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1、摘要本次设计实验用三自由度机械手为实验用专用机械手，主要由手爪、手臂、机身、机座等组成，具备上料、搬运等多种功能，本机械手机身采用机座式，实验对象围绕机座布置，其坐标形式为关节式，具有水平旋转、手臂竖直摆动等3个自由度；驱动方式为电机驱动，利用电机带动减速机，减速机减速后带动旋转轴实现各个回转运动。电动驱动的优点是控制精度高，能精确定位，反应灵敏，可实现高速、高精度的连续轨迹控制，伺服特性好。本次设计的机械手能对不同物体完成多种动作。采用单片机控制系统，最终实现关节的伺服控制和制动、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的在线修改程序、设置参考点和回参考
2、点。关键词：机械手；电机驱动；伺服。IIAbstractThisdesignexperimentwiththreedegreesoffreedomtoexperimentwithadedicatedroboticmanipulator,mainlybythegripperarm,body,frameandothercomponents,withthefeeding,handlingandotherfunctions,thephoneadoptsthebasemachine,experimentalarrangedaroundthebaseobject,its
3、coordinatesintheformofjointtype,withhorizontalrotation,verticalarmswing,andotherthreedegreesoffreedom;drivethemotordrive,usingmotordrivenreducer,gearreducerdriveshaftaftereachrotationtoachievemovement.Advantagesofelectricdrivecontrol,highprecision,accuratelypositioning,responsive,e
4、nablinghigh-speed,high-precisioncontinuouspathcontrol,servocharacteristicsofagood.Thedesignoftherobotcanperformmultipleactionsondifferentobjects.Controlsystemusingsinglechip,andultimatelythejointservocontrolandbrakingproblems,real-timemonitoringoftherobotmovementofeachjoint,therobo
5、tprogrammingandonlineteachingmodifytheprogram,setthereferencepointandbacktothereferencepoint.Keywords:manipulator;motordrive;servo.II目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1题目提出的意义11.2国内外发展现状1第2章方案的确定与比较分析32.1机械手机械系统的比较与选择42.2机械手驱动系统的比较与选择6第3章驱动源的选择与设计计算93.1主要技术参数的确定93.2各关节电机的选择计算103.2.1大臂旋转电机的选择1
6、13.2.2小臂旋转电机的选择123.2.3腰部旋转电机的选择13第4章手部结构设计154.1夹持式手部结构154.1.1手指的形状和分类154.1.2设计时考虑的几个问题154.2手部夹紧气缸的设计164.2.1弹簧的设计计算164.2.2对于压缩弹簧稳定性的验算174.2.3疲劳强度和应力强度的验算。174.2.4手部驱动力计算184.2.5气缸直径的设计计算194.2.6缸筒壁厚的设计214.2.7活塞杆运动行程的计算21第5章各机械部件的设计选择与校核235.1轴的设计与校核235.1.1大臂旋转轴的设计235.1.2大臂轴的强度校核245.2键的选
7、择与强度的校核275.3轴承寿命的校核305.4联轴器的选择与圆锥销的校核315.4.1联轴器的选择.315.4.2联轴器圆锥销的校核32第6章控制系统设计336.1单片机最小系统336.1.18051单片机介绍346.2.2复位电路366.1.3振荡电路366.2串行接口电路376.3传感器386.3.1传感器的选型386.3.2硬件电路的设计396.4电动机的控制406.4.1L298N电机驱动芯片简介406.4.2硬件电路图41结论42致谢43参考文献44CONTENTSAbstractIChapter1Introduction11.1Signific
8、anceofproposedtopics11.2De
