四自由度QZB-2型球坐标式机械手设计（含CAD图纸和说明书）.docxVIP

目次

1绪论 1

1.1工业机械手的历史和现状 1

1.2工业机械手的技术发展趋势 2

1.3我国机械手的发展现状 3

2设计参数 4

2.1设计题目 4

2.2初始参数与设计要求 4

3设计方案的拟定 5

3.1初步分析 5

3.2执行机构 5

3.2.1手部 5

3.2.2腕部 6

3.2.3臂部及机身 6

3.3驱动机构 7

3.4控制机构 7

4机械手手部的设计计算 7

4.1设计计算 7

4.2机械手手抓夹持精度的分析计算 10

5腕部的设计计算 11

5.1腕部设计的基本要求 11

5.2腕部的结构以及选择 11

5.2.1典型的腕部结构 11

5.2.2腕部结构和驱动机构的选择 12

5.3腕部的设计计算 12

5.3.1腕部设计考虑的参数 12

5.3.2腕部的驱动力矩计算 12

6腕部与臂部连接处的回转液压缸的设计计算 14

6.1驱动力矩的计算 14

6.1.1惯性力矩的计算 14

6.1.2摩擦阻力矩M的计算 15

6.1.3偏重力矩M的计算 15

6.2回转液压缸的确定 15

7臂部的设计计算 15

7.1臂部设计的基本要求 16

7.2手臂的典型机构以及结构的选择 17

7.2.1典型的臂部运动结构 17

7.2.2手臂运动机构的选择 17

7.3手臂直线运动的驱动力计算 18

7.3.1手臂摩擦力的分析与计算 18

7.3.2手臂惯性力的计算 19

7.3.3密封装置的摩擦阻力 19

7.4确定液压缸工作压力和结构 20

7.5液压缸盖螺钉的计算 22

8臂部俯仰缸的设计计算 24

8.1驱动力矩的计算 25

8.2俯仰摆动油缸驱动力的计算 25

8.3俯仰摆动油缸的设计计算 26

8.4液压缸盖螺钉的计算 27

9机身的设计计算 28

9.1机身的整体设计 28

9.2机身回转机构的设计计算 29

9.3回转缸尺寸的初步确定 30

10液压传动与控制系统设计 30

10.1各液压控制回路的选取 30

10.1.1各液压缸的换向回路 30

10.1.2调速方案 31

10.1.3减速缓冲回路 31

10.1.4系统安全可靠性 31

10.1.5液压系统的合成与完善 31

10.2液压元件的计算和选择 31

10.2.1液压泵的工作压力P 31

10.2.2液压泵的流量Q泵 32

10.2.3选择液压泵的规格 32

10.2.4计算电机所需功率N电，选用电动机 32

10.3液压控制阀的选择 32

10.4液压辅助元件的选择和计算 33

10.4.1过滤器 33

10.4.2油管和管接头 33

10.4.3油箱容积 33

10.5液压系统的计算参数 33

10.6作各液压缸工况图 34

11设计感想 1

12致谢……………………错误!未定义书签。

13参考文献2

1绪论

1.1工业机械手的历史和现状

机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。英格伯格在大学攻读伺服理论，这是一种研究运动机构如何才能更好地跟踪控制信号的理论。德沃尔曾于1946年发明了一种系统，可以“重演”所记录的机器的运动。1954年，德沃尔又获得可编程机械手专利，这种机械手臂按程序进行工作，可以根据不同的工作需要编制不同的程序，因此具有通用性和灵活性，英格伯格和德沃尔都在研究机器人，认为汽车工业最适于用机器人干活，因为是用重型机器进行工作，生产过程较为固定。1959年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。

现代机器人的研究始于20世纪中期，其技术背景