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文档简介

对于本次四自由度机械手设计参照国外一款圆柱型机械手，在本次课题中为了增大机械手的工作范围，采用圆型关节，使其拥有更广的可达性，对于手臂以及腰部的运动采用液压缸进行驱动，主要是因为液压缸调速方便且调速范围比较广泛，在底座方面我们使用圆柱形底座，使其具有更好的稳定性，因其负载了整个机械手的重量，载重的要求比较高，我们选择了电机进行驱动。在参数方面，搬运机械手是以结构简单，节约成本为设计方向，工业自动化线体为应用场合的目的，首先机械手的自由度选择了市场上较少的四自由度，相对于六自由度机械手其缺点是可达性较低，但从节约成本方面考虑，且能满足简单的搬运工作，选择四自由度，其次我们的搬运目标是中小物件，则抓手载重能力较小，最后机器人的通过各轴的旋转完成我们的可达性要求，初步确定以下参数来贴合我们的需求。机器人主要参数：1.自由度：41.最大抓重：3.0kg(包括手抓重量)3.操作空间：腰部最大旋转角度：300°（最高旋转速度：120°/sec）肩部最大旋转角度：130°（最高旋转速度：72°/sec）肘部最大旋转角度：110°（最高旋转速度：109°/sec）手腕最大旋转角度：±180°（最高旋转速度：163°/sec）手臂长度：大臂250mm,小臂180mm本文对于传动设计需满足各种使用性能要求,对底座、腰关节、上臂、加持装置的传动部分进行设计，分别对传动机械结构件的尺寸、重量、功率、速度、传动比、可靠性的进行分析。在传动参数基本确定的情况下，进行底座、腰关节、上臂、加持装置的建模。最后整合各传动部位模型完成机械手总体结构数模。1.1.1底座传动底座是承受大臂、小臂的承载件，其承受的重量以及惯量都比较大，而且要求底座能够完成转动动作，因此采用电机完成底座的转动驱动，以下是参照国外的一款圆柱型机械手以及我们的对底座载重的需求初步设计的底座传动内部结构如图2-1所示及底座整体结构如图2-2所示。图2-1基底座传动内部结构图2-2底座整体结构其转动的原理是通过电机驱动了一对啮合齿轮进行转动，其中小齿轮被安装在电机的输出轴上，大齿轮用键连接和基座进行固联，因此可以通过电机转动从而达到底座转动的目的。1.1.2腰关节的传动支撑杆运动其实就是腰关节位置的传动，使用回转轴形式就可以与底部电机连接，传动轴对于机械臂传动而言是传递动力的一个重要部件，腰关节传动结构如图2-3所示及传动轴结构如图2-4所示。图2-3腰关节传动内部结构图图2-4传动轴结构1.1.3上臂的传动上杆部位没有像市场上大部分机械手选择采用电机，而是采用了液压缸进行驱动，其目的为减轻整个机构的转动惯量和重量，其次采用液压缸可以大大提高机械手的精度，上臂的液压缸如图2-5所示。图2-5上臂的液压缸结构1.1.4夹持装置的传动夹持装置使用到的是液压缸来完成驱动，只要改变流量与压力大小之后，就可以进行机械臂夹持装的开口控制，夹持装置如图2-6所示。图2-6夹

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