多爪抓取机械手结构设计

目 录

第一章 绪论 1
1.1 课题研究的意义及背景 1
1.2 机械手研究概况 2
1.2.1国外研究现状 2
1.2.2国内研究现状 2
1.3 研究的内容 2
第二章 多爪抓取机械手总体结构设计 4
2.1机械手设计思路 4
2.2总体方案的设计 5
2.2.1驱动方式的选择 5
2.2.2传动结构的分析 6
2.2.3传动方案的设计 8
2.3机械手机械传动原理 9
2.4夹持物体机械手典型的结构 11
第三章 机械手结构设计计算 14
3.1夹持电机的选型 14
3.2夹持丝杆的设计计算 15
3.2.1夹持丝杆螺母的选型和计算 15
3.2.2机械手夹爪工作摩擦力的计算 16
3.2.3计算机械手夹持丝杆螺母的轴向负载力 16
3.2.4机械手夹持丝杆的动载荷计算与直径估算 16
3.3 夹持丝杆的校核 19
3.3.1夹持丝杆螺母临界压缩载荷的校验 20
3.3.2夹持丝杆螺母额定寿命的校验 20
3.3.3验算传动系统的刚度 21
3.4抓取曲轴机械手夹持力的计算 21
3.5夹持连杆驱动力的计算 22
3.6手爪的夹持误差分析与计算 23
3.7电机的选型 23
第四章 基于软件的结构设计 29
4.1 夹爪结构设计 29
4.2 拉升连杆结构设计 30
4.3总体结构装配图的绘制 31
第 五 章 四爪机械手结构参数优选 33
5.1四爪机械手抓取曲轴的基本条件 33
5.2丝杆传动参数的优选 34
总 结 35
参考文献 37
致 谢 38
在我国的国情上的发展需要，我国还需要进行大力的发展生产制造业，实现我国的技术科技的创新发展，达到与时俱进的特色发展路线，开创更加美好的工业发展在未来的工作中，所以未来的机器手结构的发展是很有前景的。机械手的发展的空间也是巨大的。
1.3研究的内容
本课题的设计中主要的研究内容是多爪抓取机械手的结构形式的设计，在设计上，要满足对不规则表面物体的抓取，设计的结构要在现有的市场上的机械手的基础上有设计的优势，设计结构简单，制造成本合理，稳定性良好，在工作中的适应性可靠，主要部件及内容如下所示：
（1）确定机械手的工作原理机手臂的驱动方式；
（2）确定机械手夹持传动的结构形式；
（3）确定四爪机械手的夹持原理，夹持形式的选择；
（4）满足不规则表面的抓取要求，实现抓取的可靠性要求。
通过以上的设计要求，本次设计的欠驱动的机械手，在结构参数的设计和结构形式的选择上，优先考虑满足抓取曲轴的要求，采用机械系统实现对标杆值表面的抓取，实现智能化控制的机械传动系统的结构设计。
机械手的一般组成结构：
（1）执行控制系统：在共用的结构部分中，机械手的执行系统的部分上实现整个机械传动的基础，在达到整个机械传动零件的全部定义后，才能在控制系统的作用下实现机械手部的夹持和抓取命令。
（2）机械臂结构系统：机械臂的设计在机械手的整体设计中是至关重要的，机械臂的传动形式和传动的范围，将决定机械手在实际工作中的搬运能力。
（3）驱动系统的设计：在机械手的结构设计上，一般才有电动驱动的形式比较多，少部分采用液压驱动，气压驱动的形式。本次设计上，才有电动机、步进电机驱动，带动机械结构的驱动形式。
（4）控制系统：一般机械手的搬运中，是实现自动化控制的设备，所有在控制系统的设计上，根据系统的工作要求，才有控制器来进行控制。
（5）检测系统：机械手的传动过程和搬运的夹持过程，需要在检查系统的作用下进行对物体的大小和位置的检侧，反馈给系统，实现工作无误，改善实际搬运的劳动条件，提高生产工作的效率的作用。