文档介绍：工业机器人课程设计
工业机器人课程设计
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工业机器人课程设计
河南机电高等专科学校
?机器人应用技术?课程作品
设计说明书
作品名称：多功能机械手
专业：机电一体化技术
班级：机电124班
扣号：牢固。另一方面这个机械手能够实现必定的搬运功能拥有很强的适用性能。
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2、展开现状和趋向
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当前国内机械手主要用于机床加工、铸锻、热办理等方面，数目、
品种、性能方面都不可以知足工业生产展开的需要。所以，在国内主要
是逐渐扩大应用范围，要点展开锻造、热办理方面的机械手，以减少
劳动强度，改良作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的展开通
用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组
合机械手等。同时要提升速度，减少冲击，正确立位，以便更好的发
挥机械手的作用。别的还应鼎力研究伺服型、记忆再现型，以及拥有
触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐渐成为整个机
械制造系统中的一个根本单元。
图1-1 国内机械手
外国机械手在机械制造行业中应用许多，展开也很快。当前主要
用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可依据
预先指定的作业程序来达成规定的操作。外国机械手的展开趋向是大
力研制拥有某种智能的机械手。使它拥有必定的传感能力，能反响外
界条件的变化，作相应的更改。如地点发生稍许误差时，即能改正并
自行检测，要点是研究视觉功能和触觉功能。当前已经获得必定成绩。
当前生界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发
展趋向。定位精度能够知足微米及亚微米级要求，运行速度能够抵达3M/S，量新产品抵达6轴，负载2KG的产品系统总重已打破100KG。更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相联合，进而根本改变当前机械制造系统的人工操作状态。同时，跟着机械手的小
型化和微型化，其应用领域将会打破传统的机械领域，而向着电子信
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息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业展开。
图1-2 外国机械手
3、研究调研
工业机械手的结构形式主要有四种：直角坐标结构，圆柱坐标结
构，球坐标结构和关节型结构。各结构形式及其相应的特色，分别介
绍以下：
1〕直角坐标机械手结构特色
直角坐标机械手的空间运动是用三个互相垂直的直线运动来实
现的。因为直线运动易于实现全闭环的地点控制，所以，其运动地点
精度高，但此种种类机械手的运动空间相对较小，如要抵达较大运动
空间，那么要求机械手的尺寸足够大。直角坐标机械手的工作空间为一
空间长方体，主要用于装置作业及搬运作业。直角坐标机械手有悬臂
式，龙门式，天车式三种结构。
2〕圆柱坐标机械手结构特色
圆柱坐标机械手的空间运动是用一个展转运动及两个直线运动
来实现的。其工作空间是一个圆柱状的空间。这类机械手结构比较简
单，精度相对较高，常用于搬运作业。
3〕球坐标机械手结构特色
球坐标机械手的空间运动是由两个展转运动和一个直线运动来
实现的。其工作空间是一个类球形的空间。这类机械手结构简单、成
本较低，主要应用于搬运作业。
4〕关节型机械手结构特色
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关节型机械手的空间运动是由三个展转运动实现的。相对机械手
本体尺寸，其工作空间比较大，动作灵巧，结构紧凑，占地面积小。
此种机械手在工业中应用十分宽泛，如焊接、喷漆、搬运、装置等作
业。关节型机械手又分为水平关节型和垂直关节型两种。
因为本课题设计的内容为搬运机械手，所以选择球坐标机械手，
这类机械手结构简单、本钱较低，主要应用于搬运作业。
二机械手构成及工作过程
1、整体结构剖析
如图2-1所示，此机械手有底座转动的自由度、躯干前后挪动的
自由度、机械手上下运动的自由度机，总合三个自由度。此外机械手
爪有夹紧和松开物体的功能。由三个电机控制三个方向的运动，一个
控制机械手整体结构的展转；一个控制躯干前后平移运动；一个经过
丝杠螺母的牵引来控制机械手的仰俯运动。自然还有一个电机用来控
制机械手自己的夹紧和松开。为了实现准停和对电机的保护我们使用
了七个的限位开关用来控制运动的地点。因为手爪自己结构的限制手
爪抓紧用延时来控制。这类机器人的工作包迹形成球面的全