文档介绍：基于单片微机控制的机械手设计(机械结构)
摘要
在工业生产中,机械手系统有着广泛的应用,如工件转移、工件装配、加工中心刀库换刀等,作为一种相对较新的机电一体化设备,它正开始改变现代化工业面貌。本设计为三自由度圆柱坐标型工业机械手,其工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。本机械手使用气动夹紧装置,两直线方向的运动由两对丝杠螺母机构完成,通过步进电机驱动,一个旋转方向的运动也由步进电机驱动,因为使用单片机可以较容易地控制步进电机。在控制器的作用下,机械手执行将工件从一个位置拿到另一个位置这一动作。本机械手系统具有较大的柔性:控制方面,因机械手可以较容易地与PC机通信;上位机程序通过VB语言编写,可以通过改写上位机程序,比如增加可以调用的子程序、数据库等,使机械手实现更加强大地功能;机械结构方面,本机械手的末端执行机构可以更换,可以通过更换末端执行机构使机械手完成不同的任务。
本文的主要内容包括:机械手总体结构方案的选型、机械手的动力学参数计算、机械手的运动学设计、运动部件的设计与校核、结构设计等。本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。
关键词:机械手自由度结构
目录
摘要…………………………………………………………………………………………Ⅰ
目录…………………………………………………………………………………………Ⅱ
第一章前言 1
第二章机械手总体结构的确定 4
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、重复性 4
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第三章动力学参数计算 7
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第四章运动学设计 18
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第五章传动部件的设计 25
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水平丝杆外端轴承的选用与校核 27
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第六章机械手部件的结构设计 37
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第七章总结 41
致谢…………………………………………………………………………………………44
参考文献………………………………………………………………………………………45
第一章前言
基于单片机控制的机械手,就其本质上来说,属于工业机器人的范畴,机器人工程是近二十多年来迅速发展起来的综合学科。它集中了机械工程、电子工程、计算机工程、自动控制工程以及人工智能等多种学科的最新研究成果,是当代科学技术发展最活跃的领域之一,也是我国科技界跟踪国际高科技发展的重要方面。工业机器人的研究、制造和应用水平,是一个国家科技水平和经济实力的象征,正受到许多国家的广泛重视。
目前,工业机器人的定义,世界各国尚未统一,分类也不尽相同。最近联合国国际标准化组织采纳了美国机器人协会给工业机器人下的定义:工业机器人是一种可重复编程的多功能操作装置,可以通过改变动作程序,来完成各种工作,主要用于搬运材料,传递工件。参考国外的定义,结合我国的****惯用语,对工业机器人作如下定义:
工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。工业机器人的发展,由简单到复杂,由初级到高级逐步完善,它的发展过程可分为三代:
第一代工业机器人就是目前工业中大量使用的示教再现型工业机器人,它主要由手部、臂部、驱动系统和控制系统组成。它的控制方式比较简单,应用在线编程,即通过示教存贮信息,工作时读出这些信息,向