1、 多自由度铝合金机械手的设计与实现多自由度铝合金机械手的设计与实现 作作 者者 姓姓 名名 专专 业业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 指导教师姓名指导教师姓名 专业技术职务专业技术职务 讲讲 师师 1 目目 录录 摘 要 3 第一章 前言 4 1.1 工业机械手概述 5 1.2 机械手的组成和分类 5 1.2.1 机械手的组成 5 1.2.2 机械手的分类 6 1.3 国内外发展状况 6 1.3.1 机械手发展历史 6 1.3.2 机械手发展趋势 7 1.4 本论文研究的内容及意义 8 第二章 工业机械手的总体设计 9 2.1 机械手基本形式的选择 9 2.2 机械手的主要部件
2、及运动 9 2.3 驱动机构的选择 9 2.4 机械手主要技术参数指标 11 第三章 机械手的机械系统设计 12 3.1 机械手的手部设计基本要求 12 3.2 机械手典型的手部结构 12 3.3 机械手手抓的设计计算 12 3.3.1 选择机械手手抓的类型及夹紧装置 12 3.3.2 手抓的力学分析 12 3.3.3 手抓夹紧力及驱动力的计算 13 3.3.4 手抓夹持范围计算 14 2 3.4 销轴的选择与校核 15 第四章 机械手驱动装置的选择 16 4.1 机械手夹紧气缸的选择 16 4.1.1 气缸直径的计算 17 4.1.2 气缸型号的确定 17 4.2 机械手上升气缸的选择 17
3、 4.2.1 手部重量的估算 17 4.2.2 上升气缸型号的选择 18 4.2.3 气缸控制回路原理图 18 4.3 电机的选择 19 4.3.1 电机的类型及作用 19 4.3.2 电机的选择 20 4.4 轴承的选择 21 4.4.1 轴承的类型及特点 21 4.4.2 轴承的选择 21 4.5 轴的设计 22 第五章 总结与展望 23 参考文献 25 致 谢 26 3 摘 要 机械手主要由手部和运动机构组成。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 23 个自由度。 本毕业设计中，采用直角坐标和关节坐标相结合的框架式机械结构形式，这种方 式能够提高系统的稳定性和操作灵活性。传动装置是将驱动元件的动力传递给机器人 机械手相应的执行机构，以实现各种必要的运动，传动方式上采用结构紧凑、传动比 大的蜗轮蜗
