简易机械手的设计.docVIP

机电液综合课程设计 ——简易机械手的设计 学校： 学院：机械与动力工程学院 班级：机制09-1班 指导教师: 组员： 组长： 目 录 第1章 绪论……………… ……………………………………… ……1 1.1机械手概述……………………………… ……………………… ……1 1.2机械手的设计目的………… ………………………… …………… … 4 1.3机械手的设计内容………… …………… …………………… … ……5 1.4机械手的分类及其在生产中的应用… ……… … ……………………… 6 1.5机械手的应用意义…………… …… … ……………………… ………9 1.6机械手的技术发展方向… ……………… … …………………… …10 第2章 设计方案的论证………………………………………………11 2.1机械手的总体设计…………………………………………………11 2.2机械手腰座结构的设计………………………………………………12 2.3机械手手臂结构的设计………………………………………………12 2.4工业机器人腕部的结构………………………………………………14 2.5机械手末端执行器（手爪）的结构设计………………………………15 2.6机械手的机械传动机构的设计………………………………… ………17 2.7机械手驱动系统的设计………………………………………………18 第3章 理论分析和设计计算…………………………………………26 3.1液压传动系统设计计算………………………………………………26 3.2电机选型有关参数计算………………………………………………………35 第4章 控制系统的设计……………………………………………38 4.1单片机控制系统选择…… …………………………………………38 4.2单片机控制程序………………………………………………………39 4.3机械手的工艺流程…………… ……………… ………………………41 第5章 机械手总成及零件图…………………………………………42 总结……………………………………… ………… …………………44 参考文献………………………………………… ………… …………45 第1章 绪论 1.1机械手的概述 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结 构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的 升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机 械手设计的关 键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。 机械手通常常机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。 工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的