关节型工业机械手毕业设计说明书[借鉴].pdf

毕毕 业业 论论 文文 题题 目目 关节型工业机械手的结构设计 学学 院院 机械工程学院 专专 业业 机械工程及自动化 班班 级级 机自 0917 班 学学 生生 廉开发 学学 号号 20090421170 指导教师指导教师 苏东宁 二一 三 年 六 月 三 日 济南大学毕业论文 - I - 摘 要 关于该关节型工业机械手的具体研究方法本次设计工作首先对实体安川机器 人进行了细致的研究，了解了其内部的具体结构，安川机器人的结构可分为六个轴 系，然后根据六个轴系对其内部结构进行分解，以便了解各个零件之间的配合，这 样就对安川机器人有了大体的了解下面就进行尺寸的测量，尺寸的测量只需要测 量一下大体的外观尺寸，而内部尺寸可根据零件的配合进行合理的设计然后，进 行计算（包括电机功率的计算，轴的设计，齿轮的参数计算） ，接着可依据相关资料， 选取恰当的电机。

最后，可根据实体与之前所掌握的知识对机械手的结构进行设计 分析 关键词:伺服电机、机械手抓、移动旋转 济南大学毕业论文 - II - ABSTRACT Here is about the research method of the industrial manipulator joints. The design work on the real first AnChuan robot has carried on the detailed research, understand the internal structure of concrete, AnChuan robot structure can be divided into six axis, and then according to the six axis of its internal structure decomposition, in order to understand the cooperation between the various parts of the, thus for AnChuan robot have roughly understanding. Below is the size of the measurement, the size of the measurement only need to measure the general appearance of the size, and the internal dimension can be reasonable according to the parts of the design. Then, computing (including motor power calculation, the design of the shaft, the gear parameter calculation), then can according to relevant data, select the appropriate machine. Finally, according to the entity and prior knowledge on the structure of the manipulator design analysis. Keywords: servo motor rotate, manipulator grabbing and moving. 济南大学毕业论文 - III - 目 录 摘 要................................................................I ABSTRACT...............................................................II 1 前言..................................................................1 1.1 机械手国内外发展现状 ............................................1 1.2 多关节型工业机械手概述 ..........................................2 1.3 机械手组成与分类 ................................................3 1.3.1 机械手组成 .................................................3 1.3.2 机械手分类 .................................................3 2 机械手的设计方案 ......................................................4 2.1 设计任务的提出...................................................5 2.2 机械手设计方案 ..................................................5 2.2 方案特点 ........................................................6 3.1 电机的选型 ......................................................7 3.1.1 初步估算机械手的质量.......................................7 3.1.2 计算各个轴的转速及转矩 .....................................9 3.1.3 计算电机功率..............................................10 3.2 锥齿轮设计 .....................................................11 3.2.1 齿轮精度、材料............................................11 3.2.2 按齿面接触疲劳强度设计....................................11 3.2.3 按齿根弯曲强度设计........................................12 3.2.4 锥齿轮参数计算............................................13 3.3 同步带轮的设计 .................................................13 3.3.1 同步齿形带传动计算........................................13 3.3.2 带轮几何尺寸的计算........................................15 3.4 减速器的设计 ...................................................16 3.4.1 减速器减速比的计算........................................16 3.4.2 减速器输出轴径的计算......................................17 4 机械手各结构设计.....................................................18 4.1 手爪结构的设计 .................................................18 4.1.1 手爪的设计要求............................................18 4.1.2 手爪的分类................................................18 4.1.3 手部结构形式的确定........................................18 4.2 手腕结构的设计 .................................................19 4.2.1 手腕的设计要求............................................19 4.2.2 手腕结构形式的确定........................................19 4.3 手臂结构的设计 .................................................19 4.3.1 手臂的设计要求............................................20 4.3.2 手臂结构..................................................20 4.3.3 小臂结构形式的确定........................................20 4.4 小臂后箱体的结构设计 ...........................................21 4.5 连接杆件的设计 .................................................21 济南大学毕业论文 - IV - 5 关键轴的校核.........................................................22 5.1 腕部输入轴的结构 ...............................................22 5.2 轴的校核 .......................................................22 6 结 论.............................................................25 参考文献...............................................................26 致 谢...............................................................27 济南大学毕业论文 1 1 1 前言 1.11.1 机械手国内外发展现状 1962 年，美国机械铸造公司试制成一台数控试教机械手。

商名为 Unimate运 动系统仿造坦克炮塔，可以实现臂回转、俯仰功能，用液压驱动；控制系统用磁鼓 存储装置不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的 1962 年美国机械铸造公司也试验成功一种多关节机械手，它可实现灵活搬运， 该机械手的中央立柱在原来的基础上其功能又可以实现臂的回转、升降、伸缩虽 然这两种机械手都是出现在 60 年代初，但都是国外工业机械手发展的基础 1978 年美国斯坦福大学、麻省理工学院联合研制多关节型型工业机械手，装有 小型电子计算机进行控制，用于装配流水线作业，定位误差可小于 1 毫米，这使机 械手的发展达到新的高度 美国还进一步通过改进结构提高机械手的可靠性与稳定性，从而降低成本如 惠普曼公司建立了机械。