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五自由度機(jī)械手課程設(shè)計(jì)

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更新時(shí)間：2014-05-23
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五自由度機(jī)械手課程設(shè)計(jì)
目錄
一、緒論 4
1.1 選題背景 4
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和趨勢(shì) 4
1.3課題研究的意義 5
1.4 設(shè)計(jì)目的 5
二、機(jī)械手的總體設(shè)計(jì) 5
2.1基本參數(shù) 6
2.2總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 6
三、機(jī)械手各部件的設(shè)計(jì) 7
3.1手部的設(shè)計(jì) 7
3.1.1手部結(jié)構(gòu)的分類 7
3.1.2手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 7
3.1.2運(yùn)動(dòng)分析 9
3.1.3氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 10
3.2機(jī)械手腕部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
3.2.1 機(jī)器人手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 10
3.2.2 機(jī)器人手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)說明 11
3.3基座的設(shè)計(jì) 12
3.3.1基座設(shè)計(jì)要求 12
3.3.2基座設(shè)計(jì)說明 13
3.2基座 13
四、小結(jié) 13
五、參考文獻(xiàn) 14
二、機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)
2.1基本參數(shù)
本設(shè)計(jì)擬搬運(yùn)寬度尺寸90～110mm、質(zhì)量為5kg以內(nèi)的任意形狀工件。機(jī)械手最高可舉1353mm，搬運(yùn)物體回轉(zhuǎn)半徑1000mm。手指的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式為氣動(dòng)傳動(dòng)。氣動(dòng)傳動(dòng)的機(jī)械手是以工業(yè)用高壓氣體的壓力來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。
2.2總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
機(jī)械手采用五關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)形式，五關(guān)節(jié)機(jī)械手的手部所握持的工件（或工具）在空間的位置，是由臂部、腕部以至整機(jī)等各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的合成來確定的。本設(shè)計(jì)的氣動(dòng)機(jī)械手具有五個(gè)自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)抓取、搬運(yùn)、完成工件的上料或卸料。為執(zhí)行這些動(dòng)作，系統(tǒng)共設(shè)有五個(gè)步進(jìn)電機(jī)，可在五個(gè)坐標(biāo)內(nèi)工作。
該機(jī)械手分為：底座、腰部、大臂、小臂、腕部和手部等六個(gè)部分，圖中的五個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)都是通過五臺(tái)步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，而手部的夾緊動(dòng)作是通過氣動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。
關(guān)節(jié)式機(jī)械手是一種適用于靠近機(jī)體操作的傳動(dòng)型式。它像人手一樣有肘關(guān)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)自由度，動(dòng)作比較靈活，適于在狹窄空問工作。本設(shè)計(jì)具有五臺(tái)步進(jìn)電機(jī),分別控制腰部的轉(zhuǎn)動(dòng)、大臂的擺動(dòng)、小臂的擺動(dòng)、手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)、手腕的仰俯運(yùn)動(dòng)。每個(gè)步進(jìn)電機(jī)有各自的作用和負(fù)載，因此需要根據(jù)各自的情況選擇電機(jī)的型號(hào)。
手部采用鋁合金材料，其他腕部、大臂、小臂、腰部均采用薄鋼板焊接而成。基座采用鑄鐵鑄造。
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