氣動機械手的設計

目 錄
摘要.........................................................3

第一章 前言                 
   1.1機械手概述...............................................4
1.2機械手的組成和分類.......................................4
1.2.1機械手的組成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.2.2機械手的分類．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
第二章 機械手的設計方案
2.1機械手的坐標型式與自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8
2.2機械手的手部結構方案設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8
2.3機械手的手腕結構方案設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9
2.4機械手的手臂結構方案設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.5機械手的驅(qū)動方案設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.6機械手的控制方案設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.7機械手的主要參數(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.8機械手的技術參數(shù)列表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
第三章 手部結構設計
3.1夾持式手部結構．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3.1.1手指的形狀和分類．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3.1.2設計時考慮的幾個問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
3.1.3手部夾緊氣缸的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
第四章 手腕結構設計
4.1手腕的自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19
4.2手腕的驅(qū)動力矩的計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19
4.2.1手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20
4.2.2回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
第五章 手臂伸縮，升降，回轉(zhuǎn)氣缸的設計與校核
5.1手臂伸縮部分尺寸設計與校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
5.1.1尺寸設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
5.1.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
5 .1 .3導向裝置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
5 .1 .4平衡裝置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
5.2手臂升降部分尺寸設計與校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
5.2.1尺寸設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26．
5.2.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
5.3手臂回轉(zhuǎn)部分尺寸設計與校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
5.3.1尺寸設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
5.3.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
第六章 機械手的PLC控制設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
6.1可編程序控制器的選擇及工作過程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
6.1.1可編程序控制器的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
6.1.2可編程序控制器的工作過程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
6.2可編程序控制器的使用步驟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
第七章 結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
致謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
專業(yè)相關的資料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

 
摘 要

在設計機械手臂座的時候，用兩個電機提供動力。左邊一電機通過諧波減速器減速后，通過齒輪來控制手臂的回轉(zhuǎn)，而手臂彎曲動作的動力，由右邊一電機提供。電機2同樣也是通過諧波減速器減速后，通過一個長軸，把動力傳到底部的小齒輪上，再由小齒輪與大齒輪的嚙合，把動力傳到那豎直的錐齒輪上，又通過錐齒輪之間的嚙合，把動力與運動傳遞到橫軸上，這樣，再通過鍵連接，就能把動力傳到那帶輪上。這樣，帶輪就以一定的速度不停的轉(zhuǎn)，以給臂關節(jié)通過同步齒型帶傳遞動力。
    在設計臂關節(jié)結構時，我們用兩個同步齒形帶輪來傳遞動力，而帶輪又與軸和機械式離合器的左半邊相連，這樣，就使軸與左半邊相連的離合器轉(zhuǎn)動。在右半邊為一電磁制動器，制動器的左半邊與離合器的右半邊相連，而且通過盤與上臂相連。這時，當電磁鐵通電時，制動器吸合，這時離合器也分開。這樣，上臂就停止在所要求的位置上了。當電磁鐵失電時，由于彈簧力的作用，把制動器推開，同時離合器在彈簧力的作用下自動嚙合，手臂恢復原有的運動。
注：機械手臂的運動范圍手其結構的限制，在手臂的運動到達結構位置之前，必須使其自動停止。機械手臂的運動機械位置是有關節(jié)處牙嵌離合齒上的突起部分而定。手臂在極限位置自動停止，反向運行的條件完全是靠離合齒上的凸起部分與滑塊的接觸實現(xiàn)的。為了使離合齒輪能順利的脫開和嚙合，對離合齒上的凸起部分斜面的升角β≥arctgμν。只有滿足這個條件，離合齒上凸起部分的斜面與滑塊在滑動時才不會發(fā)生自鎖。這樣手臂才能自動停止和反向動作！
方案二
    此方案在臂關節(jié)的結構設計上與方案一有所不同。這里設計成中心軸不轉(zhuǎn)動。改在同步帶輪處裝兩個軸承。這樣，帶輪可自由轉(zhuǎn)動，而不會影響軸，且把離合器的左半邊加工在帶輪上，這樣，不僅可以縮小空間，而且可以提高強度。其余與方案一相同。
關鍵詞：機械手臂；極限位置；嚙合；