D721-基于PLC驱动的三自由度机械手设计 下载积分：50　资料编号： D721

作品包括:

Word版说明书1份，共66页，约24000字

CAD版本图纸，共26张

摘   要

当今，在机械、医药、军事等各个领域中，机械手的出现频率越来越高。机械手的应用，使工业生产能够飞速发展，不仅仅提高了生产效率，改进了生产质量，减少次品的出品率，而且机械手能够解放生产力，减少人力劳动的强度，更为重要的是机械手能够在恶劣条件下进行工作作业，完成人力不能完成的任务。机械手涵盖了机械手机、机械原理、控制原理、PLC、力学、材料学、传感器等众多方面的知识和内容，是一门综合性质很强的技术。

本次毕业设计中，根据潘存云教授的发明，用球齿轮代替铰链接，设计一种机械手结构，能够实现机械手在半球体内的360度任意位置自由定位和指向要求。球齿轮最大的优势在于球齿轮的360度可自由性定位，从而实现空间指向和任意位置的定位，该三自由度机械手有三个自由度，满足工件的打磨、钻孔以及部分搬运工作的动作要求。此次设计包括机械手的手部、手腕、手臂的结构和连接方式，驱动机构的选择，底座和机架的设计等方面，主要进行的是机械手整个结构的设计，并且分析球齿轮机构的传递方面的参数，机械手的控制参数等等。在控制系统方面，该三自由度机械手的控制系统采用具有三自由度运动控制功能的PLC，并且进行框架设计、连线设计、程序编写，设计了自动和手动的两套程序，便于机械手应用在机械加工生产线等场合。

关键词：机械手；球齿轮；三自由度；PLC

目  录

摘   要 I

Abstract II

1 绪论 1

2 机械手研究的背景以及PLC的介绍 4

2.1 机械手的发展历史 4

2.2 机械手发展的意义和应用 5

2.3 机械手的分类 5

2.4 机械手的未来发展 6

2.5 Solidworks软件在设计中的使用 8

2.6 PLC的发展简介 8

2.7 PLC的概念和特点 9

2.8 本章小结 11

3 机械手的整体方案的确定 13

3.1 机械手的组成 13

3.2 机械手结构的详细介绍 15

3.3 机械手的功能和原理 17

3.4 球齿轮的形成原理 19

3.5 球齿轮的特点和安装 19

3.6 球齿轮传动的啮合特点 20

3.7 球齿轮正确啮合的条件 21

3.8 球齿轮连续传动的条件 22

3.9 球齿轮的变位修正 22

3.10 球齿轮有关的方程 22

3.11 本章小结 23

4 机械手关键尺寸设计 24

4.1 机械手设计参数的设定 24

4.2 机械手的技术参数列表 24

4.3 齿轮的设计 24

4.4 球齿轮连接结构设计 29

4.5 机械手手腕部分球齿轮角度的计算 32

4.6 驱动模块的设计与计算 33

4.7 电机转角的计算 35

4.8 本章小结 36

5 机械手PLC控制的搭建 37

5.1 控制系统设计的基本步骤 37

5.2 PLC控制系统的工作原理 37

5.3 PLC的驱动方案 38

5.3.1 方案框架设计 38

5.3.2 元器件的选择 39

5.4 本章小结 43

6 基于Solidworks Simulation零部件校核 44

6.1 绪论 44

6.2 各部件受力分析 44

6.2.1 齿轮分析 44

6.2.2 中间齿轮分析 48

6.2.3 中间齿轮分析 51

6.3 本章小结 53

7 基于Solidworks motion机械手运动学仿真 54

7.1 仿真工具简介 54

7.2 二维模型软件仿真 54

7.3 本章小结 55

8 结 论 56

参考文献 57

致谢 58

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