平面关节型机械手结构设计（含6张CAD图纸）

A0-机械手装配图

关节型机械手应用圆柱坐标式整体机构，能够实现夹取、安放、搬运棒形工件等功能。这个机械手主要由手爪、手腕、手臂、腰部和机座等部分组成，主要的活动功能体现在整个机械手的四个自由度以及手爪的闭合。其中四个自由度包括腰部的回转，腰部的升降，手臂的伸缩，手腕部的回转。这个机械手的整体规模一般，适用于小巧型工业零件的抓取和搬运，如电子加工业等。
该机械手主要就是靠液压缸的油压变化来实现4个自由度和手爪的夹取。在油路的布置和规划中应用了液压传动的原理以及机械制造的原理，使得油路能够更加的符合机械设计过程中的合理性和可靠性，安全性和经济性。充分利用好机构的相互配合关系，合理布置零件间的空间结构，使本设计更加的合理完善。

关键字：关节型机械手圆柱坐标液压缸四自由度

Abstract

This explanation is designed articulated robot application type cylindrical coordinates overall organization, to achieve gripping, put the rod work piece handling functions. The robot gripper mainly by the wrists, arms, waist and base and other components, the main event features embodied in the entire four degrees of freedom and the robot gripper closure. Four degrees of freedom, including rotation, waist lifting, telescopic arm, wrist rotation of the waist. The overall size of the robot is generally suitable for compact industrial parts crawl and handling, such as electronic processing industry.
The robot is mainly by hydraulic cylinders to achieve change gripping four degrees of freedom and a gripper. In the oil circuit layout and planning of the application of the principles and the principles of hydraulic transmission machinery manufacturing, making the oil to be more in line with the mechanical design process rationality and reliability, safety and economy. Take full advantage of a good relationship with each other agencies, rational arrangement of space between the structural components, making the design more reasonable and perfect.

Keywords: articulated manipulator cylindrical coordinates cylinder four degrees of freedom

目录

摘要2
目录4
1.1研究目的5
1.2研究意义5
2机械手的总体设计7
2.1关节型机械手的组成7
2.1.1执行机构10
2.1.2驱动机构11
2.2圆柱坐标式机械手运动简图11
3关节型机械手机械系统设计12
3.1手部12
3.1.1夹紧力的计算12
3.1.2夹紧缸驱动力计算13
3.2腕部14
3.2.1腕部设计的基本要求14
3.2.2腕部回转力矩的计算14
3.2.3手腕回转缸的设计计算16
3.3臂部17
3.3.1手臂伸缩液压缸17
3.3.2手臂回转液压缸24
结论27
参考文献28
致谢29

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1绪论
机械手这几十年在中国已经发展起来成为一种高新技术自动化生产设备。它的特点是可通过编程来控制各种预期的工作任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的灵活性和适应性。机械手工作的准确性和耐各种环境中完成作业的能力，在社会化大生产中的各个领域有着广阔的应用前途。
1.1研究目的
本次设计是关节型机械手的机构设计，在社会生产中关节型机械手的使用已经十分广泛，被大量的应用于重工业、轻工业等领域。实际上这个课题的设计在国内外都已有了相当先进的科学研究成果。国外对机械手的研究早已在上个世纪九十年代就达到了机电一体化的程度，他们现在更多地是在研究如何用人们的思维或人体的简单动作去完成去机械手的控制与操作。国内这几年在这些领域也有了快速的发展，在各大院校的研究室以及各个科研机构的研究室都积极地开发相关产品。所以，我此次的设计是在参考阅读了大量相关已有的技术资料，并在符合指导老师肖老师所提出的各类要求下对大学四年所学知识的一次应用和升华。此次的设计过程需应用到大学学到的许多门相关课程如机械设计、机械原理、液压与气压传动等等。同时也要求我熟悉的使用操作CAD、Pro-E软件以及机械制图中的相关知识。这一切也算是对我大学画上的最好的一个句号！
1.2研究意义
关节型机械手在当今工业快速发展的中国有着举足轻重的地位。在许多工业制造机械制造领域工业机械手具有许多人类无法比拟的优点，大大提高了社会生产力满足了社会化大生产的需要，其主要优点如下：
1可以在危险和有害操作代替人。只要根据工作环境的合理设计，选择合适的材料和结构，机器人可以在一个不正常的高温或低温，异常压力和有害气体，粉尘，辐射效应，以及冲压，火灾等危险环境做的工作。许多类型的事故，如冲压，铸造，热处理，锻造，绘画和电弧焊接等作业的强紫外线照射，并应促进工业机器人或机器人。

A1-臂部结构

A1-机械手腰部结构图

A1-手臂伸缩缸

A2-机械手手臂联结座

A2-液压原理图