Q635-用于蛇形柔性臂的机械手抓的设计与仿真 下载积分：60　资料编号： Q635

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Word版说明书1份，共63页，约20000字

开题报告一份

中期报告一份

CAD版本图纸，共5张

摘  要

   本设计中用于蛇形柔性臂的机械手可模仿人的动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求设计为夹持型。运动机构，使手部完成各种转动、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由

度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有3个自由度。

关键词：机械手，设计，手部，手腕，手臂，机身，结构

目 录

中文摘要.....................................................................................................................................Ⅰ

Abstract……………………………………………………………………….........................Ⅱ

1绪论 .........1

1.1 引言 1

1.2 机器人机械设计和结构特点 1

1.3 国内外研究现状和发展 2

       1.3.1国外发展现状..................................................................................................... 2

       1.3.2国内发展现状......................................................................................................3

1.4 本文的主要研究工作 3

       1.4.1主要研究内容......................................................................................................3

       1.4.2研究方法...............................................................................................................4

2 方案的确定与比较分析 6

2.1 机械手机械系统的比较与选择 6

2.2 机械手的组成 8

        2.2.1执行机构.............................................................................................................8

        2.2.2驱动机构.............................................................................................................9

        2.2.3控制机构...........................................................................................................10

    2.3机械手的参数规格......................................................................................................10

3 机械手手部设计计算 ..12

3.1 手部设计基本要求 12

3.2 手部力学分析 12

3.3 夹紧力与驱动力计算 13

3.4 手爪夹持范围计算 15

3.5 手爪夹持精度计算 16

4 滚珠丝杠螺母的选型与计算 18

4.1 提升机构滚珠丝杠副的计算与选型 18

4.1.1 计算提升力 18

4.1.2 计算最大负载 18

        4.1.3 滚珠丝杠螺母副的选型..............................................................................19

        4.1.4传动效率计算.................................................................................................19

        4.1.5刚度验算..........................................................................................................20

        4.1.6丝杠拉伸或压缩变形量.....................................................................20

        4.1.7滚珠与螺纹滚道间的接触变形.................................................................21

        4.1.8支承滚珠丝杠轴承的轴向接触变形........................................................21

    4.2伸缩机构滚珠丝杠副的计算及选型 21

4.2.1 计算伸缩引力 21

4.2.2 计算最大负载C 22

4.2.3滚珠丝杠螺母副的选型 22

        4.2.4传动效率的计算.............................................................................................22

        4.2.5刚度验算...........................................................................................................23

    4.3滚珠丝杠几何参数.........................................................................................23

5 蜗轮蜗杆传动的设计计算…………………………………………...25

5.1 面接触疲劳强度设计 ..25

        5.1.1确定作用在蜗轮上的转矩 .....................................................................25

        5.1.2定载荷系数K...................................................................................................25

        5.1.3确定弹性影响系数.........................................................................................25

        5.1.4确定接触系数 ............................................................................................25

        5.1.5确定接触应力 .........................................................................................26

        5.1.6计算中心距a...................................................................................................26 

   5.2 蜗轮蜗杆的主要参数和几何尺寸设计..............................................................26

   5.3 齿根弯曲疲劳强度校核.............................................................................................27

   5.4精度等级公差和表面粗糙度的确定..............................................................28

6 电机的计算与选型 ...29

6.1 提升步进电机的计算与选型 29

6.1.1 提升机构步进电机的计算与选型 29

6.1.2 电机力矩的计算 29

6.2 伸缩机构步进电机的计算和选型 32

6.2.1 等效转动惯量计算 32

6.2.2 电机力矩计算....................................................................................32

6.3 蜗轮蜗杆电机的计算与选型 35

6.3.1 电机的计算与选型 35

6.3.2联轴器的计算与选型 35

7 机械手建模与仿真 ...36

    7.1 Pro/E软件的打开........................................................................................36

    7.2 建立零件图...................................................................................................36

    7.3 零部件的组装...............................................................................................39

       7.3.1进入装配图.........................................................................................40

       7.3.1组装零部件.........................................................................................41

    7.4 组件的动态仿真...........................................................................................46

       7.4.1打开组件图.........................................................................................46

       7.4.2添加“电动机”.................................................................................46

7 结论 ......51

参考文献...........................................................................................................................................52

致谢…………………………………………………...................................................................................54

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