六自由度机器人结构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 I 摘 要 工业机器人一般可理解为：在工业自动化应用领域中的一种自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操作机（固定式的或是移动式的），用于搬运材料、工件、操持工具或检测装置，完成各种作业。 近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴的学科，并得到了较快的发展。机械手广泛地应用于锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中，机械手由于其显著的优点而受到特别重视。 机械手自 1999 年投入运行 , 工作安全可靠 , 效果良好 ,逐步开发了相关实验、实训教学项目 , 以机械手作为实验 (训 ) 载体 , 逐步形成了以学生为主体、理论与实践相结合的教学模式 , 激发了学生的创造性和动手能力 , 为提高学生的工程素质、全面提高学生的综合素质创造了基础条件。 关键词： 关键词： 结构设计， 机器臂， 关节型 机械手 ，结构分析 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 be in in of a of of or or of In of a is in in of to of by is of it to of 999 is be as nc in as a a as to 买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 V 目 录 摘 要 . I . 一章 概述 . 1 1. 1 机械手的发展历史 . 1 1. 2 机械手的发展意义 . 1 1. 3 机械手在机械制造中的应用 . 2 1. 外应用 . 2 1. 内应用 . 3 第二章 工业机械手 . 4 业机械手的分类 . 4 业机械手的设计方法 . 6 部的设计 . 6 部的设计 . 6 部的设计要求 . 7 第三章机械手方案 总体设计 . 11 3. 1 工业机械手概述 . 11 3. 2 方案设计 . 12 3. 3 总体设计 . 12 第四章 手部 计算与分析 . 15 部 计算与分析 . 15 部设计的基本要求 . 15 部的计算和分析 . 15 部 计算与分析 . 23 部设计的基本要求 . 23 部回转力矩的计算 . 23 部计算与分析 . 33 部设计的基本要求 . 33 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 手臂的设计计算 . 36 动结构形式的选择 . 36 何参数的计算 . 36 轮波发生器及其薄壁轴承的计算 . 36 轮齿面的接触强度的计算 . 36 轮疲劳强度的计算 . 36 结构尺寸设计 . 41 的受力分析及计算 . 43 身计算与分析 . 36 算输出轴的转矩 . 46 定各轴传动比 . 36 速级齿轮设计与计算 . 48 速级齿轮设计与计算 . 49 入轴的设计与计算 . 50 轴的设计与计算 . 51 出轴的设计与计算 . 52 入轴上轴承寿命计算 . 53 章小结 . 54 结 论 . 56 参考文献 . 63 致 谢 . 64 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 1 第一章 概述 1. 1 机械手的发展历史 人类在改造自然的历史进程中，随着对材料、能源和信息这三者的认识和用，不断创造各种工具（机器），满足并推动生产力的发展。 工业社会向信息社会发展，生产的自动化，应变性要求越来越高，原有机器系统就显得庞杂而不灵活，这时人们就仿造自身的集体和功能，把控制机、动力机、传动机、工作机综合集中成一体，创造了“集成化”的机器系统 机器人。从而引起了 生产系统的巨大变革，成为“人 机器人 劳动对象”，或者“人 机器人 动力机 工作机 劳动对象”。 机器人技术从诞生到现在，虽然只有短短三十几年的历史，但是它却显示了旺盛的生命力。近年来，世界上对于发展机器人的呼声更是有增无减，发达国家竞相争先，发展中国家急起直追。许多先进技术国家已先后把发展机器人技术列入国家计划，进行大力研究。我国的机器人学的研究也已经起步，并把“机器人开发研究”和柔性制造技术系统和设备开发研究等与机器人技术有关的研究课题列入国家“七五”、“八五”科技发展计划以及“八六三”高科 技发展计划。 工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已经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，逐渐形成一门新兴的学科 机械手工程。 1. 2 机械手的发展意义 机械手的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分地代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 2 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。从而大大地改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到各 先进工业国家的重视，投入大量的人力物力加以研究和应用。 近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴的学科，并得到了较快的发展。机械手广泛地应用于锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中，机械手由于其显著的优点而受到特别重视。 机床上料机械手是典型的机电一体化设备，它可自动地为机床抓取工件，取代操作人员频繁取料，降低劳动强度，提高工作效率。 总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化 的一个重要手段，国内外都很重视它的应用和发展。 1. 3 机械手在机械制造中的应用 1. 外应用 美国制造 155 毫米的钢弹体洛克福特军械厂，从胚料加工开始到加工完毕直至弹体包装都自动进行，不用人手去接触，达到全自动生产。 工业机械手还能用来代替人工进行打磨、抛光、去毛刺和清理切屑等工作。例如，瑞典一家工厂打磨和抛光不锈钢子弯头时，采用 械手，提高加工效率30%以上，而且产品质量稳定，不伤害工人。又如：瑞典沃尔沃（ 司在机械手上装了三个环形磨轮装置，用来对传动箱外表面去毛刺 ，比手工方法节省工时50%。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 3 1. 内应用 国内在金属切削加工中，用机械手来完成刀具的自动更换。如北京第二机床厂，北京第八机床厂，上海第二机床厂，上海第八机床厂，宁夏大河机床厂等单位研制的自动换刀机床，均用机械手自动更换刀具。在生产自动线上，用机械手完成的传递和上下料，如：沈阳水泵厂深井泵体加工自动线，无锡柴油机厂和甘肃汽车齿轮厂的齿胚的加工自动线都采用了机械手。大连工矿车辆厂的 800架的加工，采用机械手抓取、传递和安放并与一些机床组合成侧架切削加工自动线，提高效率 10 倍。 1. 4 机械手 的 发展趋势 国内应加强机械手基础性能的实验以及基础理论研究，克服和解决制造技术及其它存在的问题。提高机械手运动速度。尤其是应用于冲压行业中的机械手，以适应提高生产率和符合生产节拍的需要。要研究解决机械手的运动速度和缓冲、定位技术。引进国外先进技术，培训专门技术人才，普及机械手有关知识。尽快解决机械手的定型设计、定点、定量生产以及配套件的生产和供应问题，推进机械手设计制造中的现代化（ 标准化、系列化工作，以满足国内外市场的需求。目前工业机械手的应用逐步扩大，技术性能不 断提高，其发展趋势是：扩大机械手在工业上的应用、提高工业机械手的工作性能、发展组合式机械手、研制具有“视觉”和“触觉”的“智能机器人”。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 4 第二章 工业机械手 业机械手的分类 目前对机械手尚无明确的分类标准，全国各她区尚未统一，我们按目前应用比较多的两个方面进行分类 : （一 )按所搬运的工件重量 (或称臂力 )分类 臂力在 1 公斤以下 ; - 臂力在 130 公斤以内、 臂力在 30 公斤以上。 目前大多数下业机械手其搬运的重量为中型的。 (二 )按机能分类 1 简易型通 用机械手 有固定程序和可变程序两种。固定程序由挡块或凸轮转鼓控制；可变程序用插销板来给定程序。这种机械手多为气动或液压驱动，结构简单，成本较低，改变程序较容易。只适用于程序较简单的点位控制，实现重复性操作作为一般单机服务的搬运工作也完全够。目前这种机械手数量最多。 2 示教再现通用机械手 这种机械由人工通过示教装置领动一遍，或者予先操作给定一遍，称为示教。它由磁鼓（或磁带、磁芯 )把程序记录下来，此后机械手就自动按记忆的程序，重复地进行鹅环动作。这种机械手多为电液伺服控制。与前者比较，这种机械手可有较多 的自由度，有可能实现连续轨迹控制，能进行程序较复杂的作业，通用性较大。 3，具有视觉、触觉的通用机械手 这种机械手由电子计算机控制，装备有电视摄像管和传感器等，因而具有视觉、热感 种机械手我网日前还处于研制阶段。 再次按使用范围，驱动方式和控制系统等进行分类。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 5 按使用范围分为专用机械手和通用机械手 专业机械手：一般附属于工作机器设备，动作程序固定，驱动系统和控制系统可以独立，亦可附属于工作机器设备。 通用机械手：独立工作的自动化机械设备。在规格性能的范围内，其动作程序是可变的，通过调整可在 不同的场合使用，驱动系统和控制系统是独立的。 按驱动方式分为液压机械手，气压机械手，电动机械手，机械式机械手。 液压机械手：输出力大，传动平稳。如采用电液伺服机构，可实现连续轨迹控制。液压系统的密封要求严格，又问对油的粘度影响大。 气压机械手：气源方便，输出力小，气压传动速度快，结构简单，成本低。但工作不太稳定，冲击大，在同样的抓重条件下它比液压机械手的结构大。 电动机械手直接用直线电机，功率步进电机和具有特殊结构的感应电动机等来驱动，动力源简单，不需要能量装换机构，维护使用方便。目前这种工业机械手尚在发 展之中。 机械式机械手：由工作机构带动机械手运动，工作可靠，动作频率高，结构简单，成本低。但动作固定不可变。 按控制系统可分为点位控制和连续控制 点位控制：只能控制工业机械手运动的几个点的位置，运动轨迹不受控制。目前使用的专用和通用工业机械手均属于此类。 连续控制：工业机械手按给定的速度沿给定的线路（轨迹）实现平稳准确的运动。特点是设定点时无限的，整个运动过程都要求处在控制之下。这来工业机械手一般采用小型计算机控制。 机械手的手部是用来抓取并握紧工件的，它包括手爪和夹紧装置两部分。夹持工件的迅速、灵活 、准确和牢靠程度，直接影响到机械手的性能，是机械手的关键部件之一。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 6 业机械手的设计方法 机械手的手部是用来抓取并握紧工件的，它包括手爪和夹紧装置两部分。夹持工件的迅速、灵活、准确和牢靠程度，直接影响到机械手的性能，是机械手的关键部件之一。 部的设计 手部的设计要求： 工件的重力外，还要能不使工件在传送过程中松动或脱落 ; 爪的张开角度（手爪张开或闭合时两个极限位置所摆动的角度 )应能适应夹紧较大的直径范围 ; 。既耍求工件在手爪内定位准确，又不夹坏工件表而。一般需根据工件的形状选择相应的手爪结构 :如元住形工件应采用带 V 形槽的手爪来定位，对于工件表面光洁度较高的，应在手爪上镶铜、夹布胶木或其他软质垫片等 ; 活 ; 性好、自重轻、易磨损处应便于更换，在腕部或臂部上安装要方便，更换要迅速。 手部结构 手爪的类型大致分为下列三种 : 据手爪的动作可分为回转型和平移型；根据手指的数量可分为双指和多指式 ;根据夹持工件的方法又可分为外卡式和内胀式两种。 手爪。分为真空吸盘式和电磁吸盘式两种。真空吸盘式又分为真空泵式和气流负压式。 3 带触觉或视觉的手爪 部的设计 1 腕部自由度的选取 在臂部运动的范围内，当可以满足抓取工件和传送工件等要求时，应尽可能不设计腕部的运动。这样，则可使机械乎结构简单、制造方使和成本降低。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 7 根据抓取对象和机械手的坐标形式的需要，可增加腕部的自由度。如腕部的回转运动，这是在手爪夹持工件后，需要翻转角度，或者机械手从一个工位转到另一个工位时，需要工件翻转。若是采用臂部回转则使机械手的稳定性降低，因为，臂部长度大，回转时 稍有偏心 (特别是高速回转时，使机械手的离心力增加，臂部震动加大，影响定位精度。因此，应设计腕部的回转。若机械手是球坐标形式，腕部应设计具有俯仰运动，以保持手爪处于水平位置，不影响手爪的工作。 还要根据加工工艺的要求，设计腕部都在 Y 轴力向的移动运动。如机械手将工件送到某一工位后，需要把工件定位夹紧，为使机床运动简化，而要求腕部沿 Y 抽方向做少量的移位的运动。如用顶尖支承的轴类零件。在用机械手取下工件时，为脱离主轴顶尖 ,而需要有腕部的横移运功。 总之 根据工件的料道位置 、工艺要求、应用范围及制造成本等方面综合分析，以确定最佳的方案，确定出腕部合适的自由度数。 2 腕部的动作要灵活、自重要轻 在设计腕部结构时，应力求结构简单紧凑，减轻结构的重量。机械手配合机器运转，腕部的动作时间往往在几秒钟以内，甚至不超过一秒，所以腕部一定要灵活，在保证构件的强度和刚度的条件下，回转件尽量采用滚动轴承或滚柱，减少阻力，降低摩擦 . 3 腕部运动位置要准确 手腕的回转、俯仰与左右摆动等运动位置都要求准确，除对零部件配合精度严格要求以外，要采取措施消除传动部件之间的间隙，根据需要 可设置位置检测元件，来控制手腕的准确位置。 部的设计要求 (一 )臂部应承受能力大，刚性好，自重轻 根据公式 悬臂梁的挠度公式 33J式中 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 8 挠度与载荷、悬臂长成正比，而与弹性模数，惯性矩成反比。在 Q 与 L 值已确定的情况下，只有增大 ，才能 减少梁的弯曲变形，而碳钢和合金钢的 E 值差别不大，在 0 0 之间。所以、为了提高刚度，从材质上考虑意义不大 . 主要应选用惯性矩 大的梁。在载面积和单位重量基本相同的情祝下，钢管，工字钢和槽钢的惯性矩要比元钢大得多，所以，机械于中常用无缝钢管作导向杆，用工字钢或槽钢作支撑板。这样既提高了手臂的刚度，又大大减轻了手臂的白重 为增加刚性，还应采取以下 措施 : 件越多，间隙越大，刚性就越低，囚此应尽可能使结构简单。要全而分析各尺寸链，在要求高的部位合理确定调整补偿环节，以减少重要部位的间隙，从而提高刚性。 理分配给手臂的各个部件，避免不利的受力情况出现。 增加导向杆的刚度 导向杆承受部分或大部分自重和抓取重量。 以提高手臂在前伸时的刚性。 （二）臂部运动速度要高，惯性要小 机械手的运动速度一般是根据生产节拍 的要求来决定的。确定了生产节拍和行程范围，就确定了手臂的运行速度或角速度）。在一般情况下，手臂的移动和回转均要求匀速运动 (v 和 为常数，但在手臂的起动和终止瞬间，运动是变化的。为了减少冲击，要求起动时间的加速度和终止前的减速度不能太大，否则引起冲击和振动。 从上述公式可知，减少惯性力矩，可采取下列措施 : 采用铝合金等轻质材料、 手臂结构紧凑小巧， 3 减少回 转半径 ，在安排机械手动作顺序时，一般是先缩回再回转或尽可能在较小前伸位置下进行回转动作。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 9 4，驱动系统中加设缓冲装置。 （三）臂部动作要灵活 要使手臂运动轻快灵活，手臂的结构必须紧凑小巧，或在运动臂上加滚动轴承或采用滚珠导轨。对于悬臂式的机械手手臂上零部件的布置要合理，以减少回转升降支承中心的偏重力矩。不然，会引起手臂振动，严重时会使手臂与立柱卡住别坏。对于双臂同时操作的机械手。应使两臂布置尽量对称以达到平衡。 (四 )位置精度要高 手臂的刚性好、偏重小、惯性力小，则位置精度就容易控制，所以设计手臂时要周密考虑和计算 ;还要合理的选择机械手的坐标形式，一般说来，直角和元柱坐标式机械手位置精度较高；关节式机械手的位置最难控制，精度差 ;在手臂上加设定位装置和自动检测机构，来控制手臂运动的位置精度 ;还要减少或消除各传动，啮合件的间隙。 除了上述几点外，机械手的通用性要好，以适应多种作业的要求，工艺性要好，便于加工和安装 ;用于热加工的机械手，还要考虑热辐射的影响，手臂要长些，使驱动部分远离热源，并装上冷却装置 ;用子作业区粉尘大的机械手，还要设置防尘装置等。 上面这些要求，往往是互相影响和互相制约的，设计时应全面分析各方面因素，综合考虑，以设计出性能良好的机械手。 械手的行程位置检测装置 行程位置检测装置的作用，是控制机械手的运动位置，或者利用检测装置，通过控制系统对机械手的运动位置进行控制。如把运动系统的位置反馈给控制系统，再由控制系统进行调节，使其运动停止在规定位置上，以便保证对机械手运动的定位精度。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 10 图 2测装置把实际位置信号反馈给控制系统进行比较，差值送入放大器，控制电液比例润的流最或 压力，使机械手平稳准确停在一定的位置上。检测装置应用有电位器、编码器和刚性机构等。 机械手的定位精度指的是频繁的往复运功中的重复定位精度。影响保持一定的定位精度的因素是很多的。如手臂的刚性、油液的做度变化 时重复定位精度有严重影响。 由于机械手应用在不同的环境，而且大多数是应用在周围环境比较恶劣的现场中。因此 在机械性能方面。要结构简单、刚性好、体积小，寿命长和维修方便 ; 在使用环境方面，要能在振动、油污等条件下稳定和可靠地工作 ; 在电气性能方面 :要有高抗干扰能力，高精度，长期使用时精度不变。 行程位置检测装置有机械的、模拟的和数字的三种。 （一） 机械式行程位置检测装置主要由机械挡块 可调挡块 限位开关等。 （二）模拟式行程位置检测装置 模拟式行程位置检测装置是用电位器、旋转变压器或者感应同步器等装置，将规定值予先发送给控制系统。在运动过程中，执行元件上的检测器不断地将实际值发送给控制系统与规定值进行比较，根据比较结果，调整运动系统，使运动达到规定的位置。 包括电位器自整角机，旋转变压器和感应同步器组成。 （三） 数字式行程位置检测 装置 包括光电信号转变器，光栅检测器和光电式双码盘编辑器 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 11 第三章 车床上下料机械手方案比较 3. 1 工业机械手概述 机械手主要由执行机构、驱动系统以及位置检测装置等所组成。执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。驱动系统是驱动执行机构运动的的传动装置。常用的有液压传动、气压传动、电力传动和机械传动等四种形式。控制系统由电器控制和射流控制两种。它支配着机械手按规定的程序运动。位置检测装置控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然 后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度到达设定位置。设计机械手时应考虑的因素很多，但从机械手的特点来分析有以下几点： 1）抓重：是机械手所能抓取或搬运的最大重量。一般抓重 1下的定为微型， 1定为小型， 5定为中型， 30上的定为大型。 2）自由度和坐标型式：自由度是机械手的每一个构件相对固定坐标系所具有的独立运动自由度。因手指的夹放动作不能改变工件的位置和方位，故它不不计为自由度数，其它运动均计为自由度数。按机械手的不同运动形式及其组合情况，其坐标型式分为直角坐 标式、圆柱坐标式、球坐标式和关节式。机械手的自由度数和坐标形式应根据机械手现场具体的生产情况和工艺的要求而定。 3）运动速度：它反应了机械手的生产水平，影响机械手动作快慢的主要运动是手臂的伸缩和回转运动。手臂的运动速度大小与机械手的驱动方式、定位方式、抓重大小和行程距离有关。手臂的运动对机械手的速度影响最大，因此，手臂的运动速度应根据生产节拍时间长短、生产过程的平稳性和定位精度等要求来确定。 4）行程范围：主要受手臂的伸缩行程影响，其行程范围大多在 500围内。 除上述主要参数外，还应考虑定 位方式和位置检测装置的选用。 机械手由机座、机械臂、手爪、 编程控制器及气源等部分组成。可以完成水平臂的摆动和伸缩、垂直臂的伸缩、手爪的旋转和抓取物料等动作 , 准确地把物料送到指定位置。在机床的送料高度、物料的摆放位置、抓取高度、工件的重量等确定后 , 机械手各部分的空间几何位置以及工作空间、运动状态等即可确定 ,各个动作即可按给定顺序和运动学、动力学要求完成。气动系统考虑了使用载荷、机器购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 12 人机械本体结构、动态及静态性能等因素 , 水平臂的摆动和伸缩、垂直臂的伸缩、手爪的摆动的运动速度均可调节。 3. 2 总体方案的设计 工业机械手的结构形式主要有直角坐标结构，圆柱坐标结构，球坐标结构，关节型结构四种。各结构形式及其相应的特点，分别介绍如下 3。 (1) 直角坐标机械手结构 直角坐标机械手的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的，如图 2-1(a)由于直线运动易于实现全闭环的位置控制，所以，直角坐标机械手有可能达到很高的位置精度（ m 级）。但是，这种直角坐标机械手的运动空间相对机械手的结构尺寸来讲，是比较小的。因此，为了实现一定的运动空间，直角坐标机械手的结构尺寸要比其他类型的机械手的结构尺寸大得多。 直角坐标机械手的工作空间为一空间长方体。直角坐标机械手主要用于装配作业及搬运作业，直角坐标机械手有悬臂式，龙门式，天车式三种结构。 (2) 圆柱坐标机械手结构 圆柱坐标机械手的空间运动是用一个回转运动及两个直线运动来实现的，如图2-1(b)。这种机械手构造比较简单，精度还可以，常用于搬运作业。其工作空间是一个圆柱状的空间。 (3) 球坐标机械手结构 球坐标机械手的空间运动是由两个回转运动和一个直线运动来实现的，如图 2-1(c)。这种机械手结构简单、成本较低，但精度不很高。主要应用于搬运作业。其工作空间是一个 类球形的空间。 (4) 关节型机械手结构 关节型机械手的空间运动是由三个回转运动实现的，如图 2-1(d)。关节型机械手动作灵活，结构紧凑，占地面积小。相对机械手本体尺寸，其工作空间比较大。此种机械手在工业中应用十分广泛，如焊接、喷漆、搬运、装配等作业，都广泛采用这种类型的机械手。 关节型机械手结构，有水平关节型和垂直关节型两种。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 13 (a) 直角坐标型 (b) 圆柱坐标型 (c) 球坐标型 (d) 关节型 图 2四种机械手坐标形式 根据任务书要求和具体实际我们选择的是 (d) 关节型。 具体到本设计，同时考虑到数控机床布局的具体形式及对机械手的具体要求，考虑在满足系统工艺要求的前提下，尽量简化结构，以减小成本、提高可靠度。 该机械手 手臂运动范围大 ,且有较高的定位准确度 ,要求设计的 机械手 为六个自由度，其中腰部有一个旋转自由度，大臂和小臂的俯仰自由度，小臂的旋转自由度，手腕的俯仰、旋转自由度。在本论文中，要求设计大小臂结构，所以，需要对实现大臂和小臂的俯仰自由度，小臂的旋转自由度的机构进行详细设计。 机械手的特点是工作范围大，动作灵活，通用性强，结构较紧凑，能抓取靠近机座的物体 。协作单位根据其 用途和特点提出如下技术参数 原始数据： 1、机构形态：串联机器人； 2、自由度数： 6 自由度； 3、动作范围：关节 1： +/最大负载速度 154o/s；关节 2：+65 最大负载速度 154o/s；关节 3： +158 最大负载速度 228o/s； 关节 4： +/最大负载速度 343o/s；关节 5： +/最大负载速度 228o/s；关节 6： +/最大负载速度 721o/s； 4、本体重量：不超过 150 5、作业范围： 技术要求： (1) 所设计的 工业机器人 本体结构能够满足一次搬运动作周期短、高效、快捷，以及通用性、灵活性等性能要求 ， 同时满足结构工艺性、经济性等方面的要求。 (2) 装配图 、 零件图 的绘制 应严格按照机械制图国家标准进行，尺寸、公差、 形位公差、 技术要求等标注应合理、规范。 (3) 在机器人手臂末端便于实现购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 14 与各种夹持器的配合联接。 (4) 论文书写要求叙述清楚、符合规范，外文翻译正确。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 15 第四章 手部 计算与分析 部 计算与分析 手部按其夹持工件的原理，大致可分为夹持和吸附两大类。夹持类最常见的主要有夹钳式，本设计主要考虑夹钳式手 部设计。 夹钳式手部是由手指，传动机构和驱动装置三部分组成，它对抓取各种形状的工件具有较大的适应性，可以抓取轴，盘，套类零件，一般情况下多采用两个手指。 槽杠杆式手部设计的基本要求 (1)应具有适当的夹紧力和驱动力。 (2)手指应具有一定的开闭范围。 (3)应保证工件在手指内的夹持精度。 (4)要求结构紧凑，重量轻，效率高。 (5)应考虑通用性和特殊要求。 部的计算和分析 （ 1） 手部受力分析 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 16 图 部受力图 (1) 图 部受力图 (2) （ 2） 手指尺寸初步设定 由拉杆的力平衡条件： 112 0 得 12 11 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 17 由 ( ) 0 得 1 h NL *p b 又由工件的平均半径 5 0 2 5 3 7 . 52取 245o 55 2 100C ， 53b ， 53，滑杆总长 h=170 (3)夹紧力计算 又由于工件的直径不影响其轴心的位置即定位误差为零，手指水平位置夹取水平位置放置的工件。 由工业机械手设计基础表 2 1查得 握力 N 25=因为 22 c o （ 当 取最小