关节型搬运机械手结构设计.doc

PAGE PAGE IV 关节型搬运机械手结构设计 摘要：机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程以变动的多功能机器，在工业自动化生产中占据着重要位置。驱动方式可以液压传动，也可以气压传动，也可以是电气控制等方法。本论文的控制对象是由五个自由度采摘机械手组成的机械手群，每个机械手完成八个基本动作，五个机械手互相配合动作。机械手由气缸驱动，气缸受电磁阀控制。限位开关检测机械手是否到达固定位置。 关键词：五自由度机械臂；自由度；结构设计  Absrtact: Manipulator is a multi-functional machine which can automatically locate, control and reprogram to change. It occupies an important position in industrial automation production. Driving mode can be hydraulic transmission, pneumatic transmission, electrical control and other methods. The control object of this paper is a group of five degrees of freedom picking manipulators. Each manipulator completes eight basic actions, and five manipulators cooperate with each other. Manipulator is driven by cylinder, which is controlled by solenoid valve. Limit switch detects whether the manipulator reaches the fixed position. Key words: 5-DOF manipulator; DOF; structural design  目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1 绪论 1 1.1研究背景 1 1.2研究意义 1 1.3研究现状 1 2 五自由度机械臂总体设计 2 2.1五自由度机械臂工作原理 2 2.2五自由度机械臂总体设计方案 3 2.2.1五自由度搬运机械手结构 3 2.2.2五自由度搬运机械手工作原理 4 2.3五自由度机械臂运动分析及计算 5 2.3.1 手部设计基本要求 5 2.3.2 典型的手部结构 5 2.3.3机械手手抓的设计计算 5 2.3.4 机械手手抓夹持精度的分析计算 9 2.3.5弹簧的设计计算 10 2.4腕部的设计计算 12 2.4.1 腕部设计的基本要求 12 2.4.2 腕部的结构以及选择 13 2.4.3 腕部的设计计算 13 2.5臂部的设计及有关计算 17 2.5.1 臂部设计的基本要求 17 2.5.2 手臂的典型机构以及结构的选择 18 2.5.3 手臂直线运动的驱动力计算 18 2.5.4 液压缸工作压力和结构的确定 21 2.6机身的设计计算 22 2.6.1 机身的整体设计 22 2.6.2 机身回转机构的设计计算 24 2.6.3 机身升降机构的计算 27 3五自由度机械臂结构设计 30 3.1 三维总装配图 30 3.2 腰部装配图设计 30 3.3 三维主要零件图 32 结语 39 参考文献 40 致 谢 41 PAGE 20 1 绪论 1.1研究背景 随着社会和科学技术的进步，工业生产自动化设备的应用越来越广泛。机械手的诞生是基于生产技术的不断改进。它是现代生产与科学技术应用相结合形成的一项重要技术。工业机械手的应用降低了劳动强度，提高了产品加工精度，减少了危险的手工生产，特别是在一些危险行业，如化工生产中的有毒物质，核电站的放射性物质，易燃易爆的生产环境等。烟火等物品非常适合使用。使用操纵器进行生产。在机械工业（铸造、锻造、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配等）中也被广泛使用，如在柔性生产线上使用气动机械手运输物料；在机械零件装配线上，使用机械手抓取零件并与另一零件装配。这些应用大大降低了劳动强度，促进了安全生产，提高了产品质量，适应了现代生产趋势，具有很强的生命力。 1.2研究意义 机械手的驱动方式有气动传动、液压传动、电气传动和机械传动。压缩空气作为气动技术的介质，具有动