreliminaryanalysisofinterferencedetection，simulationandSOon，obtainsthematerialobjectandputstouseintheteachingandtrainingsystemafterthevariousdesigncomponentsmachiningandassembly．Keywords：structuraldesign；carryingmanipulator；analysis；Pro

4、／E由于本机械手的工作环境为实验室，作为教学实验与研O引言究应用，因此，课题要求的实际负载能力、运动速度均不高，但随着生产现代化的发展，企业对职业教育的要求日益提动作要较灵活，工作范围较大。同时，考虑其后续能具有较强高，机电一体化方面从设计、组装、编程、调试到故障检测与排的通用性，在参阅了大量相关文献资料。等及协作讨论后除等一系列具有实际应用经验的综合性人才更是紧缺。为决定：本机械手采用多关节结构，结构紧凑简单、控制功能较适应企业对人才的需求，提高高职院校机电类学生的实践动强、重量较轻、成本较低，并初步设定相关要求及技术参数如手能力、工程设计能力以及团队协作能力，我们进行了机电一下：体化

5、教学培训系统的研制。该系统硬件构成中，实验台分成自由度数5个：四个独立的系统(又称为四个站)分别为：上料检测站、传输重复定位精度±3mm；定位检测站、机械手搬运站和仓储分类站。腰关节水平旋转角度范围：一150。～150。；其中，所研制的搬运机械手由多关节机械手模型和控制大臂俯仰角度范围：一90。～一40。；箱两部分组成，多关节机械手模型共有五个关节动作和一个小臂俯仰角度范围：一9o。～一30。；抓手动作。机械手处在系统第三站，实现将第二站传输定位腕关节俯仰角度范围：0。～25。；检测站输送过来的工件搬运到第四站仓储分类站进行分类手爪转动范围：一135。一135O。仓储。2机械手本体结构设

6、计1机械手设计要求工业机器人的组成一般可分成三大部分，即机械系统、所研制的机械手应具有空间搬运功能，要求其能够进行驱动系统和控制系统。而本体结构是具有和人手臂相似的点位控制，具有示教再现功能。由于每次抓取点是在同一点动作功能，可在空问抓放物体或进行其它操作，由机械结构、位上，所以重复定位精度要求较高，稍有偏差就有可能导致机驱动装置及传动装置组成。械手抓偏。另外，其应能演示机械手的基本功能，使学生了解本体结构设计的首要问题是选择座标型式，根据设计要机械手的基本原理和使用方法，吸引学生的机电专业学习兴求采用多关节结构；其次是考虑自由度数，以及各自由度在臂趣，树立一定的工程概念。部、腕部或整个

7、机械手如何配置。为了便于控制，机械手一般基金项目：江苏省教育厅高校高新技术产业指导项目，项目编号：JHZD0~一030。作者简介：沈小强(1s】80一)，男，汉族，江苏省吴江市人，讲师，在读研究生，从事枳诫设计、CAD~CAM等方面的教学与研究。臧华东(1978一)，男，汉族，江苏省南通市人，工程师，实验师，从事自动控制、机电一体化设备的开发与研制。收稿日期：．2010—3—15·33·采用单自由度的旋转副，构形构示意图如图3所示。