微小型救援机器人机械手设计.pdf

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1、第35卷第2期长春工业大学学报(自然科学版)VoI_35NO．22014年4月JournalofChangehunUniversityofTechnology(NaturalScienceE

2、ti垒!：微小型救援机器人机械手设计杨立松，朱丽。，柳虹亮，谭海东(1．长春工业大学工程训练中心，吉林长春130012；2．吉林农业大学信息化教学与管理中心，吉林长春130118)摘要：根据复杂工作环境下微小型救援机器人的工作特点，设计了一种机器人机械手。依据机械手的关节空间和工作范围设计了机械手的结构，分析了机械手的受力情况，通过简化模型计算驱动力，选择合适的传动方式和壳体及齿轮材料

3、，进行了三维实体建模，为机械手的仿真分析提供了必要的样机模型。实际应用证明，设计的机械手满足设计要求，能够实现预期目标。关键词：微小型救援机器人；机械手；结构设计中图分类号：TH122文献标志码：A文章编号：1674—1374(2O14)02—0178—05StructuredesignofaminiaturerescuerobotmanipulatorYANGLi—song，ZHULi，LIUHong—liang．TANHai—dong(1．EngineeringTrainingCentre，ChangchunUniversityofTechnology，Changchu

4、n130012，China；2．InformationTeachingandManagementCenter，JilinAgricultureUniversity，Changchun130118，China)Abstract：Tomeettherequirementsoftheminiaturerescuerobotunderthecomplicatedoperationenvironment，amanipulatorfortherobotisdesigned．Basedontheitsjointspaceandscopeofwork，thestructureisworke

5、dout．Weanalyzetheforcethemanipulatorreceivedandcalculatedtheoutputpower．Thesuitabledrivingmodeandthematerialsofshellandgeararechosen．The3Dmodelofthemanipulatorisestablishedtosimulatetherealoperation，andtheresultsshowthatthedesigncanmeettheneeds．Keywords：miniaturerescuerobot；manipulator；str

6、ucturedesign．境下，机械手的结构设计一定程度上决定了任务0引目的成败，所以，机械手的设计显得更为重要。对于微小型救援机器人凭借其结构紧凑、应用范微小型救援机器人，其工作特点是要求要有较高围广、适应能力强等诸多优点，在探测、反恐防爆的成功率，所以，设计一种能够适应救援环境的机以及救援等领域都有广泛应用。在具体的工作环械手已显得尤为必要Ⅲ。收稿日期：2013—11—29基金项目：吉林省教育厅“十二五”计划基金资助项目(2010320)作者简介：杨立松(1969-)，女，汉族，吉林长春人，长春工业大学高级工程师，硕士，主要从事机电检测与控制方向研究，E—mailyan

7、glisong@mail．ccut．edu．cn．第2期杨立松，等：微小型救援机器人机械手设计179微小型救援机器人的机械手是微小型救援机机械手到达不同抓取位置与释放位置的方向]；器人非常重要的组成部分。通过设计将一个或者为了满足机械手末端能够到达远近不同的位置要几个机械手安装在可以移动的平台上，这样的设求，设计了大臂、小臂3个自由度2，3和4；因为计结构使设计的机械手在几乎拥有了无限大的工救援物体的存在姿态可能会不同，设计增加了～作空间的同时也获得了高度的运动冗余性。该机个腕部旋转自由度5；由于要完成抓取与释放动械手具有的移动和操作功能也使它明显优于传统作，设计了末端夹持

8、器的自由度6。的机械手。根据上述自由度形式分析，设计的微小型救为了提高机械手的综合适应能力，首先，通过援机器人的操作基本结构主要由5部分构成，包对现有得到广泛应用的微小型救援机器人的工作括末端机械手、基座、大臂、小臂以及手腕。大臂特点进行分析，设计了一种独特的机械手，此机械与基座间的仰俯运动、基座自身的旋转运动、大臂手是以六自由度手臂为依托，拟用电机驱动齿轮与小臂的仰俯运动、腕部与小臂之间的仰俯运动，传动，这样即能够保证机械手的结构紧凑，又能保还有腕部的旋转运动，末端机械手末端夹持器的证在救援环境复杂的情况下仍具有