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平面关节型机械手设计

目录

第1章 绪论…………………………………………1 第2章 机械手总体方案设计 …………………… 2 2.1 总体方案分析 …………………………… 2 2.2 总体结构分析 …………………………… 3 第3章 机械手总体结构设计 …………………… 6 3.1 机械手手部设计…………………………… 6 3.2 移动关节的设计…………………………… 9

3.3 小臂的设计 ……………………………… 11 3.4 大臂的设计 ……………………………… 16 3.5 机身的设计 ……………………………… 18 结束语 ………………………………………… 21 参考文献 ………………………………………… 22

平面关节型机械手设计

第一章 绪 论

随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程度的迅速提高，实现工件的装卸、

转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自动化，已愈来愈引起人们的重视。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 机械手是模仿着人手的部分动作，给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的应用。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 机械手的结构形式开始比较简单，专业性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，使用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快地改变工作程序，适应性较强，所以它不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的应用。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 本次课程设计的平面关节型机械手是应用于上下料、搬运环类零件，从内孔夹持工件，代替人手的繁重劳动，减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 本次课程设计是通过设计平面关节型机械手，培养综合运用所学知识，分析问题和解决问题的能力。

第二章 平面关节型机械手总体方案设计

平面关节型机器手又称SCARA型装配机器手，是Selective Compliance Assembly Robot Arm的缩写，意思是具有选择柔顺性的装配机器人手臂。在水平方向有柔顺性，在垂直方向有较大的刚性。它结构简单，动作灵活，多用于装

配作业中，特别适合小规格零件的插接装配，如在电子工业零件的插接、装配中应用广泛。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

2.1 平面关节型机械手总体方案分析

2.1.1 设计任务

本次课程设计总体设计的任务是：上下料搬运机械手，3个自由度，平面关节型；需要搬运的工件：环类零件，内孔直径50mm；高150mm,厚10mm,（只能从内孔夹持工件），材料40钢，将工件从一条输送线搬运到与之平行的另一条输送线上，（两输送线距离为2.4m,高度差0.4m）。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。

本次课程设计的主要技术参数见表2.1

表2.1

机械手类型 平面关节型 抓取最大重量 2.2Kg 自由度 大臂 小臂 移动关节 手指

2.1.2 方案选择

根据设计设计要分析出，抓取和转动是最主要的功能。这两项功能实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。本次设计就是在这一思维下展开的。根据设计内容和需求确定圆柱坐标型三自由度机器人，利用步进电机驱动和齿轮减速传动来实现大臂的旋转运动；利用另一台步进电机驱动小臂旋

3个（2个回转1个移动） 长658mm，回转运动，回转角240，步进电机驱动 单片机控制 长564mm，回转运动，回转角240，步进电机驱动 单片机控制 气缸驱动 行程开关控制 气缸驱动 行程开关控制