机械手课题摘要1.doc

摘 要

机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。它具有结构简单、紧凑、传动稳定等优点。它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业，因此获得日益广泛的应用。机械手一般由执行机构、驱动系统、控制系统及检测装置三大部分组成，执行机构由机械部件组成，通过轴的传动以及齿轮传动，机械手可以做到臂部的伸缩、肘部转动、手部的抓紧及松开;驱动部分是由液压系统进行控制，由泵和液压马达提供动能，使液压缸运动带动各部件的运动；控制系统依靠电气元件，由电动机提供电能控制各个接触器—继电器，继电器发出电信号控制液压系统中的电磁换向阀，使各部件运行，达到机械手的运动要求。本次设计完成了液压回路及电气控制设计，机械部分采用齿轮、齿条完成机械手的旋转运动，设计采用液压缸完成臂部伸缩运动，V型块为机械手的手部，作为夹紧弹体的部分，采用螺栓连接方式与轴连接，由手柄控制转动。

关键词 机械手；液压系统；电气

Abstract

Manipulator is an imitation of human hand actions, according to a given program, tracks and require automatic crawling, handling and operation of automatic devices. It has a simple structure, compact and transmission stability. it is high in the heat, and dust, which is inflammable, explosive, or radioactive, etc bad environment, and heavy, monotonous and frequent in the operation of the people his homework, the increasingly wide application. Manipulator by the executing agencies in general, the drive system and control systems and detection devices three main parts, the institution by mechanical parts, the transmission, and the transmission, manipulator can do the arms of the expansion and the elbows of rotation, and go; no driver is partly due to the hydraulic system to control, The pump and hydraulic motor provide energy and the hydraulic the movement of the parts ； control system to rely on electrical components, the motor control the supply electricity to contact and relays relay a hydraulic system electrical signal control electromagnetic change to make the parts, the movement achieve manipulator. Completed the design of the hydraulic circuit and electrical control design, mechanical parts using gears, racks complete the rotary motion of manipulator, complete design uses hydraulic cylinder telescopic arm movement, v-block as a manipulator of the hand, as part of the clamp body, bolted connections connected to the shaft, controlled by the handle rotation.

Keywords Manipulator; Hydraulic system; Electric control

目 录

摘要……………………………………………………….………………….…….…… …. III
Abstract ……………………………………………………….………………….…. …. …. III
绪论 ……………………………………………………….………………….…1
1 机械手设计参照………………………………………………………………………….2
1.1设计目的 ………………………………………………………………2
1.2设计原则…………………………………………………………………2
2 设计方案的论证……………………………………………………....……………………4
2.1机械手的总体设计…………………………………….………………………...4
2.11 设计具体采用方案 ………………………………………………………………… 4
2.2 机械手手臂的结构设计 ………………………………………..…….……………4
2.2.1 机械手手臂的设计要求 …………………………….……….………4
2.2.2 设计具体采用方案 ……………………………………….………….……5
2.3 机械手腕部的结构设计………………………………………………..6
2.3.1 机械人手腕结构的设计要求 ……………………………………………………… 6
2.3.2 设计具体采用方案 ………………………………………………………………… 7
2.4 机械手末端执行器（手爪）的结构设计…………………………………………… 7
2.4.1 机械手末端执行器的设计要求 …………………………………………………… 8
2.4.2 机器人夹持器的运动和驱动方式 ………………………………………………… 9
2.4.3 机器人夹持器的典型结构 ………………………………………………………… 9
2.4.4 设计具体采用方案………………………………………………………………… 10
2.5 机械手的机械传动机构的设计 …………………………………………………… 10
2.5.1 工业机器人常用的传动机构形式………………………………………………… 10
2.52 设计具体采用方案………………………………………………………………… 11
2.6 机械手驱动系统的设计 ……………………………………………………………12
2.6.1 机器人各类驱动系统的特点……………………………………………………… 12
2.6.2 工业机器人驱动系统的选择原则………………………………………………… 12
2.6.3 机器人液压驱动系统……………………………………………………………… 13
2.6.4 机器人电动驱动系统……………………………………………………………… 14
2.6.5 设计具体采用方案………………………………………………………………… 15
3 理论分析和设计计算………………………………………….…………………………16
3.1 液压传动系统设计计算 ………………………………………………………16
3.1.1 确定液压系统基本方案…………………………………………………………… 16
3.1.2 拟定液压执行元件运动控制回路………………………………………………… 16
3.1.3 液压源系统的设计………………………………………………………………… 17
3.1.4 绘制液压系统图…………………………………………………………………… 17
3.1.5 确定液压系统的主要参数………………………………………………………… 18
3.1.6 计算和选择液压元件……………………………………………………………… 21
4 机械手控制系统的设计………………………………………………………..23
4.1 机械手控制系统软件设计……………………………………………………. 23
4.1.1 机械手控制主程序流程图……………………………………………………23
4.1.2 机械手控制程序设计……………………………………………………23
结论 …………………………………………………………….…………………..24
致谢 …………………………………………………….…………………………..25
参考文献 ………………………………………………….………………………...26
附录 ………………………………………………………………………………………… 27

IV