轻型平动搬运机械手的设计及运动仿真本科毕业论文.doc

轻型平动搬运机械手的设计 摘要 随着工业自动化发展的需要，机械手在工业应用中越来越重要。文章主要叙述了机械手的设计计算过程 。 首先，本文介绍机械手的作用，机械手的组成和分类，说明了自由度和机械手整体座标的形式。同时，本文给出了这台机械手的主要性能规格参量。 文章中介绍了搬运机械手的设计理论与方法。全面详尽的讨论了搬运机械手的手部、腕部、手臂以及机身等主要部件的结构设计。 关键词：机械手；液压传动；液压缸； 目录 摘要 1 1 绪论 1 1.1前言 1 1.2 工业机械手的简史 1 1.3工业机械手在生产中的应用 2 1.4 机械手的组成 3 1.4.1 执行机构 3 1.4.2 驱动机构 4 1.4.3 控制系统分类 4 1.5工业机械手的发展趋势 4 1.6 本文主要研究内容 5 1.7 本章小结 5 2 机械手的总体设计方案 7 2.1 机械手基本形式的选择 7 2.2机械手的主要部件及运动 7 2.3驱动机构的选择 8 2.4 机械手的技术参数列表 8 2.5 本章小结 8 3 机械手手部的设计计算 9 3.1 手部设计基本要求 9 3.2 典型的手部结构 9 3.3机械手手抓的设计计算 9 3.3.1选择手抓的类型及夹紧装置 9 3.3.2 手抓的力学分析 10 3.3.3 夹紧力及驱动力的计算 11 3.3.4 手抓夹持范围计算 12 3.4 机械手手抓夹持精度的分析计算 13 3.5弹簧的设计计算 14 3.6 本章小结 16 4 腕部的设计计算 17 4.1 腕部设计的基本要求 17 4.2 腕部的结构以及选择 17 4.2.1典型的腕部结构 17 4.2.2 腕部结构和驱动机构的选择 18 4.3 腕部的设计计算 18 4.3.1 腕部设计考虑的参数 18 4.3.2 腕部的驱动力矩计算 18 4.3.3 腕部驱动力的计算 19 4.3.4 液压缸盖螺钉的计算 20 4.3.5动片和输出轴间的连接螺钉 21 4.4 本章小结 22 5 臂部的设计及有关计算 23 5.1 臂部设计的基本要求 23 5.2 手臂的典型机构以及结构的选择 24 5.2.1 手臂的典型运动机构 24 5.2.2 手臂运动机构的选择 24 5.3 手臂直线运动的驱动力计算 24 5.3.1 手臂摩擦力的分析与计算 24 5.3.2 手臂惯性力的计算 26 5.3.3 密封装置的摩擦阻力 26 6 机身的设计计算 29 6.1 机身的整体设计 29 6.2 机身回转机构的设计计算 30 6.3 机身升降机构的计算 34 6.3.1 手臂偏重力矩的计算 34 6.3.2 升降不自锁条件分析计算 35 6.3.3 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 36 6.4 轴承的选择分析 36 6.5 本章小结 37 8 结论 45 1 绪论 1.1前言 用于再现人手的的功能的技术装置称为。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为。 工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。 机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的。 机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。 机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。 随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批