机械手关节结构设计及运动学仿真分析答辩

研究课题：机械手关节结构设计及运动学仿真分析,指导老师：,毕业设计（论文）的主要任务与具体要求1.机械手的结构设计；2.关节参数设计；3.机械手关节运动仿真及优化结构；4.绘制总装图和零件图；5.撰写设计说明书。,注：1.机座2.手部3.螺杆4.手臂5.手腕,该机械手有四个自由度：臂转动180臂上下运动500mm臂伸长（收缩）500mm腕部转动180,机械手结构图,带动臂部升降的电机：上升速度V=100mm/sP=6KW所以n=（100/6）60=1000转/分选择Y90S-4型电机，属于笼型异步电动机。,带动机身回转的电机：10转速W=60/sn=1/6转/秒=10转/分由于齿轮i=3减速器i=30所以n=10330=900转/分选择Y90L-6型笼型异步电动机,WD80型圆柱蜗杆减速器。WD为蜗杆下置式一级传动的阿基米德圆柱蜗杆减速器,手部处于腕部的最前端，工作时运动状态多变。其结构、重量和体积直接影响整个机械手的结构、抓重、定位精度、运动速度等性能。因此，在设计手部时，必须力求结构简单，重量轻，体积小。,采用最常用的外卡式两指钳爪，夹紧方式用常闭式弹簧夹紧；松开时，用单作用式液压缸。此种结构较为简单，制造方便。,腕部是联结手部和臂部的部件，腕部运动主要用来改变被夹物体的方位，它动作灵活，转动惯性小。本课题腕部具有回转这一个自由度，采用具有一个自由度的回转缸驱动的腕部结构。要求：回转90角速度W=45/s,手臂是机械手的主要执行部件。它的作用是支撑腕部和手部，并带动它们在空间运动。臂部运动的目的，一般是把手部送达空间运动范围内的任意点上,本设计的手臂液压缸采用常闭式弹簧收缩，伸长时，用液压驱动。手臂的伸缩速度为200m/s，行程L=500mm,螺杆是机械手的主支承件，并传动使手臂上下运动。,螺杆的材料选择：由螺杆挤出过程可知，螺杆是在高温、腐蚀、强烈磨损、大扭矩下工作的，因此，螺杆必须：1）耐高温，高温下不变形；2）耐磨损，寿命长；3）耐腐蚀，物料具有腐蚀性；4）高强度，可承受大扭矩，高转速；5）具有良好的切屑加工性能；6）热处理后残余应力小，热变形小等。目前我国常用的螺杆材料有45号钢、40Cr、氨化钢、38CrMOAl，高温合金等。从经济角度来讲并能满足要求的材料为45号钢,臂部采用：YF-B10B溢流阀2FRM5-20/102调速阀23E1-10B二位三通换向阀,腕部采用：2FRM5-20/102调速阀34E1-10B三位四通换向阀YF-B10B溢流阀,手部采用：YF-B10B溢流阀2FRM5-20/102调速阀23E1-10B二位三通换向阀,机械手手部夹紧的运动仿真：,机械手腕部转动的运动仿真：,机械手臂部的运动仿真：,机械手的整体的运动仿真：,在上述仿真运动过程中机械手工作正常，无异常现象。该机械手能够实现4个自由度的运动，满足了本课题的设计要求。,总结,机械手的设计，是我以前所没有接触的。它对我来说完全是一个陌生者，经过老师的帮助和对参考资料的拜读，我已经对机械手有了很深的了解。机械手能模仿人体上肢的某些动作，又需要有一定的灵敏度，对设计的要求较高。通过这次设计，提高了我分析和解决问题的能力，扩宽和深化了学过的知识，掌握了设计的一般程序规范和方法，培养了我们正确使用机身材料、国家标准、图册等工具书的能力。毕业设计是对未来工作的一种模拟。通过这次设计，我对未来所从事的工作充满了信心！,最后我要感谢我的老师在这段时间里给我