六自由度搬运机械手结构设计说明书

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1、六自由度搬运机械手结构设计目录目录-1-摘要-3-Abstract-4-第一章绪论-5-1.1工业机械手的概述-5-1.2　本论文研究的主要内容-5-第二章机械手方案的创成和机械设计-6-2.1机械手机械设计的特点-6-2.2与机械手有关的概念-6-2.3设计方案-7-2.3.1方案要求-7-2.3.2方案功能设计与分析-7-2.5后轴和大臂板刚度和强度分析-10-2.5.1后轴和大臂板有限元模型的建立与解析-11-2.5.2计算结果分析-12-2.6机械手旋转电机的选取-13-第三章运动学分析-16-3.1概述-16-3.2运动学正解-18-3

2、.3运动学逆解-20-3.4雅可比矩阵的推算和速度分析-23-第四章工作空间分析-26-4.1工作空间分析简述-26-4.1.1工作空间的概念-26-4.1.2工作空间的形成-26-4.1.3工作空间中的空腔和空洞-27-4.2理想工作空间的包络方程-28-4.3实际工作空间分析和作图-32-第五章机械手结构设计-34-5.1手部设计基本要求-34-5.1.1传动机构-34-5.1.2回转型传动机构-34-5.1.3平移型传动机构-35-5.1.4机械手手抓的设计计算-35-5.2腕部设计的基本要求-37-5.2.2腕部的结构以及选择-38-5.

3、2.3腕部设计考虑的参数-38-5.3机身回转结构的选择-40-5.4机械手最终设计三维图-40-第六章系统控制部分-41-6.1应用背景与要求-41-6.2组成部分-41-6.2.1关节的限位控制-41-6.2.2工件坐标系的测量与计算-41-6.2.3机械手的张合控制-42-6.2.4公式之间的转换-42-6.2.5计算结果的存储-42-6.3机械手系统的工艺流程-42-6.4机械手控制系统功能设计分析-44-6.4.1PLC的资源分配-44-6.4.2机械手系统的控制程序-45-第七章结论-47-7.1本论文取得的结果-47-7.2设计中存

4、在的问题-47-7.3对本设计改进的方法-47-致谢-48-参考文献-49-附录一PLCI/O口分配图-51-附录二示例程序-52-摘要随着现代科学技术的发展，机械手技术越来越受到广泛关注，在工业生产日益现代化的今天，机械手的使用变得越来越普及。因此，对于机械手技术的研究也变得越来越迫切，尤其是工业机械手方面。本论文作者针对这一领域，设计了一款拥有6个自由度的机械手。首先，作者针对该机械手的设计要求，对结构设计选择了一个最优方案，同时进行了运动学分析，用D-H法建立坐标变换矩阵，推算了运动方程的正逆解，用矢量积法推导了速度雅克比矩阵；其次进行工作

5、空间分析；然后进行动力学分析，对关键零件进行校核。机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用，因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。本课题对搬运机械手进行了总体方案研究，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。关键词：机械手，运动学分析，工作空间分析，动力学分析AbstractWiththedevelopmentofmodernscienceandtechnology,robotics,mor

6、eandmoreattentioninanincreasinglymodernizedindustrialproduction,theuseofrobotsbecomingmoreandmorepopular.Therefore,roboticshasbecomeincreasinglyurgent,especiallyindustrialrobots.Forthisarea,theauthorsdesignedarobotwith6degreesoffreedom.Firstofall,oftherequirementsforthedesign

7、oftherobot,structuraldesignoptionsforanoptimalsolution,whileforthekinematicanalysis,coordinateswiththeDHmethodtoestablishthetransformationmatrixiscalculatedbyinversesolutionofequationsofmotion,derivedbyvectorproductmethodJacobianmatrixofspeed;followedbyspatialanalysiswork;and

8、dynamicanalysis,thekeypartsofthecheck.Industrialmanipulatoristheinev