工业机器人设计【三自由度】
37页 16000字数+说明书+任务书+开题报告+11张CAD图纸【详情如下】
任务书.doc
夹持器.dwg
夹持器驱动缸.dwg
定位块.dwg
导向杆1.dwg
导向杆2.dwg
工业机器人设计【三自由度】开题报告.doc
工业机器人设计【三自由度】说明书.doc
底座.dwg
步进电机.dwg
活塞杆.dwg
活塞杆连接块.dwg
装配图.dwg
计划周记进度检查表.xls
转动装置.dwg
摘 要
在生产过程工业机械手是模拟人手动作的机械设备，它可以替代人工搬运重物或单调，在高粉尘，高温，有毒，易燃，放射性和其他相对较差的工作环境。机器人可用于在生产过程中的自动化抓住并移动工件自动化设备，它是在生产过程的机械化和自动化，开发出一种新的类型的设备。近年来，随着电子技术，特别是计算机的广泛使用机器人的开发和生产的高科技领域已成为迅速发展起来的一项新兴技术，它更促进机器人的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能够代替人类完成危险、减轻人类劳动强度、重复枯燥的工作，提高劳动生产力。
本设计是关于三自由度的圆柱形机械手。利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。其包括夹持器、小臂、大臂和底座。明确合理的设计思路，确定了机械手工作原理并对然夹持器、气缸、步进电机、轴承进行了校核计算并附带了简图并对零件的质量、重心、惯性主轴和惯性力矩进行辅助设计计算，可以大大减轻在设计过程中繁琐计算及校核步骤。
关键字：机械手，气缸，校核。
目录
摘 要III
AbstractIV
目录V
1 绪论1
1.1 本课题研究的内容和意义1
1.2 国内外发展概况1
1.3 工业机械手设计内容2
1.4 机械手设计的作用2
1.5 工业机械手的分类和组成2
2 手部的设计5
2.1 机械手设计参数和运动方案5
2.1.1 运动方案5
2.1.2 驱动系统和位置检测装置的选择：5
2.2 手部设计的结构和计算6
2.2.1 机械手的基本要求6
2.3 手部力的计算7
2.3.1 夹紧力的计算7
2.3.2 手爪驱动气缸的设计8
2.3.3 手部误差的分析10
3 机械手臂的设计12
3.1 机械小臂设计12
3.1.1 小臂驱动力的计算12
3.1.2 小臂驱动气缸的设计13
3.1.3 气缸筒壁厚的计算14
3.1.4 气缸的选用14
3.1.5 校核活塞的稳定性14
3.1.6 小臂刚度校核15
3.1.7 端盖的连接方式及强度计算15
3.2 大臂的结构设计17
3.2.1 大臂的结构和要求17
3.2.2 驱动力的计算17
3.2.3 大臂驱动气缸的设计17
3.2.4 气缸的选择18
3.2.5 校核活塞的稳定性18
3.2.6 大臂刚度校核19
4 驱动系统设计20
4.1 轴承的设计20
4.1.1 轴承的选择20
4.1.2 轴承的计算：20
4.1.3 轴承的寿命校核：21
4.2 电机的基本情况和选择22
4.2.1 电机的选则与计算22
4.2.2 注意事项23
4.2.3 工作原理24
4.2.4 步进电机的特点24
4.3 谐波减速器24
4.3.1 谐波减速器的简介24
4.3.2 谐波减速器的设计25
4.4 腰座的结构26
5 总 结28
致 谢29
参考文献30
附 录31
1.3 工业机械手设计内容
机电一体化技术是集合机械工程、传感技术、信息处理技术等形成的一种综合的技术。尽管机电一体化的产品种类比较多，但由于他们形式和复杂程度还有功能的不同，做工的机械本体部分是最基本的，必不可少的因素。工业机械手的设计在内容和知识还有深度上都是适中的。
我们所要设计的是拟定整体的方案，驱动装置和传动装置的方案。根据自由度选择和合适的参数选择合适的手部和腕部还有臂和机身的结构。完成各部分的计算。工业机械手工作装配图的设计与绘制。气压系统的设计。机械手的运动分析。最后写上说明书。
1.4 机械手设计的作用
机械手的广泛运用可以归纳为以下几方面：
1）建造轴类、盘类、环类的自动线。一般采用的都是机械手在传送带之间或机床之间传送工件。深井泵厂自动生产线在沈阳和大连轴承4轴和5轴加工自动马达线轴等，已成为国内汽车生产线。
2）在实现单机自动化方面。各种的半自动化机床都有夹紧、进刀、切削、退刀和松开等反面的功能。不过还需要人去上下料。如果实现自动化只需要一个人去看管机器。现在机械手在这方面运用的有很多。一些国产机在出厂时附带机械手，安装机器人的用户提供了条件。
3）国内大规模生产3T，5T，10T锻造锤，转一转炉下部，两个机器人放置在炉子前有一定的角度，从而使材料的自动化。
总的来说：对环境的适应性强，能代替危险的事物和对人有害的操作，长时间工作对人有害的场所，对于机械手是没有影响的。只要合理的设计，合理的选材就可以在高温、有害气体、放射性物质、灭火等环境中都能自如的工作。
机械手的持久度和耐劳性能强，可以把人们从单调的劳动中解救出来。甚至扩大了人的功能，他进行适当的维修、检修即能实现长时间的单调重复的工作，有与机械手工作精确度高，可以避免认为的操作错误。
机械手灵活性好，能适应产品的变化。因为机械手的运动程序和运动位置能够十分灵活的改变。因为他的自由度，又能提供迅速改变作业内容。在小批量生产中，起着重要的作用。采用机械手能明显提高劳动生产效率和生产成本。
1.5 工业机械手的分类和组成
按规格分类：微型的——重量在1kg以下； 小型的——重量在10kg以下 ；中型的——重量在50kg以下；大型的——重量在200kg以下。
按功能分类：
（1）简易型工业机械手。有两个固定的程序，近年来普遍采用可编程控制器组成控制系统。这种机械手气动的和液动的为主，因为这个结构简单而且价格便宜。运用于一些简单的单机搬运工作已经足够了，所以这种的工业机械手数量很多。
（2）记忆再现性工业机械手。这种机械手的移动设备通过人工领了一遍，然后记录原始的程序存储器，所以机器人可以重复上述动作。
（3）智能机械手。是由传感器控制的，具有视觉，还有触觉，还有行走功能和热觉。
按用途分类：专用机械手和通用机械手。独立的控制系统，专用机械手，这种机械手的动作固定的对象变量，可靠，适用于大批量生产和大批量生产。通用机械手的工作范围大、通用性强。适用于中和小批量生产。
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