【《某车间搬运机械手的总体方案设计案例》1500字】

某车间搬运机械手的总体方案设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u16265某车间搬运机械手的总体方案设计案例 164541.1车间搬运现场分析 1250431.1.1车间搬运机械手工作环境分析 165901.1.2车间搬运机械手主要技术指标 1175771.2车间搬运机械手设计方案确定 2297161.1.1车间搬运机械手工作原理 273601.1.2车间搬运机械手的本体结构 2265291.1.3车间搬运机械手的总体外形设计 2151691.1.4车间搬运机械手的自由度分配 3232371.3车间搬运机械手连杆参数的确定 4183031.3.1建立连杆坐标系 541461.3.2连杆参数解析 5305611.3.3两杆之间的位姿矩阵Ti的计算 61.1车间搬运现场分析1.1.1车间搬运机械手工作环境分析工作环境一般为恶劣工作环境或需要机械性枯燥无限重复的工作环境恶劣工作环境：高温、高压、粉尘、强噪音、低温等机械性枯燥无限重复环境：快递分拣、传送带货物筛选等1.1.2车间搬运机械手主要技术指标机械手的运用必须要适合乃至要超出技术要求，它的精确度是实现工业运输的基石[16]。而要获得完美的精确度，必须要控制好自由度，调控好使机械手顺利完成工作任务。为此，搬运机械手的大体技术指标总结如下：1、满足手爪抓取最大距离下可抓取0.5KG-50KG；2、以机械手底座为中心半径4M内皆为抓取范围3、在抓取精准方面，必须严格规定在在3mm以下（指机械手抓取的最小物体的长或直径等），且每个运动关节之间的转速最好控制在5r以下。自由度5个5、电机配置380V/50Hz，4Kw1.2车间搬运机械手设计方案确定1.1.1车间搬运机械手工作原理为了能使机械手做到搬运物品，首先要使其能够做到智能的调节气压，究其本质就是检测机械手手抓处夹具和平衡气压缸内气体的压力，能够自主判断出机械手手臂上有没有载荷，这样就可以做到自主稳压的效果[17]。机械手搬运货物的时候货物就如同飘在空气中，使其避免其与其他物品的触碰，能够轻易做到360°的移动，以实现物品的搬运。1.1.2车间搬运机械手的本体结构设计有5个自由度的机械手，构造如下：底座，起支撑作用；底座上面是各种传动结构；3、工作部位，机械爪；4、动力提供部位，电机。1.1.3车间搬运机械手的总体外形设计如图2-1，车间搬运机械手三维模型[18]。其由底座、腰部及支座，运动大臂、连杆结构、旋转台、腕部以及抓取手爪组成。电机控制各个关节运动。图2-1搬运机械手爆炸图1.1.4车间搬运机械手的自由度分配经过连番的实验，以及思虑到需要的车间搬运机械手能力和使用的简便性，科学判断出5个自由度是最佳结果，并通过4+1的模式增加灵活度，简单来说就是4个旋转副加1个直线滑动副，旋转副位于车间搬运机械手的各个关节[19]。图2-2搬运机械手图2-2为车间搬运机械手实物示例图 图2-3机械手结构简图图2-3为车间搬运机械手的自由度结构简图1.3车间搬运机械手连杆参数的确定连杆参数需要通过特别方法来计算，确定各个旋转副的坐标，后续计算相对位移，进而得到相对的位移数据及其方向[20]。这就是D-H参数法。1.3.1建立连杆坐标系通过D-H参数法，建立车间搬运机械手坐标系，步骤如下：（1）zt轴对应t+1轴线指向；（2）xt轴对应zt和zt-1轴公垂，指向远离zt-1轴；（3）yt轴无特别情况，只是需要和zt轴、xt轴组成xtytzt右手直角坐标系。因此可以作出如图2-4这样的车间搬运机械手连杆坐标系。图2-4车间搬运机械手坐标系1.3.2连杆参数解析（1）车间搬运机械手相邻关节间轴与轴直线长度为，即连杆长度。（2）车间搬运机械手相邻关节轴与轴的角度是（3）假设车间搬运机械手中有两根公垂线，分别是和，则他们俩一个到另一个的长度就是，即连杆距离。（4）假设车间搬运机械手中有两根公垂线，分别是和，他们能组成一个角，这个角就是，同样是轴和轴的角，即连杆转角。车间搬运机械手的长度皆能使用此方法决定。表2-1基本数据表表头连杆长度连杆转角连杆长度连杆距离t=1九十度θ10600mmt=2零度θ2704mm0t=3九十度θ3215mm0t=4负九十度θ40566.25mmt=5零度θ5300mm01.3.3两杆之间的位姿矩阵Ti的计算(2-1)(2-2)