电动式关节型机器人机械手的结构设计与仿真.doc

电动式关节型机器人机械手的结构设计与仿真.doc

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电动式关节型机器人机械手的结构设计与仿真

摘要

本文简要介绍了电动式关节型机器人机械手的概念，机械手硬件和软件的组成，机械手各个部件的整体尺寸设计，气动技术的特点。

本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。

同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。

设计了机械手的手臂结构。

设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，大大提高了绘图效率和图纸质量，画出了机械手的装配图图。

关键词：

工业机器人机械手电动电动式关节型机器人机械手

Abstract

Atfirst,thepaperintroducestheconceptionoftheindustrialrobotandtheEller.Dairyinformationofthedevelopmentbriefly.What’smore,thepaperaccountsforthebackgroundandtheprimarymissionofthetopic.Thepaperintroducesthefunction,composingandclassificationofthemanipulator,tellsoutthefree-degreeandtheformofcoordinate.Atthesametime,thepapergivesouttheprimaryspecificationparameterofthismanipulator,Thepaperdesignsthestructureofthehandandtheequipmentofthedriveofthemanipulator.Thispaperdesignsthestructureofthewrist,computestheneededmomentofthedrivewhenthewristwheelsandthemomentofthedriveofthepump.Thepaperdesignsthestructureofthearm.Thepaperinstitutestwocontrolschemesofaccordingtotheworkflowofthemanipulator.Thepaperdrawsouttheworktimesequencechartandthetrapeziumchart.

KEYWORDS:

Industrialrobotelectriclectric-typejointsrobotmanipulator

1.2课题工作要求

启动

初始化

手臂伸长

手部下降

手臂缩回

夹持工件

是否夹紧？

Ｎ

Ｙ

手臂上升

手腕回转180度

手臂回转180度

回到原位

手爪松开

为了保证机器人在抓取工件时的精确度，我们在机器人的手部安装了力觉传感器。

用以对机器人的检测和监控。

该检测系统运用的是闭环控制。

整个抓取动作的流程见图。

图1.1机械手的工作程序图

1.3课题基本参数的确定

1、手部负重：

10kg（抓取物体的形状为圆柱体.圆柱半径.高度自定.密度7.8g/cm3.）

2、自由度数：

4个，沿Z轴的上下移动，绕Z轴转动，沿X轴的伸缩，绕X轴的转动

3、坐标型式：

圆柱坐标，其圆柱坐标型式的运动简图如图所示（见图1）

4、最大工作半径：

1800mm，最小工作半径1350mm

5、手臂最高中心位置：

1012mm

或伺服电机上端最高行程：

1387mm（见图2）

最小行程：

1237mm

ωφ

X

Z

图1.2

6、手臂运动参数：

伸缩行程（X）：

450

伸缩速度：

〈250mm/s

升降行程（Z）：

150mm

升降速度：

〈60mm/s

回转范围（φ）：

0~180度

回转速度：

〈70/s

7、手腕运动参数：

回转范围（ω）：

0~180

回转速度：

90/s

8、手臂握力：

由N=0.5/f*G定

这里取f=0.1G=10kg

N=0.5/f*G=50kg

即手指握力为50kg

9、定位方式：

闭环伺服定位

10、重复定位精度：

±0.05mm

11、驱动方式：

电气（伺服电机）

12、控制方式：

采用MGS-51单片微机

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