多自由度工業(yè)機(jī)械手臂的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-關(guān)節(jié)式四自由度含開題、SW三維仿真及12CAD圖

多自由度工業(yè)機(jī)械手臂的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-關(guān)節(jié)式四自由度含開題、SW三維仿真及12CAD圖,自由度,工業(yè),機(jī)械,手臂,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),關(guān)節(jié),開題,SW,三維,仿真,12,CAD 多自由度工業(yè)機(jī)械手臂的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)答辯人:日期：2021年6月28日指導(dǎo)教師：總工作量展示總工作量展示機(jī)械臂總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械臂總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的及意義設(shè)計(jì)目的及意義理論分析及選型計(jì)算理論分析及選型計(jì)算1234CONTENTS目錄總結(jié)與展望總結(jié)與展望4設(shè)計(jì)目的及意義設(shè)計(jì)目的及意義1PART0101設(shè)計(jì)目的及意義（1）機(jī)械手是在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中使用的一類具有抓取和移動(dòng)工件功能的自動(dòng)化裝置，它是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年以來，隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)迅速發(fā)展，促進(jìn)了自動(dòng)化機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有效結(jié)合。機(jī)械手能代替人類完成危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)力。（2）目前我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機(jī)械手的研究和開發(fā)直接影響到我國自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提高。因此，對(duì)機(jī)械手的研究設(shè)計(jì)是非常有意義的。（3）本設(shè)計(jì)通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)本科四年的所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合，完成一款物料搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，希望能夠體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平，實(shí)踐動(dòng)手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強(qiáng)的針對(duì)性和明確的實(shí)施目標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。A機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)。B工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。C機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)成為智能化機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)。D關(guān)節(jié)式、側(cè)噴式、頂噴式、龍門式噴涂機(jī)器人產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計(jì)；柔性仿形噴涂機(jī)器人開發(fā)，柔性仿形復(fù)合機(jī)構(gòu)開發(fā)，仿形伺服軸軌跡規(guī)劃研究，控制系統(tǒng)開發(fā)；E焊接、搬運(yùn)、裝配、切割等作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化研究；以及離線示教編程和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真。機(jī)械臂研究機(jī)械臂研究現(xiàn)狀及狀及發(fā)展展趨勢(shì) 總工作量展示總工作量展示2PART02021、任務(wù)書2、開題報(bào)告3、讀書筆記4、外文翻譯5、畢業(yè)論文6、三維裝配圖7、A0總裝配圖8、A1臂部裝配圖9、A2手爪裝配圖10、其余零件裝配圖 A0 A0總總裝裝裝裝圖圖機(jī)械臂總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械臂總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3PART0303 機(jī)械手工作布局機(jī)械手工作布局機(jī)械手工作布局機(jī)械手工作布局圖圖（1）本設(shè)計(jì)中考慮到數(shù)控機(jī)床布局的具體形式及對(duì)機(jī)械手的具體要求，考慮在滿足系統(tǒng)工藝要求的前提下，盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，以減小成本、提高可靠度。（2）機(jī)械手自由度為四：手臂的伸縮、手臂的升降、手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、手爪的旋轉(zhuǎn)自由度。（3）坐標(biāo)形式選擇關(guān)節(jié)型機(jī)器人結(jié)構(gòu)，即兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、兩個(gè)移動(dòng)自由度，特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,手臂運(yùn)動(dòng)范圍大,且有較高的定位準(zhǔn)確度。機(jī)械手腰座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)械手腰座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)腰座結(jié)構(gòu)圖腰座結(jié)構(gòu)圖（1）腰部回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來減速和增大扭矩。（2），為保證高的精度，盡量減小因齒輪傳動(dòng)造成的誤差；同時(shí)大大增大扭矩，同時(shí)較大的降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，以使機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)態(tài)性能好，采用一級(jí)齒輪傳動(dòng)，采用大的傳動(dòng)比。（3）齒輪采用高強(qiáng)度、高硬度的材料，高精度加工制造。機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)臂部結(jié)構(gòu)示意圖臂部結(jié)構(gòu)示意圖（1）兩手臂的驅(qū)動(dòng)均選擇液壓驅(qū)動(dòng)方式，通過液壓缸的直接驅(qū)動(dòng)，液壓缸實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的控制。（2）手臂液壓缸設(shè)計(jì)原則是缸的直徑取得大一點(diǎn)。在設(shè)計(jì)時(shí)底座部分使用了雙液壓泵，盡量增加其剛度。（3）手臂由于液壓缸實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)，它既是關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，又是動(dòng)力元件。故不需要中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這既簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，同時(shí)又提高了精度。（4）在結(jié)構(gòu)上模仿了挖掘機(jī)的機(jī)構(gòu)原理，并進(jìn)行了一系列改進(jìn)，使力的分配合理有效。機(jī)械手腕部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)械手腕部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)手腕手爪聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)手腕手爪聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu) 為使機(jī)械手的結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，降低控制的難度，本設(shè)計(jì)手腕和小臂設(shè)計(jì)在一起。機(jī)械手末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)械手末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)械手末端執(zhí)行手爪結(jié)構(gòu)圖機(jī)械手末端執(zhí)行手爪結(jié)構(gòu)圖（1）本設(shè)計(jì)采用連桿杠桿式的手爪。（2）驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)移動(dòng)，通過活塞桿使手爪張開或閉合。（3）手指的最小開度由加工工件的直徑來調(diào)定。本設(shè)計(jì)按照工件的直徑為50mm來設(shè)計(jì)。手爪的造型手爪的造型手爪的造型手爪的造型 本設(shè)計(jì)采用連桿式的手爪。驅(qū)動(dòng)桿往復(fù)移動(dòng)，使手爪張開或閉合。手指的最小開度由加工工件的直徑來調(diào)定。機(jī)械臂整體三機(jī)械臂整體三機(jī)械臂整體三機(jī)械臂整體三維維造型造型造型造型圖圖理論分析及選型計(jì)算理論分析及選型計(jì)算4PART0404液壓缸選型計(jì)算液壓缸選型計(jì)算（1）臂液壓缸主要承受軸向力，同時(shí)液壓泵也作為臂部機(jī)構(gòu)。它既是關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，又是動(dòng)力元件。（2）大臂液壓泵選用2個(gè)，小臂液壓泵選用2個(gè)。（3）手指的最小開度由加工工件的直徑來調(diào)定。本設(shè)計(jì)按照工件的直徑為50mm來設(shè)計(jì)。缸內(nèi)徑缸內(nèi)徑壁厚壁厚桿直徑桿直徑行程行程工作壓力工作壓力4010254002大臂液壓缸參數(shù)大臂液壓缸參數(shù)小臂液壓缸參數(shù)小臂液壓缸參數(shù)缸內(nèi)徑缸內(nèi)徑壁厚壁厚桿直徑桿直徑行程行程工作壓力工作壓力4010251001電機(jī)選型電機(jī)選型液壓缸選型計(jì)算液壓缸選型計(jì)算（1）臂液壓缸主要承受軸向力，同時(shí)液壓泵也作為臂部機(jī)構(gòu)。它既是關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，又是動(dòng)力元件。（2）大臂液壓泵選用2個(gè)，小臂液壓泵選用2個(gè)。（3）手指的最小開度由加工工件的直徑來調(diào)定。本設(shè)計(jì)按照工件的直徑為50mm來設(shè)計(jì)。缸內(nèi)徑缸內(nèi)徑壁厚壁厚桿直徑桿直徑行程行程工作壓力工作壓力4010254002大臂液壓缸參數(shù)大臂液壓缸參數(shù)小臂液壓缸參數(shù)小臂液壓缸參數(shù)缸內(nèi)徑缸內(nèi)徑壁厚壁厚桿直徑桿直徑行程行程工作壓力工作壓力4010251001電機(jī)選型電機(jī)選型電機(jī)選型計(jì)算電機(jī)選型計(jì)算腰部電機(jī)型號(hào)選擇：（1）選擇國產(chǎn)北京和利時(shí)電機(jī)技術(shù)有限公司的步進(jìn)電機(jī)，具體型號(hào)為：110BYG550B-SAKRMA-0301。（2）該步進(jìn)電機(jī)高轉(zhuǎn)矩，低振動(dòng)，綜合性能很好。驅(qū)動(dòng)方式為升頻升壓；步距角為0.36。臂部電機(jī)型號(hào)選擇：由于臂部電機(jī)負(fù)載較小，綜合考慮，選用57STH76-2804A型號(hào)步進(jìn)電機(jī)。57STH76-2804A型步進(jìn)電機(jī)技術(shù)參數(shù)型步進(jìn)電機(jī)技術(shù)參數(shù)所選電機(jī)相關(guān)參數(shù)所選電機(jī)相關(guān)參數(shù)總結(jié)總結(jié)5PART0505（1）本設(shè)計(jì)通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)）本科四年所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合，完成上下料機(jī)械手的設(shè)計(jì)，希望能體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平、實(shí)踐動(dòng)手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度。（2）本設(shè)計(jì)摒棄了照搬照抄國外設(shè)計(jì)，不具體問題具體分析，盲目選擇高價(jià)格的先進(jìn)元件和設(shè)備。在滿足系統(tǒng)工藝要求的前提下，將機(jī)械手系統(tǒng)中相對(duì)獨(dú)立的環(huán)節(jié)采用高性價(jià)比且相對(duì)簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)形式和控制系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計(jì)，大量采用標(biāo)準(zhǔn)化元配件，使成本降低。（3）通過近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，經(jīng)過資料的收集、方案的選擇比較和論證，到分析計(jì)算，再到工程圖紙的繪制以及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫等各個(gè)環(huán)節(jié)，我對(duì)大學(xué)四本科階段的知識(shí)有了一個(gè)整體的深層次的理解，同時(shí)對(duì)工程的理解更加深刻和準(zhǔn)確。演講完畢 感謝各位老師