Z1063-六自由度搬运机械手结构设计【含SW三维图】 下载积分：200　资料编号： Z1063

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Word版设计说明书1份，共62页，约16000字

外文翻译一份

CAD版本图纸，共9张

SW三维图一套

摘  要     

随着现代科学技术的发展，机械手技术越来越受到广泛关注，在工业生产日益现代化的今天，机械手的使用变得越来越普及。因此，对于机械手技术的研究也变得越来越迫切，尤其是工业机械手方面。本论文作者针对这一领域，设计了一款拥有6个自由度的机械手。首先，作者针对该机械手的设计要求，对结构设计选择了一个最优方案，同时进行了运动学分析，用D-H法建立坐标变换矩阵，推算了运动方程的正逆解，用矢量积法推导了速度雅克比矩阵；其次进行工作空间分析；然后进行动力学分析，对关键零件进行校核。

    机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用，因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。本课题对搬运机械手进行了总体方案研究，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。

    关键词：机械手，运动学分析，工作空间分析，动力学分析

目  录 - 1 -

摘  要 - 3 -

Abstract - 4 -

第一章  绪论 - 5 -

1.1 工业机械手的概述 - 5 -

1.2　本论文研究的主要内容 - 5 -

第二章  机械手方案的创成和机械设计 - 6 -

2.1  机械手机械设计的特点 - 6 -

2.2  与机械手有关的概念 - 6 -

2.3 设计方案 - 7 -

2.3.1  方案要求 - 7 -

2.3.2  方案功能设计与分析 - 7 -

2.5  后轴和大臂板刚度和强度分析 - 10 -

2.5.1  后轴和大臂板有限元模型的建立与解析 - 11 -

2.5.2  计算结果分析 - 12 -

2.6  机械手旋转电机的选取 - 13 -

第三章  运动学分析 - 16 -

3.1  概述 - 16 -

3.2  运动学正解 - 18 -

3.3  运动学逆解 - 20 -

3.4  雅可比矩阵的推算和速度分析 - 23 -

第四章  工作空间分析 - 26 -

4.1  工作空间分析简述 - 26 -

4.1.1  工作空间的概念 - 26 -

4.1.2  工作空间的形成 - 26 -

4.1.3  工作空间中的空腔和空洞 - 27 -

4.2  理想工作空间的包络方程 - 28 -

4.3  实际工作空间分析和作图 - 32 -

第五章 机械手结构设计 - 34 -

5.1 手部设计基本要求 - 34 -

5.1.1 传动机构 - 34 -

5.1.2 回转型传动机构 - 34 -

5.1.3 平移型传动机构 - 35 -

5.1.4 机械手手抓的设计计算 - 35 -

5.2 腕部设计的基本要求 - 37 -

5.2.2 腕部的结构以及选择 - 38 -

5.2.3 腕部设计考虑的参数 - 38 -

5.3 机身回转结构的选择 - 40 -

5.4 机械手最终设计三维图 - 40 -

第六章 系统控制部分 - 41 -

6.1  应用背景与要求 - 41 -

6.2 组成部分 - 41 -

6.2.1 关节的限位控制 - 41 -

6.2.2 工件坐标系的测量与计算 - 41 -

6.2.3 机械手的张合控制 - 42 -

6.2.4 公式之间的转换 - 42 -

6.2.5 计算结果的存储 - 42 -

6.3 机械手系统的工艺流程 - 42 -

6.4  机械手控制系统功能设计分析 - 44 -

6.4.1  PLC的资源分配 - 44 -

6.4.2机械手系统的控制程序 - 45 -

第七章  结论 - 47 -

7.1  本论文取得的结果 - 47 -

7.2  设计中存在的问题 - 47 -

7.3  对本设计改进的方法 - 47 -

致  谢 - 48 -

参考文献 - 49 -

附录一   PLC  I/O口分配图 - 51 -

附录二    示例程序 - 52 -

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