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机械手模型设计及制作论文[带图纸].doc

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机械手模型设计及制作论文[带图纸].doc

编号无锡太湖学院毕业设计(论文)题目机械手模型设计及制作信机系机械工程及自动化专业学号学生姓名指导教师(职称副教授)(职称)2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书本人郑重声明所呈交的毕业设计(论文)机械手模型设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果,其内容除了在毕业设计(论文)中特别加以标注引用,表示致谢的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级机械93学号0923130作者姓名2013年5月25日III摘要科学发展观为我国工程技术的发展开辟了广阔道路,而机械手作为一种高科技自动化生产设备,已经广泛应用于国民经济的各个领域,这就对我们的教育培训部门提出了新的要求。因此,为了适应社会发展的形势,在现有技术基础上设计一台教学型机械手有着深远的科教意义。本课题设计的教学型搬运机械手,主要包括机械手的总体方案设计、机械手的机械结构设计以及驱动、控制系统设计等,实现了机械手手部的四自由度运动手臂的升降、伸缩和手腕、手臂的回转。设计中分析了教学型机械手的功能要求和现实意义,通过气压缸来实现手臂的升降和伸缩,采用回转气压缸来实现手腕和手臂的回转。设计的机械手结构简单、便于操作,在单片机的控制下完成预期的动作,能给学生以直观的印象,达到教学演示的目的。关键词机械手气动装置四自由度控制系统IVAbstractScientificconceptofdevelopmentofengineeringtechnologyhasopenedupabroadroad,whiletherobotasahightechautomatedproductionequipment,hasbeenwidelyusedinvariousfieldsofnationaleconomy,whichtheeducationandtrainingsectorofourproposednewrequirements.Therefore,inordertoadapttothesituationofsocialdevelopment,basedonexistingtechnologytodesignateachingtyperobotsciencehasfarreachingsignificance.Thesubjectofdesignforteachinghandlingrobots,mainlyconsistsofrobotsoveralldesign,robotmechanicalstructuredesign,aswellasdrive,controlsystemdesign,implementationofthemanipulatorhandsoffourdegreesoffreedomthearmmovements,stretchingandwrist,arm,rotary.Thedesignoftheteachingfunctionofmechanicalhandrequirementsandpracticalsignificance,achievedbypneumaticcylinderspushthearmmovementsandstretching,rotarypneumaticcylindersusedtoachievearmandwristrotation.Manipulatordesignsimple,easytooperate,underthecontroloftheMCUtocompletethedesiredaction,givingthestudentsavisualimpression,toachievethepurposeofteachingdemonstration.KeywordsManipulatorPneumaticdeviceFourDegreesofFreedomThecontrolsystemV目录1绪论...........................................................................................................................................11.1机械手概述.........................................................................................................................11.2机械手的组成和分类.........................................................................................................11.2.1机械手的组成..................................................................................................................11.2.2机械手的分类..................................................................................................................41.3国内外发展状况.................................................................................................................51.4课题研究的主要内容............................................................................................................61.5教学用机械手的功能要求及现实意义................................................................................61.5.1教学用机械手的功能要求.............................................................................................61.5.2教学用机械手的现实意义.............................................................................................62机械手的设计方案...................................................................................................................72.1机械手的座标型式与自由度.............................................................................................72.1.1机械手的坐标型式.........................................................................................................72.1.2机械手的自由度.............................................................................................................82.2机械手的手部结构方案设计.............................................................................................82.3机械手的主要参数...........................................................................................................102.4机械手的技术参数列表...................................................................................................113机械手机械系统设计.............................................................................................................123.1手部结构设计......................................................................................................................123.1.1设计时考虑的几个问题.............................................................................................123.1.2手爪夹持装置的机构选型............................................................................................123.1.3手部夹紧气缸的设计.................................................................................................133.2手腕结构设计......................................................................................................................173.2.1手腕的自由度............................................................................................................183.2.2手腕的驱动力矩的计算............................................................................................183.3手臂结构设计......................................................................................................................223.3.1手臂伸缩与手腕回转部分............................................................................................223.3.2手臂升降和回转部分....................................................................................................243.3.3手臂升降气缸的设计....................................................................................................243.3.4手臂回转缸体的设计....................................................................................................274机械手气压系统的设计.........................................................................................................294.1气压传动系统工作原理图..................................................................................................294.2气动元件介绍......................................................................................................................295机械手控制系统设计.............................................................................................................335.1控制系统的结构分类.........................................................................................................335.2控制方式.............................................................................................................................33

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