机械手直臂部分的总体设计

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机械手的整体设计

机械手的整体设计

机械手的整体设计机械手是一种能够模拟人手动作的机器装置,主要由结构、传动、控制和感知系统组成。

其整体设计需要考虑几个关键方面。

首先,机械手的结构设计要符合其应用场景和功能需求。

结构设计包括关节布置、臂长、工作空间以及末端执行器等。

关节布置决定了机械手的灵活性和工作能力,可以根据不同的任务需求选择串联或并联的关节布置。

臂长和工作空间决定了机械手的工作范围和工件的大小。

末端执行器根据实际需要可以设计成夹爪、吸盘、工具等各种形式,以满足不同的抓取和操作需求。

其次,机械手的传动系统设计要考虑到工作精度和负载能力。

传动系统一般采用电机和减速器、齿轮系统、链条或带传动等来实现。

电机和减速器的选型要根据所需的转速和扭矩来确定。

齿轮系统要考虑到传动效率和减震能力。

链条或带传动可以实现远距离传输力矩,适合大范围操作。

第三,机械手的控制系统设计必须保证其精确度和稳定性。

控制系统要能够实时获得机械手的位置、速度和力矩等信息,并能够根据需求进行实时调节和反馈。

控制系统一般包括传感器、运动控制器和执行器等。

传感器用于检测机械手各关节的位置和力量信息。

运动控制器负责解析传感器数据,计算运动轨迹和控制机械手的运动。

执行器对机械手进行动力输出,实现各关节的运动。

最后,机械手的感知系统设计要能够实时感知并识别环境中的物体和障碍物,以实现精确的操作。

感知系统一般包括视觉、力觉和力矩传感器等。

视觉传感器可以采集环境中物体的形状、颜色等信息,并通过图像处理算法进行识别和测量。

力觉传感器可以测量机械手与工件或环境之间的力量信息,实现更加精确的操作。

力矩传感器可以测量机械手各关节的力矩和负载情况,对控制系统提供实时反馈。

总而言之,机械手的整体设计需要考虑结构、传动、控制和感知等方面,以实现各种复杂的抓取和操作任务。

从结构设计到传动系统,再到控制和感知系统的设计,都要保证各个部分之间的协调和稳定性,以满足机械手在工业自动化、物流仓储、医疗卫生等领域的应用需求。

工业机器人臂部设计基本要求

工业机器人臂部设计基本要求

工业机器人臂部设计基本要求工业机器人臂部设计基本要求工业机器人是现代制造业中不可或缺的重要设备,而机器人臂部作为其最核心的部件之一,其设计质量和性能直接影响着机器人的工作效率和稳定性。

工业机器人臂部的设计基本要求显得尤为重要。

在工业机器人的设计中,臂部是机器人最为重要的执行部件之一,同时也是最复杂的部分之一。

臂部不仅要承受机器人的工作负荷,还要具有足够的灵活性和自适应性,以适应不同工作场景的需求。

工业机器人臂部的设计需要满足一系列基本要求。

1. 结构强度工业机器人的臂部需要具备足够的结构强度,以承受工作时的负荷和冲击。

在设计中需要考虑材料的选择、结构的布局和连接方式等因素,以确保臂部在工作时不会发生变形或破坏,从而保证机器人的工作稳定性和安全性。

2. 运动精度工业机器人的臂部需要具备较高的运动精度,以保证机器人在工作时能够精准地执行各项任务。

这要求设计中需要考虑驱动装置的选型、传动结构的设计和控制系统的稳定性等方面,以确保臂部的运动轨迹和位置控制精度。

3. 自由度和灵活性工业机器人的臂部需要具备足够的自由度和灵活性,以适应不同工作场景和任务的需要。

设计中需要考虑关节数量和布局、关节传动机构的设计和臂部结构的柔性等因素,以确保臂部能够灵活自如地进行各项动作和工作。

4. 负载能力工业机器人的臂部需要具备足够的负载能力,以适应不同工作场景和任务的需要。

设计中需要考虑臂部材料的承载能力、结构布局的合理性和负载分布的均衡性等因素,以确保臂部能够承载和操作各种工作负载。

5. 节能环保工业机器人臂部的设计也需要考虑节能环保的要求,以满足现代制造业对于能源消耗和环境保护的要求。

设计中需要采用节能材料、优化结构设计和改进传动方式等措施,以降低机器人的能耗和减少环境污染。

总结回顾工业机器人臂部设计的基本要求包括结构强度、运动精度、自由度和灵活性、负载能力以及节能环保等方面。

而在实际的设计过程中,还需要充分考虑工作场景和任务的特点,灵活运用各种工程技术手段,以确保臂部设计能够满足不同工业生产的需求。

机器人机械手臂的力学分析与设计

机器人机械手臂的力学分析与设计

机器人机械手臂的力学分析与设计机器人是人工智能技术的重要应用之一,机器人的机械手臂作为其核心组成部分,扮演着至关重要的角色。

机械手臂的设计必须经过力学分析,才能确保机器人的正常运作。

在本文中,我们将探讨机器人机械手臂的力学分析和设计过程。

一、机械手臂的结构机械手臂通常由若干个关节和连杆构成,每个关节连接着两个相邻的连杆。

机械手臂的结构可以使用联轴器、直线导轨等方式设计。

由于机械手臂的关节数量和杆的长度会影响其稳定性和精度,因此在设计机械手臂时要视具体情况而定,采取合适的设计方案。

二、机械手臂的力学分析机械手臂主要依靠电机和减速器实现动力驱动,其关节位置和运动轨迹受力学原理的支配。

在机械手臂的力学分析中,需要考虑多个因素,如质量、惯性力、受力、扭矩等。

1. 质量机械手臂上的每个零件都有其自身的重量。

在进行力学分析时,必须将每个零件的重量计算在内。

此外,机械手臂运动时产生的离心力和惯性力也必须考虑进去。

2. 受力机械手臂在运动时,往往会承受外界的力。

这些力包括单向力、剪力和弯矩,可能会影响机械手臂的结构和稳定性。

为确保机械手臂的稳定性,设计者需要计算机械手臂在不同负载下的最大受力值。

3. 扭矩和能量在机械手臂运动时,其中的减速器和电机会产生扭矩和能量。

设计者需要确保机械手臂系统能够承受这些力和能量,以确保机械手臂的稳定性和安全性。

三、机械手臂的设计思路根据力学分析和结构设计原理,机械手臂的设计应遵循如下环节:1. 确定机械手臂的使用场景,包括负载、工作范围、工作精度等。

2. 根据使用场景确定机械手臂的杆数和长度,以及运动范围和速度。

3. 计算机械手臂上各关节之间的角度和位置变化,以及需要维持的角度和位置精度。

4. 选择合适的电机和减速器,保证其能够承受机械手臂的扭矩和能量,并确保其运行平稳。

5. 设计机械手爪部分,确保其能够兼容不同的工具,并使其能够在机械手臂运行时保持稳定。

最后,针对机械手臂的设计要求,进行实际构建并进行试验和测试,以确保机械手臂能够正常运行和实现目标使用效果。

机械毕业设计气动机械臂设计(含全套cad图纸)

机械毕业设计气动机械臂设计(含全套cad图纸)

编号无锡太湖学院毕业设计(论文) 题目:气动机械臂设计信机 系机械工程及自动化 专业学 号:学生姓名:指导教师: (职称:副教授)2013年 5月 25日II无锡太湖学院本科毕业设计(论文)诚 信 承 诺 书本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文) 气动机械臂设计 是 本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果,其内容除了在毕业设 计(论文)中特别加以标注引用,表示致谢的内容外,本毕业设计(论 文)不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。

班 级:学 号:作者姓名:2013 年 5 月 25 日II无锡太湖学院信 机 系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题:1、题目气动机械臂设计2、专题二、课题来源及选题依据机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要 标志。

因此,世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。

新的世纪,生产水平及科学技术的不断进步和发展带动了整个机械行业的快 速前进与发展。

在现代化工业中,加工和装配等生产时不连续的。

单靠人力 将这些不连续的生产工序衔接起来,不仅费时而且效率相当低下。

同时人的 劳动强度非常大,有时还会出现伤害和失误。

显然,这严重影响和制约了整 个生产过程的效率和自动化程度。

机械臂的应用很好的解决了这一情况,它 不存在重复偶然的失误,也能有效避免了人身事故。

三、本设计(论文或其他)应达到的要求:① 熟悉机械臂的发展历程,特别是近十几年来的发展状况;② 熟练掌握气动技术,尤其是执行件的结构;③ 熟练掌握气动机械臂的结构原理及工作流程;④ 完成气动机械臂的整体方案设计;I⑤ 完成气动机械臂装配图的绘制及主要零部件的绘制;⑥ 完成说明书的撰写,翻译一篇外文资料。

四、接受任务学生:班 姓名五、开始及完成日期:自 2012 年 11 月 12日 至 2013年 5月 25 日六、设计(论文)指导(或顾问):指导教师 签名签名签名教研室主任〔学科组组长研究所所长〕 签名系主任 签名2012 年 11月 12 日II本文简要介绍了工业机器人的概念,讲述了机械臂的分类与历史还有当今国内外的发 展状况,机械臂硬件和软件的组成,即机械臂各个部件的整体尺寸设计与校核,气动技术 的特点与优点,PLC控制的特点,PLC控制的气动机械臂系统的工作原理。

机械臂结构设计

机械臂结构设计

机械臂结构设计一、引言机械臂是一种能够模拟人类手臂运动的机器人,广泛应用于工业制造、医疗、军事等领域。

机械臂的结构设计是实现其功能的关键,本文将介绍机械臂结构设计的相关内容。

二、机械臂结构组成1. 末端执行器末端执行器是机械臂最重要的部分,主要负责完成各种任务。

常见的末端执行器有夹爪、吸盘、喷枪等。

选择合适的末端执行器需要考虑任务类型和工作环境等因素。

2. 关节关节是机械臂连接各个部件的部分,通常由电机和减速器组成。

关节数量和类型因机械臂用途而异,常见的有旋转关节、直线关节和球形关节等。

3. 传动系统传动系统将电机产生的动力传递到各个关节上,通常包括齿轮传动、带传动和链传动等。

选择合适的传动系统需要考虑功率输出、精度和可靠性等因素。

4. 控制系统控制系统负责控制机械臂运动轨迹和速度等参数,通常由计算机或单片机控制。

选择合适的控制系统需要考虑运动精度、响应速度和稳定性等因素。

三、机械臂结构设计要点1. 结构刚度机械臂在工作时需要承受各种载荷,因此结构刚度是一个重要的设计要点。

增加关节数量和加强连接部分可以提高机械臂的刚度。

2. 运动范围机械臂的运动范围需要根据任务要求进行设计。

通常可以通过增加关节数量或改变关节类型来扩大运动范围。

3. 负载能力机械臂在工作时需要承受各种负载,因此负载能力也是一个重要的设计要点。

增加关节数量和减小传动比可以提高机械臂的负载能力。

4. 精度和速度机械臂在工作时需要具备一定的精度和速度,这需要考虑控制系统、传动系统和执行器等因素。

通常可以通过优化控制算法、选择高精度传感器和减小传动误差等方式提高精度和速度。

四、常见机械臂结构类型1. SCARA机械臂SCARA机械臂由两个旋转关节和一个直线关节组成,具有较大的工作范围和较高的速度,广泛应用于装配和加工等领域。

2. 人形机械臂人形机械臂模拟人类手臂的运动方式,通常由多个旋转关节组成。

人形机械臂具有较高的灵活性和适应性,广泛应用于医疗、教育和娱乐等领域。

自动上下料机械手及主要零部件设计毕业论文

自动上下料机械手及主要零部件设计毕业论文

自动上下料机械手及主要零部件设计毕业论文目录第一章绪论 (3)1.1前言和意义 (3)1.2 工业机械手的简史 (3)1.3 国外研究现状和趋势 (5)1.4 本章小结 (6)第二章机械手直臂部分的总体设计 (7)2.1 执行机构的选择 (7)2.2 驱动机构的选择 (7)2.3传动结构的选择 (8)2.4 机械手的基本形式选择 (9)2.5 机械手直臂部分的主要部件及运动 (10)2.6 机械手的技术参数 (11)2.8 本章小结 (12)第三章机械手手爪的三维设计 (13)3.1 手部设计基本要求 (13)3.2 典型的手部结构 (13)3.3 机械手手爪的设计计算 (13)3.3.1选择手爪的类型及夹紧装置 (13)3.3.2 手爪夹持围计算 (14)3.3.3 滑动丝杠设计 (15)3.3.4 直齿轮设计 (18)3.3.5电机选型 (18)3.4 机械手手爪的三维出图及其主要零部件出图 (20)3.5 本章小结 (22)第四章机械手手腕部分的三维设计 (23)4.1腕部设计的基本要求 (23)4.2 腕部的结构以及选择 (23)4.2.1 典型的腕部结构 (23)4.2.2 腕部结构和驱动机构的选择 (24)4.3 腕部的设计计算 (24)4.3.1 蜗轮轴的设计计算 (24)4.3.2 蜗轮齿轮设计 (26)4.3.3 步进电机选型 (28)4.4 手腕部分出图及主要零部件出图 (29)4.5本章小结 (35)第五章直臂部分的三维设计 (36)5.1 手臂的结构的选择及其驱动机构 (36)5.2 滚珠丝杠设计 (36)5.3 锥齿轮设计 (39)5.4 电机选型 (41)5.5 机械手直臂部分三维出图及主要零部件出图 (42)5.6 本章小结 (45)总结 (46)参考文献 (47)致谢 (49)第一章绪论1.1前言和意义机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置,它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

焊接机械手手臂设计及分析

焊接机械手手臂设计及分析

焊接机械手手臂设计及分析本文对焊接机器人小臂部分进行结构设计,该部分的关键部件是中心轴,但中心轴是细长轴,将产生较大的挠度,这对机器人的运动精度及寿命是相当不利的。

可通过对其建立有限元模型,用ANSYS对计算输出的结果进行处理,对结构性能的好坏以及设计的合理性进行评估,并作相应的改进和优化,以达到最终的目的。

标签:焊接机器人;手臂;轴;强度;分析汽车工业是点焊机器人系统一个典型的应用领域,在装配每台汽车车体时,大约60%的焊点是由机器人完成。

焊接机器人是工业机器人最大的应用领域,它占工业机器人总数的25%左右。

由于对许多构件的焊接精度和速度等提出越来越高的要求,一般工人已难以胜任这一工作;此外,焊接时的火花及烟雾等对人体造成危害,因而,此课题的提出就有十分重要的意义。

1焊接机器人驱动与控制系统的选择通常根据机器人各部分的功能,其机械部分的组成如图1所示。

机器人各关节(即各轴)的运动,最终都归结为相应各轴的驱动电动机的转动。

根据本课题的要求,选用交流伺服电动机来驱动。

根据一些资料和电动机规格(SGMGH-44A/A21)最终确定电动机的参数如表1所示。

2 小臂部分的设计方案确定系统结构点焊机器人示意图如图2所示。

根据机器人整体的功能要求,小臂部分需要3个电机分别完成3个自由度(U轴管的转动、腕部的转动、腕部的摆动)。

三个电机工作若用三根独立的轴会占用很大的空间、增加机器人的重量。

于是产生了三轴同心的结构——四轴机构,并采用同步带传动。

由此,确定小臂部分结构方案如图3。

本机构承担着三个自由度的动力输出:a、电机1的动力通过中心轴直接传到腕部提供腕部转运动所需的动力;b、电机2通过同步齿型带、中心轴管把动力传到腕部,提供腕部摆动所需的动力;c、电机3通过同步齿型带、RV减速器把动力传到U轴管,提供U轴管转动动力。

3 轴的设计及强度校核对于中心轴和中轴管两个零件的设计对机器人的性能影响至关重要,根据电机以及联轴器的直径得d1=20,查《机械手册》第四卷,设计出轴的尺寸。

机械臂结构设计毕业论文

机械臂结构设计毕业论文

机械臂结构设计毕业论文机械臂在工业自动化生产线中具有重要作用,如何设计出合理的机械臂结构是一个重要问题。

本文从机械臂结构的设计与优化入手,探讨如何设计具有高效性和灵活性的机械臂结构。

一、机械臂结构设计机械臂结构主要由关节、驱动器、连杆、工具端等组成,关节数量、类型和摆动范围等都会影响到机械臂的性能。

机械臂结构设计的初衷是充分满足机械臂在自动化生产线上的任务需求,包括工件抓取、运输、加工等操作。

1. 关节设计机械臂通常采用旋转关节、直线关节、万向节等多种关节结构。

旋转关节采用旋转电机来驱动,可以实现360度的旋转;直线关节通过直线导轨和直线电机驱动实现沿轴线方向的运动;万向节可以实现物体的倾斜和旋转等多种动作。

在机械臂结构设计中,关节数量、类型和摆动范围等都是关键因素。

关节数量越多,机械臂的自由度越高,可实现更复杂的任务需求,但同时也会增加结构的复杂度和成本。

关节类型的选择应根据实际需求进行综合考虑,选择合适的关节类型能够有效提高机械臂的作业效率和稳定性。

2. 驱动器设计机械臂驱动器是机械臂结构中最关键的部分,能够有效控制机械臂的运动。

驱动器的设计需要考虑以下因素:(1)功率:驱动器的功率应与机械臂的结构和活动范围相匹配,以保证机械臂能够稳定地完成任务。

(2)控制精度:驱动器控制精度越高,机械臂的运动越精确,工作效率越高。

(3)运动速度:机械臂的作业效率和速度直接关系到机械臂的生产效率。

(4)寿命:驱动器应具备长时间稳定运转的能力,以减少机械臂使用过程中的故障率和维修成本。

3. 连杆设计连杆是机械臂结构中连接关节和工具端的部分,其设计要考虑以下因素:(1)刚度与强度:连杆的刚度和强度是确保机械臂结构稳定运行的关键因素。

(2)长度:连杆的长度直接影响到机械臂在工作过程中的摆动角度和工作范围。

(3)形状:连杆的形状应根据机械臂的设计需求进行设计,以保证机械臂可行的工作角度和工作范围。

4. 工具端设计机械臂的工具端通常是钳子、夹具、传感器等。

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机械手直臂部分的总体设计
1 执行机构的选择
(1)手部,是直接与工件接触的部分,一般是回转型或平动型。

手部是用来抓取工件的部件,根据被抓取物件的形状、尺寸、重量、材料和抓取要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。

其中最常用的抓取类型是吸附型和夹持型,吸附型主要是针对于一些正方形表面光滑、轻质的工件或物料,夹持型主要是针对圆柱形状或者是别的一些比较复杂形状的工件或物料。

传力机构形式较多,常用的有:连杆杠杆式、滑槽杠杆式、斜槭杠杆式、丝杠螺母式、齿轮齿条式、重力式和弹簧式。

(2)腕部,即连接手部和臂部的部件,起支撑和改变手部姿态的作用,以扩大机械手的动作范围,并使机械手变的更灵巧,适应性更强。

手腕有独立的自由度。

有回转运动、左右摆动、上下摆动。

一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求,有些动作较为简单的专用机械手,为了简化结构,可以不设腕部,而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。

目前,应用最为广泛的手腕回转运动机构为回转液压(气)缸,它的结构紧凑,灵巧但回转角度小(一般小于 2700),并且要求严格密封,否则就难保证稳定的输出扭距。

因此在要求较大回转角的情况下,采用齿条传动或链轮以及轮系结构。

(3)臂部,手臂部件是机械手的重要握持部件。

它的作用是支撑腕部和手部(包括工作或夹具),并带动他们做空间运动。

臂部运动的目的:把手部送到空间运动范围内任意一点。

如果改变手部的姿态(方位),则用腕部的自由度加以实现。

因此,一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求,即手臂的伸缩、左右旋
转、升降(或俯仰)运动。

手臂的各种运动通常用驱动机构(如液压缸或者气缸)和各种传动机构来实现,从臂部的受力情况分析,它在工作中既受腕部、手部和工件的静、动载荷,而且自身运动较为多,受力复杂。

因此,它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和定位精度直接影响机械手的工作性能。

2 驱动机构的选择
驱动机构是工业机械手的重要组成部分。

根据动力源的不同, 可分为以下四类:
(1)气压传动机械手
气压机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。

其特点为:输出力大、易于保养、动作迅速、结构简单成本低。

但是由于空气具有可压缩的特性,工作速度的稳定性较差、冲击力大、定位精度一般、抓取力小。

(2)液压传动机械手
是以油液压缩的压力来驱动执行机构运动的机械手。

其特点为:输出力大、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏、抓取力大。

但是这种机械手对密封性要求很高、不易于保养与维护、受到液体本身的属性影响,不宜在高温或者低温的环境下工作、油的泄漏会导致对其工作性能产生很大的影响、油液过滤要求非常严格,成本高。

(3)机械驱动机械手
它是由机械传动机构驱动的机械手,是一种附属于工作主机的专用机械手,动力是由工作机械提供的。

其主要特点为:运动精确,动作频率大,定位精度高。

但是结构较大,保养需求高。

(4)电气驱动机械手
它是由电机直接驱动执行机构运动的机械手。

其特点为:运动速度快,行程长,定位精度高,易于维护、使用方便、节能环保。

但是其技术还不够成熟、结构较复杂、成本也较高。

驱动机构是工业机械手的重要组成部分, 工业机械手的性能价格比在很大程度上取决于驱动方案及其装置。

按照各驱动特点以及机械手的工作环境经讨论我们采用电动驱动。

3传动结构的选择
(1)齿轮传动机构
在机器人中常用的齿轮传动机构有圆柱齿轮,圆锥齿轮,谐波齿轮,摆线针轮及蜗轮蜗杆传动等。

(2)谐波齿轮传动
谐波齿轮传动具有结构简单、体积小重量轻,传动比大(几十到几百),传动精度高、回程误差小、噪音低、传动平稳,承载能力强、效率高等一系列优点。

故在工业机器人系统中得到广泛的应用。

谐波齿轮传动与少齿差行星齿轮传动十分相似,它是依靠柔性齿轮产生的可控变形波引起齿间的相对错齿来传递动力与运动的,故谐波齿轮传动与一般的齿轮传动具有本质上的差别。

(3)螺旋传动
螺旋传动及丝杠螺母,它主要是用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。

螺旋传动有传递能量为主的,如螺旋压力机、千斤顶等;有以传递运动为主的,如机床工作台的进给丝杠。

丝杠螺母传动分为普通丝杠(滑动摩擦)和滚珠丝杠(滚动摩擦),前者结构简
单、加工方便、制造成本低,具有自锁能力;但是摩擦阻力矩大、传动效率低(30%~40%)。

后者虽然结构复杂、制造成本高,但是其最大的优点是摩擦阻力矩小、传动效率高(92%~98%),其运动平稳性好,灵活度高。

通过预紧,能消除间隙、提高传动刚度;进给精度和重复定位精度高。

使用寿命长;而且同步性好,使用可靠、润滑简单,因此滚珠丝杠在机器人中应用很多。

由于滚珠丝杠传动返行程不能自锁;因此在用于垂直方向传动时,须附加自锁机构或制动装置。

(4)同步带传动
同步带传动是综合了普通带传动和链轮链条传动优点的一种新型传动,它在带的工作面及带轮外周上均制有啮合齿,通过带齿与轮齿作啮合传动。

为保证带和带轮作无滑动的同步传动,齿形带采用了承载后无弹性变形的高强力材料,无弹性滑动,以保证节距不变。

同步带具有传动比准确、传动效率高(可达98%)、节能效果好;能吸振、噪声低、不需要润滑;传动平稳,能高速传动(可达40m/s)、传动比可达10,结构紧凑、维护方便等优点,故在机器人中使用很多。

其主要缺点是安装精度要求高、中心距要求严格,同时具有一定的蠕变性。

同步带带轮齿形有梯形齿形和圆弧齿形。

(5)钢带传动
钢带传动的特点是钢带与带轮间接触面积大,是无间隙传动、摩擦阻力大,无滑动,结构简单紧凑、运行可靠、噪声低,驱动力矩大、寿命长,钢带无蠕变、传动效率高。

(6)链传动
在机器人中链传动多用于腕传动上,为了减轻机器人末端的重量,一般都将腕关节驱动电机安装在小臂后端或大臂关节处。

由于电机距离被传动的腕关节较远,故采用精密套筒滚子链来传动。

(7)钢丝绳轮传动
钢丝绳轮传动具有结构简单、传动刚度大、结构柔软,成本较低等优点。

其缺点是带轮较大、安装面积大、加速度不宜太高。

4 机械手的基本形式选择
常见的工业机械手根据手臂的动作形态,按坐标形式大致可以分为以下4种: (1)直角坐标型机械手;(2)圆柱坐标型机械手; (3)球坐标(极坐标)型机械手;
(4)多关节型机机械手。

图1 机械手基本形式
按照机械手的工作环境采用直角坐标型机械手,其特点是结构简单紧凑,定位精度高,比较满足设计要求。

5 机械手直臂部分的主要部件及运动
在直角坐标型机械手的基本方案选定后,根据设计任务,为了满足设计要求,关于机械手具有4个自由度即:手爪张合;手腕回转;直臂升降;横臂平
移4个主要运动。

机械手主要由3个大部件和4个电机组成:(1)手部,采用丝杆螺母结构,
通过电机带动实现手抓的张合。

(2)腕部,采用一个步进电机带动蜗轮蜗杆实现手部回转90°~180°(3)臂部,采用滚珠丝杠,电机带动丝杆使螺母在横臂
上移动来实现手臂平动,带动丝杆螺母使丝杆在直臂上移动实现手臂升降。

图2 机械手直臂与夹持部件总装三维图
图3 二维示意图
6 机械手的技术参数
(1)用途:数控机床自动上下料
(2)设计技术参数:
1、抓重:600g (夹持式手部)
2、自由度数:4个自由度
3、坐标型式:直角坐标型
4、横臂手臂长度:2180mm
5、手臂最大高度:2769.5mm
6、手臂运动参数
升降行程:920mm
升降速度:167mm/s
7、手腕运动参数
回转范围: 0-180°
8 本章小结
本章对机械手的整体部分进行了总体方案设计分析,从中选择了机械手的基本形式以及自由度,确定了本设计采用电机驱动,并给出了设计中机械手的一些技术参数。

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