课程设计--机器人液压手爪设计

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1、 机械综合机械综合课程设计说明书课程设计说明书 设计题目：设计题目：机器人液压手爪设计机器人液压手爪设计 专专 业：业：机械设计制造及其自动化 班班 级：级： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 成成 绩：绩： 2017 年年 12 月月 23 日日 目目 录录 课程设计指导书课程设计指导书 1 目目 录录 2 摘摘 要要 3 第一章第一章 概述概述 4 1.1 工业机器人和机械手概述 4 1.2 机器人的历史、现状 . 5 1.3 机器人发展趋势 . 6 第二章第二章 机械手结构设计机械手结构设计 6 2.1 设计时应考虑的几个问题 . 6 2.2 机械手指形状设计 . 7 2.3 机械手爪整体

2、结构设计 . 7 第三章第三章 手爪受力计算及分析手爪受力计算及分析 8 3.1 手爪受力分析 . 8 3.2 动作原理说明 . 8 3.3 夹紧力与 N 与驱动力 A 的关系（传力比） . 8 3.4 运动的动作范围 . 9 第四章第四章 手爪的夹持误差分析手爪的夹持误差分析 10 4.1 误差产生原因 . 10 4.2 误差计算 . 11 第五章第五章 其他零件的设计其他零件的设计 13 5.1 楔块 . 13 5.2 材料及连接件选择 . 15 5.3 液压设备的选择 . 15 5.4 手爪零件的设计和尺寸 . 16 5.5 零件的连接固定 . 17 设计心得与体会设计心得与体会 19

3、参考文献参考文献 20 3 摘摘 要要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程 的自动化程度， 工业机器人作为自动化生产线上的重要成员， 逐渐被企业所认同并采用。 工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目 前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运、取件以及堆垛等重复性并且劳动强度极 大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 本次课程设计旨在设计一个简易的机械手结构，使其能够在气缸作为动力的情况下 实现对目标的夹持，运送以及放下等工作，并绘制出机械手各部件的详细零件图和装配 图，在此基础上能进行三维仿真。在金工实习期间将该机

4、械手进行制造加工，使实物能 够顺利运作， 关键词：关键词：机械手；气缸；结构设计 4 第一章第一章 概述概述 1.11.1 工业机器人和机械手概述工业机器人和机械手概述 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。化工等连续性生产 过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用 机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是 有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外，还有大量的装 卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。机器人的出现并得到应用，为这些 作业的机械化奠定了良好的基础。 “工业机器人

5、”多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具 的装置（国内称作工业机器人或通用机器人）。 机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。机器人具有 结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前我国常把具有 上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。 简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置， 或按照工作要求以操纵工件进行加工。 要机器人像人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关 节等部分组成的抓取和移动机构执行机构；像肌肉那样使手臂运动的驱动传动系 统；像大脑那样指挥手动

6、作的控制系统。这些系统的性能就决定了机器人的性能。一般 而言，机器人通常就是由执行机构、驱动传动系统和控制系统这三部分组成，如图 1 所示。 执行机构 机 器 人 控制系统 驱动-传动系统 手部 腕部 臂部 腰部 基座部（固定或移动） 电、液或气驱动装置 单关节伺服控制器 关节协调及其它信息交换 计算机 图 1.1 机器人的一般组成 5 1.2 1.2 机器人的历史、现状机器人的历史、现状 机器人首先是从美国开始研制的。1958 年美国联合控制公司研制出第一台机器人。 它的结构特点是机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是 示教型的。 日本是工业机器人发展最快、应用最多的国家。自 1969 年从美国引进两种典型机 器人后，大力从事机器人的研究。 目前工业机器人大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；控制方式则为开环 式，没有识别能力；改进的方向主要是降低成本和提高精度。 第二代机器人正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能