常昕凯V论文

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1、[LlSIlJ]ZBTIZHEJI人HGBES5TCCHN^lQCrVINSTITUTE工曇旄旱宴殺针关节式机械手的设计与仿真专业：数控技术班级：数控0822学号：0801207238学生姓名：常昕凯校外指导教师：校内指导教师：徐生二零一一年五月目录摘要1第一章关节式机械手的工作周期21.1概述21.2关节式机械手的工作周期2第二章内部机械结构的确定32.1内部传动结构的概述32.2腰部的传动结构32.3大臂的传动结构32.4中臂的传动结构42.5小臂的传动结构52.6手腕，夹持器的传动结构62.7总休结构的概观6第三章运动仿真的实

2、现83.1运动仿真的类型83.2刚性连接83.3销钉连接83.4滑动杆连接93.5圆柱连接93.6槽连接93.7齿轮的连接103.8运动的实现10第四章基本的数学计算124.1数学计算的简单介绍124.2MATLABR2009a的简单介绍124.2.1MATLABR2009a的输入介绍124.2.2MATLABR2009a的运算介绍14第五章结论与展槊15参考文献16附录A机械手中所用到的标准件17摘要：本次设计的口标为完成关节式机器人的内部传动结构设计，并通过软件的仿真來证明正设计的确性。最终成为一个示意性的设计。在这次的设计过程

3、小，我将运用到MATLABR2009a,UGNX6.0,ProENGINEERWILDFIRE5.0來进行实体的建模，装配，运动的仿真，坐标的计算等，体现出这些工业设计，甚至于数学软件在现代化的研究，生产所起到的作用。运动过程为生产工作中的一个周期：①大臂向卜•转动的同时中臂也向卜•转动，期间夹持器向外扩张（使夹持器与工件平行）②夹持器向内运动，夹紧工件③小臂向上转动90度④手腕旋转180度（完成工件的换向）⑤腰部旋转180度（运动到另一个工作台）⑥小臂向下转动90度⑦夹持器向外扩张，松开工件⑧大臂，中臂同时向上转动⑨腰部回转180

4、,同时手腕回转180度，回到初始状态。经过速度的条件和安全性的考虑，总体完成一个周期的时间控制为31秒。鉴于本次的设计属于创意性设计，同时关于机械手的内部结构的资料不多，另外木人的专业限制，有不足Z处请老师帮助改进，谢谢。关键词：工业机器人机械手内部结构设计第一章关节式机械手的工作周期1.1概述随着现代科学技术的发展，机器人已经向类人话迈进了一大步。在一些精密制造，高危，有毒害或者劳动时间长和劳动强度大的场所，往往采用机器人来代替真人。机器人可以持续工作，无情绪化，工作效率高，工作质量高，而冃回收成本快，在现代化的工厂中大受欢迎。本

5、次设计的目标是关节式机械手，这种工业机器人是在工业中应用最为广泛的，仿照人手进行设计，有和人手相同的口由度。夹持器部分的不同设计使这类机器人能完成搬运，加持，装配，喷漆，焊接等不同工种的作业。本次设计中采用的软件有MATLABR2009a,UGNX6.0,ProENGINEERWILDFIRE5.0。使用MATLABR2009a,UGNX6.0进行数学建模及基础的计算。UGNX6.0,ProENGINEERWILDFIRE5.0进行零件的三维建模。ProENGINEERWILDFIRE5.0来进行装配和仿真。1.2关节式机械手的工作

6、周期工作目标为模仿人工的搬运过程，并将物体旋转180度，放于平行的另一条传送带上。工作过程为（假定初始的状态下所冇关节垂直于底座）：①大臂向下转动的同时中臂也向卜•转动，期间夹持器向外扩张（使夹持器与工件平行）②夹持器向内运动，夹紧工件③小臂向上转动90度④手腕旋转180度（完成工件的换向）⑤腰部旋转180度（运动到另一个工作台）⑥小臂向下转动90度⑦夹持器向外扩张，松开工件⑧大臂，中臂同时向上转动⑨腰部回转180,同时手腕回转180度，回到初始状态。经过速度的调节和安全性的考虑，总体完成一个周期的时间控制为31秒。螺钉轴承第二章内

7、部机械结构的确定2.1内部传动结构的概述内部传动结构采用机械传动和液压传动相结合，动力装置为直流电机。2.2腰部的传动结构腰部的回转机构采用行星轮实现。将轮架固定于底座上盖。电动机放置于底座，直接连接主动轮，底座则固定于地面。主动轮运动带动从动轮旋转，同时从动轮带动轮架旋转。由于轮架固定于底座上盖，故而能实现电动机带动腰部回转。通过电动机的功率和行星轮的传动比，结合运动时间和工作过程，就能进行定位控制。示意图如图2・1。行星轮组轮架电动机底座图2-1腰部传动结构示意图2.3大臂的传动结构人臂的回转采用直齿轮组实现。在腰部的底座上增加

8、人臂底座的支撑齿轮箱，驱动电机外置于大臂。大臂的冋转使用直齿轮组控制。同吋，将屮臂的回转电机及齿轮组内置于大臂屮，方便小臂回转的控制实现。大臂底座与大臂的链接使用类似于龙键的多个键连接，有足够的强度，并且同心性好，拆装，更换方便。配合