电动式关节型机器人机械手的结构设计与仿真.doc
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电动式关节型机器人机械手的结构设计与仿真
摘要
本文简要介绍了电动式关节型机器人机械手的概念，机械手硬件和软件的组成，机械手各个部件的整体尺寸设计，气动技术的特点。
本文对机械手进行总体方案设计，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。
同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。
设计了机械手的手臂结构。
设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，大大提高了绘图效率和图纸质量，画出了机械手的装配图图。
关键词：
工业机器人机械手电动电动式关节型机器人机械手
Abstract
Atfirst,thepaperintroducestheconceptionoftheindustrialrobotandtheEller.Dairyinformationofthedevelopmentbriefly.What’smore,thepaperaccountsforthebackgroundandtheprimarymissionofthetopic.Thepaperintroducesthefunction,composingandclassificationofthemanipulator,tellsoutthefree-degreeandtheformofcoordinate.Atthesametime,thepapergivesouttheprimaryspecificationparameterofthismanipulator,Thepaperdesignsthestructureofthehandandtheequipmentofthedriveofthemanipulator.Thispaperdesignsthestructureofthewrist,computestheneededmomentofthedrivewhenthewristwheelsandthemomentofthedriveofthepump.Thepaperdesignsthestructureofthearm.Thepaperinstitutestwocontrolschemesofaccordingtotheworkflowofthemanipulator.Thepaperdrawsouttheworktimesequencechartandthetrapeziumchart.
KEYWORDS:
Industrialrobotelectriclectric-typejointsrobotmanipulator
1.2课题工作要求
启动
初始化
手臂伸长
手部下降
手臂缩回
夹持工件
是否夹紧？
Ｎ
Ｙ
手臂上升
手腕回转180度
手臂回转180度
回到原位
手爪松开
为了保证机器人在抓取工件时的精确度，我们在机器人的手部安装了力觉传感器。
用以对机器人的检测和监控。
该检测系统运用的是闭环控制。
整个抓取动作的流程见图。
图1.1机械手的工作程序图
1.3课题基本参数的确定
1、手部负重：
10kg（抓取物体的形状为圆柱体.圆柱半径.高度自定.密度7.8g/cm3.）
2、自由度数：
4个，沿Z轴的上下移动，绕Z轴转动，沿X轴的伸缩，绕X轴的转动
3、坐标型式：
圆柱坐标，其圆柱坐标型式的运动简图如图所示（见图1）
4、最大工作半径：
1800mm，最小工作半径1350mm
5、手臂最高中心位置：
1012mm
或伺服电机上端最高行程：
1387mm（见图2）
最小行程：
1237mm
ωφ
X
Z
图1.2
6、手臂运动参数：
伸缩行程（X）：
450
伸缩速度：
〈250mm/s
升降行程（Z）：
150mm
升降速度：
〈60mm/s
回转范围（φ）：
0~180度
回转速度：
〈70/s
7、手腕运动参数：
回转范围（ω）：
0~180
回转速度：
90/s
8、手臂握力：
由N=0.5/f*G定
这里取f=0.1G=10kg
N=0.5/f*G=50kg
即手指握力为50kg
9、定位方式：
闭环伺服定位
10、重复定位精度：
±0.05mm
11、驱动方式：
电气（伺服电机）
12、控制方式：
采用MGS-51单片微机
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