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五自由度機械手課程設計

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更新時間：2014-05-23
發布人： lengbingbing

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五自由度機械手課程設計
目錄
一、緒論 4
1.1 選題背景 4
1.2 國內外研究現狀和趨勢 4
1.3課題研究的意義 5
1.4 設計目的 5
二、機械手的總體設計 5
2.1基本參數 6
2.2總體設計結構 6
三、機械手各部件的設計 7
3.1手部的設計 7
3.1.1手部結構的分類 7
3.1.2手部結構設計說明 7
3.1.2運動分析 9
3.1.3氣動驅動系統 10
3.2機械手腕部的結構設計 10
3.2.1 機器人手腕結構的設計要求 10
3.2.2 機器人手腕結構的設計說明 11
3.3基座的設計 12
3.3.1基座設計要求 12
3.3.2基座設計說明 13
3.2基座 13
四、小結 13
五、參考文獻 14
二、機械手的總體設計
2.1基本參數
本設計擬搬運寬度尺寸90～110mm、質量為5kg以內的任意形狀工件。機械手最高可舉1353mm，搬運物體回轉半徑1000mm。手指的動力驅動方式為氣動傳動。氣動傳動的機械手是以工業用高壓氣體的壓力來驅動執行機構運動的機械手。
2.2總體設計結構
機械手采用五關節結構形式，五關節機械手的手部所握持的工件（或工具）在空間的位置，是由臂部、腕部以至整機等各自獨立運動的合成來確定的。本設計的氣動機械手具有五個自由度，能夠實現抓取、搬運、完成工件的上料或卸料。為執行這些動作，系統共設有五個步進電機，可在五個坐標內工作。
該機械手分為：底座、腰部、大臂、小臂、腕部和手部等六個部分，圖中的五個關節的轉動都是通過五臺步進電機來實現，而手部的夾緊動作是通過氣動控制實現。
關節式機械手是一種適用于靠近機體操作的傳動型式。它像人手一樣有肘關節，可實現多個自由度，動作比較靈活，適于在狹窄空問工作。本設計具有五臺步進電機,分別控制腰部的轉動、大臂的擺動、小臂的擺動、手腕的轉動、手腕的仰俯運動。每個步進電機有各自的作用和負載，因此需要根據各自的情況選擇電機的型號。
手部采用鋁合金材料，其他腕部、大臂、小臂、腰部均采用薄鋼板焊接而成。基座采用鑄鐵鑄造。
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