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1、四自由度机械手设计摘要：工业机械手由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平，可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产机械手的结构形式比较简单，通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。本课题将设计一个四自由度机械手，其
2、中，三个移动自由度，需完成X、Y、Z三维空间内的移动要求，另外一个旋转自由度，完成手部的旋转运动要求。它能实现平面运动，具有柔顺性，全臂在垂直方向的刚度大，在水平方向的柔性大，广泛用于装配作业中。关键字：机械手；机电一体化；自由度ThedesignoffourdegreesfreedommechanicalhandAbstract:Industrialmanipulatoriscomposedofmachinebody,controller,servodrivesystemanddetectionsensordevice,ahumanoido
3、peration,automaticcontrol,canrepeatprogramming,tocompletetheelectromechanicalintegrationautomaticproductionequipmentofvariousoperationsinthree-dimensionalspace.Especiallysuitablefortheproductionofavarietyofflexible,variablevolume.Itsstability,improveproductquality,improvepr
4、oductionefficiency,playsaveryimportantroleinimproveworkingconditionsandtherapidupgradingofproducts.Productionofmechanicalhandcanimprovetheautomationlevelofproduction,canreducelaborintensity,toensureproductquality,realizethestructuresafetyofthemanipulatorisrelativelysimple,g
5、eneralmachineryhandcanquicklychangetheworkingprocedure,strongadaptability,widelycitedsmallbatchproductionsoitisinchangingvarietiesinproduction.ThispaperwilldesignafourDOFManipulator,wherein,threedegreesoffreedomofmovement,tocompletetheX,Y,mobileZinthethree-dimensionalspace,
6、anotherrotationaldegreeoffreedom,rotationalmovementofthehandrequirements.Itcanachieveplanarmotion,withtheflexibility,thearmintheverticalstiffness,flexibilityinthehorizontaldirectionofthelarge,widelyusedinassemblyoperations.Keywords：Manipulator;mechatronics;degreeoffreedom目录
7、摘要IAbstractII目录III第一章绪论51.1引言51.2国内外机器人领域研究现状及发展趋势51.3机器人发展趋势6第二章机械手总体设计方案72.1机械手基本形式选择72.1.1直角坐标系机器人72.1.2圆柱坐标系机器人72.1.3极坐标系机器人82.1.4多关节机器人82.2驱动装置选择92.2.1液压驱动92.2.2气压驱动102.2.3电机驱动102.3移动自由度设计112.4滚珠丝杠选型设计与计算13第三章升降关节总体结构分析173.1滚珠丝杠部分173.2线性滑轨部分19第四章机械手控制系统简述214.1机器人控制系统的特
8、点和要求214.2机器人控制的分类224.3运动控制系统的硬件部分234.3.1步进电机控制方案234.3.2电机驱动器的选型23总结25参考文献26致谢28第一章
