三自由度并联机械手的设计.doc
三自由度机械手传动方案设计
三自由度机械手传动方案设计◎马兴飞1张姗姗1马立洲2机械手也称自动手，它可以通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。
在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中。
本次设计的三自由度机械手是一种小型的针对回转任务的机械手，它的功能明确、结构简单、成本较低。
本次设计的机械手要求如下：1.三自由度：一个移动、两个转动；2.大臂水平方向的有效行程为1.6m；3.设计工况：回转壳体内进行180度自由旋转。
一、机械手结构概述机械手主要结构分为：执行机构、驱动机构、控制系统以及检测系统。
1.执行机构。
是最常见、最直观能够看到的部分，主要包括支柱、手臂、腕部、手部等四部分。
支柱是整个机械手中受力最为复杂的部分，支撑着整个机械结构。
手臂是用来支撑手部的运动，承受手部所抓取物体的弯矩和扭矩。
手腕具有一个单独的自由度，是为了确保机械手的灵活性以及较强的适应性能。
手腕的动作包括回转、摆动、上下运动等。
手部是用来抓取对象物体的结构。
手部不单单是手爪、手指的形式，也可以做成吸盘、真空盘、钳体等各种结构。
2.驱动系统。
机械手需要动力源对其进行驱动，动力源常见的有电动、气动、液压、机械等装置，是完成动作的基础保障之一。
3.控制系统。
约定机械手进行动作的根本，是机械手的大脑。
常见的控制系统有基于单片机、基于PLC、基于互联网等形式。
4.位置检测。
机械手在运动时要不断进行反馈位置，已确定是否达到所需要的要求及下一步动作，需要不断利用传感器或其他方法进行位置的检测确定。
二、机械手传动方案设计1.坐标形式选择。
目前机械手的主要坐标形式有四种：直角坐标、圆柱坐标、球坐标、关节坐标。
（1）直角坐标。
类似于直角坐标系，整个机械手的运动是在X、Y、Z 三个坐标空间运动。
直线运动能够通过一个坐标方向实现，而空间运动或者斜线运动则需要两个或者三个坐标方向同时或者配合才能够实现，所以直角坐标的机械手一般尺寸都相对大一点。
三自由度机械臂设计
三自由度机械手臂设计姓名：苏文杰班级：机自4班学号：24121901188 序号：242015年6月3日三自由度机械手臂设计用途：在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。
本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。
首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。
该设计的目的是为了设计一台物料搬运机器人，利用现有已经报废的焊接机器人，本文的中结构设计主要偏向于对原有机构的改造和机械手的设计。
动力源采用电源驱动方式该机器人一共具有四个独立的转动关节，连同末端机械手的运动，共需要五个动力源。
机器人常用的驱动方式有液压驱动、气压驱动和电机驱动三种类型。
机器人驱动系统各有其优缺点，通常对机器人的驱动系统的要求有：1）．驱动系统的质量尽可能要轻，单位质量的输出功率要高，效率也要高；2）．反应速度要快，即要求力矩质量比和力矩转动惯量比要大，能够进行频繁地起、制动，正、反转切换；3）．驱动尽可能灵活，位移偏差和速度偏差要小；4）．安全可靠；5）．操作和维护方便；6）．对环境无污染，噪声要小；7）．经济上合理，尤其要尽量减少占地面积。
3自由度机械手设计说明书
目录一、确定机械手设计方案 (3)1.1、机械手基本形式和自由度数的选择 (3)1.2、机械手手部夹紧结构方案设计 (4)1.3、机械手的手臂（水平方向和垂直方向）结构方案设计 (4)1.4、机械手的腰座结构方案设计 (4)二、部分执行机构的理论分析和设计计算 (5)2.1、手爪执行机构的分析计算及相关尺寸的确定 (5)2.1.1、手抓的力学分析 (5)2.1.2、手爪夹紧力和驱动力的的计算 (7)2.1.3、液压缸主要参数的确定 (8)2.2、水平手臂的设计和计算 (10)2.3、机身升降机构的计算 (11)2.3.1、手臂偏重力矩的计算 (11)2.3.2、升降不自锁条件分析计算 (12)2.3.3、手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算以及相关尺寸的确定 (13)2.4、驱动回转轴回转的电机选型有关参数计算 (15)2.4.1、有关参数的计算 (15)2.4.2、电机型号的选择 (16)2.5、液压传动系统设计 (17)2.5.1、确定液压系统基本方案 (17)2.5.2、拟定液压执行元件运动控制回路 (17)2.5.3、液压源系统的设计 (17)2.5.4、绘制液压系统图 (18)三、机械手控制系统的硬件设计 (18)3.1、机械手工艺过程与控制要求 (18)3.2、机械手的作业流程 (18)3.3、机械手操作面板布置 (19)3.4、控制器的选型 (19)3.5、控制系统原理分析 (20)3.6、I/O地址分配 (20)3.7、PLC原理接线图 (21)四、参考文献 (21)一、确定机械手设计方案1.1、机械手基本形式和自由度数的选择常见的工业机械手根据手臂的动作形态,按坐标形式大致可以分为以下4种: (1)直角坐标型机械手;(2)圆柱坐标型机械手; ( 3)球坐标(极坐标)型机械手; (4)多关节型机机械手。
其中圆柱坐标型机械手结构简单紧凑,定位精度较高,占地面积小。
因为设计要求搬运的棒料的质量达40KG，且直径达160MM，长度大约为250MM，考虑在满足系统工艺要求的前提下，尽量简化结构，以减小成本、提高可靠度。
三自由度机械臂毕业设计
三自由度机械臂毕业设计毕业设计题目：三自由度机械臂设计与控制一、设计背景三自由度机械臂是工业机器人中常见的一种结构，通常由三个关节驱动器构成，可以实现在三个方向上的运动。
该设计旨在研究三自由度机械臂的结构设计和控制算法，提高其运动精度和稳定性，以满足工业生产中对机器人精准操作的需求。
二、设计内容1.机械结构设计：根据机械臂的工作范围和负载要求，设计合适的机械结构，包括三个关节的连杆长度、角度范围等，确保机械臂能够在工作空间内自由灵活地运动，并能承受所需的负载。
2.关节驱动器选择：选择合适的关节驱动器，比如伺服电机、步进电机等，确保驱动器能够提供足够的转矩和精确的控制，以实现机械臂的精准运动。
3.控制系统设计：设计相应的控制系统，包括运动规划、轨迹跟踪、碰撞检测等算法，实现机械臂在各种工作场景下的自动化操作。
同时，考虑到三自由度机械臂的运动学模型，设计合理的控制策略，提高机械臂的运动精度和稳定性。
4.系统集成和调试：将机械结构、关节驱动器和控制系统进行集成，通过实验验证机械臂的性能和稳定性，调试控制算法，不断优化设计方案，使机械臂达到预期的工作效果。
三、设计目标1.实现三自由度机械臂在三维空间内的高精度运动，能够完成各种复杂的工作任务。
2.提高机械臂的运动速度和稳定性，减少运动过程中的振动和误差，提高工作效率。
3.实现机械臂与外部环境的智能交互，通过传感器实时监测工作环境，避免碰撞和危险情况的发生。
4.设计简洁高效的控制系统，具有良好的实时性和可靠性，便于操作和维护。
四、预期成果通过以上设计内容和目标，预期能够完成一台具有高精度运动和稳定性的三自由度机械臂原型机，并实现其在工业生产中的应用。
同时，可以得到相关的技术研究成果，为工业机器人领域的发展贡献一份力量。
五、结语三自由度机械臂的设计与控制是一个具有挑战性和重要性的课题，需要多方面的知识和技能综合运用。
希望通过本次毕业设计，能够全面学习和掌握机械臂设计与控制的相关知识，提升自己在工程领域的实践能力和创新能力，为未来的科研和工作打下坚实的基础。
3个自由度机械手设计
3个自由度机械手设计在机械工程领域，自由度是指机械系统能够相对于给定的参考坐标系进行自由移动的能力。
一个自由度可以定义为系统中独立运动的最小数量。
在机械手设计中，自由度是一个重要的参数，决定了机械手的灵活性和能够执行的运动任务。
以下是三个具有不同自由度的机械手设计：1.二自由度机械手二自由度机械手通常由两个旋转关节组成，分别控制机械手在水平和垂直方向上的运动。
这种机械手设计常用于需要在平面上移动和旋转物体的应用，如装配线上的零件搬运和放置。
机械手的两个关节可以通过电机和传动装置控制，使得机械手能够沿不同方向进行精确的运动。
2.三自由度机械手三自由度机械手通常由两个旋转关节和一个直线关节组成，分别控制机械手在水平、垂直和前后方向上的运动。
这种机械手设计常用于需要进行更复杂操作的应用，如工业机器人中的装配和焊接。
机械手的旋转关节可以使机械手在水平和垂直方向上进行精确的定位，直线关节可以使机械手在前后方向上进行伸缩，从而实现更加灵活的操作。
3.六自由度机械手六自由度机械手是最常见的机械手设计，通常由三个旋转关节和三个直线关节组成。
旋转关节控制机械手在水平、垂直和绕轴方向上的运动，直线关节控制机械手在前后、左右和上下方向上的运动。
这种机械手设计在许多领域中得到广泛应用，如汽车制造、医疗设备和航空航天等。
六自由度机械手的设计使得机械手能够进行复杂的运动和操作，具有较高的灵活性和精确性。
总的来说，机械手的自由度是机械手设计中的一个重要参数，决定了机械手的灵活性和能够执行的运动任务。
不同自由度的机械手适用于不同应用场景，可以根据具体需求选择合适的机械手设计。
三自由度机械手腕的设计
目录摘要 ..................................................................................................................... １Abstract ........................................................................................... 错误!未定义书签。
1绪论 .. (2)1.1工业机器人简介 (2)1.2 工业机器手简介 (2)2工业机器人手腕的总体设计 (3)2.1机器人手腕总体设计概述 (3)2.2腕部的结构特点 (5)2.2.1 概述 (5)2.2.2单自由度手腕 (5)2.2.3二自由度手腕 (6)2.2.4三自由度手腕 (6)2.2.5柔顺手腕结构 (7)2.3 腕部的驱动机构 (8)2.4设计要求 (9)3 机器人手腕的机械系统设计 (10)3.1三个自由度的实现 (10)3.2传动机构的设计 (12)3.3手腕内部其他结构的设计 (13)4三维造型的绘制 (15)4.1 造型软件简介 (15)4.2典型零件的绘制 (18)结论 (44)摘要在工业上，机器人有着广泛的应用，尤其是在高温，高压，粉尘，噪音，以及带有放射性和污染的场合。
而工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。
手腕是连接末端执行器和手臂的关键，是联接手部与臂部的部件，它的作用是调整或改变工件的方位。
本设计为三自由度工业机器人手腕，可以在两个方向上旋转在一个方向上弯转。
三维造型采用的造型软件为Pro/ENGINEER, Pro/ENGINEER Wildfire野火版2.0以其易学易用、功能强大和互连互通的特点，推动了整个产品开发机构中个人效率和过程效率的提高。
它既能节省时间和成本，又能提高产品质量。
3个自由度机械手设计
第一章引言机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。
机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。
因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。
1.1 机械手的分类机械手一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用机械手。
它是一种独立的不附属于某一主机的装置。
它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定的操作。
它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。
第二类是需要人工才做的，称为操作机。
它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。
3个自由度搬运机械手的设计
轴承坯料搬运机械手的设计摘要机械手是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。
采用机械手是提高产品质量与劳动生产率，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度的一种有效手段。
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装备。
机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。
工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期、频繁、单调的操作，采用机械手是有效的；此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。
本课题的主要内容是采用机械设计原理，进行三自由度搬运机械手的设计，熟悉三自由度机械手的运用场合和相关的设计步骤。
机械手可以代替很多重复性的体力劳动，从而减轻工人的劳动强度，提高生产效率。
结合三自由度设计的各方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题．解决问题.研究问题。
并且在设计中融入自己的想法和构思，提高自己的创新能力。
尽力使机械手使用方便，结构简单。
！！所有下载了本文的注意：本论文附有CAD图纸和完整版word版说明书，凡下载了本文的读者请加QQ 83753222，或留下你的联系方式（QQ邮箱）最后，希望此文能够帮到你！关键词：机械手，输送工件，搬运，三自由度ABSTRACTManipulator is a mechanical technology and electronic technology with the combination of high technology products. Using manipulator is to improve product quality and productivity, and realize the automatic production process, improve working conditions, and reduce labor intensity of a kind of effective method. It is an imitation of the upper part of the human body function, according to the predetermined requirement or parts transportation holding tools for operation of the automation technology and equipment. Robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce the labor intensity, improve working conditions, and improve labor productivity and production automation level. Industrial production often appears in the handling of the heavy and long-term, frequent, drab operation, USES the manipulator is effective; In addition, it can be in high temperature, low temperature, deep water, the universe, radioactive and other toxic, pollution environment conditions operation, more shows its superiority, with broad prospects.This topic is the main content of the mechanical design principle of the design of the three dof carrying manipulator, familiar with three degrees of freedom of the manipulator using occasions and related design steps. Robots can replace a lot of repeatability of physical labor, so as to reduce the labor intensity, improve production efficiency. Combined with three degrees of freedom all aspects of design knowledge, in the design process learn how to find out the problem to solve problems. And in the design idea and into their idea, improve their innovation ability. Try to make robots easy to use simple structure.Key Words: Manipulator, conveying work piece, handling, three degrees of freedom目录第1章绪论 (4)1.1机械手的历史 (4)1.2机械手的组成 (5)1.3机械手的分类 (6)第2章搬运机械手机构总体方案设计 (8)2.1搬运机械手设计要求 (8)2.2基本设计思路 (1)2.3搬运机械手结构设计 (11)2.4 机械手材料的选择 (11)2.5机械臂的运动方式 (11)2.6搬运机械手驱动与控制系统分析 (12)第3章搬运机械手机械结构设计与计算 (13)3.1搬运机械手手爪设计 (13)3.2 搬运机械手手臂设计 (13)3.3 手部设计计算................................................. - 23 -3.4腕部设计计算 (20)3.5液压驱动系统设计 (21)3.6机身结构的设计 (23)第4章机械手控制系统的设计 (27)4.1 PLC简介 (27)4.2 PLC工作原理 (27)4.3 PLC机型的选择 (27)4.4 PLC控制面板的拟定 (29)4.5 机械手工艺过程和控制方案的确定 (30)4.5 PLC程序编写 (33)总结与展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论随着人类科技的进步，社会经济的发展，机器人学成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。
三自由度机械手腕的设计
目录摘要 ..................................................................................................................... １Abstract .. (2)1绪论 (3)1.1工业机器人简介 (3)1.2 工业机器手简介 (3)2工业机器人手腕的总体设计 (4)2.1机器人手腕总体设计概述 (4)2.2腕部的结构特点 (6)2.2.1 概述 (6)2.2.2单自由度手腕 (6)2.2.3二自由度手腕 (7)2.2.4三自由度手腕 (7)2.2.5柔顺手腕结构 (8)2.3 腕部的驱动机构 (9)2.4设计要求 (10)3 机器人手腕的机械系统设计 (11)3.1三个自由度的实现 (11)3.2传动机构的设计 (13)3.3手腕内部其他结构的设计 (14)4 机器人手腕的机械传动装置设计计算 (16)4.1锥齿轮12，13的设计计算 (16)4.1.1 选材料并确定初步参数 (16)4.1.2 齿面接触疲劳强度计算 (16)4.1.3 齿根抗弯疲劳强度验算 (17)4.1.4 主要几何尺寸计算 (18)4.2锥齿轮17，16的设计 (18)4.2.1选材料并确定初步参数 (18)4.2.2 齿面接触疲劳强度计算 (19)4.2.3 齿根抗弯疲劳强度验算 (20)4.2.4 主要几何尺寸计算 (21)4.3 同步带传动设计 (22)4.3.1 设计功率P (22)d4.3.2 带轮的基本尺寸 (23)5 三维造型的绘制 (24)5.1 造型软件简介 (24)5.2典型零件的绘制 (27)结论 (53)致谢 (54)参考文献 (55)摘要在工业上，机器人有着广泛的应用，尤其是在高温，高压，粉尘，噪音，以及带有放射性和污染的场合。
而工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。
机械毕业设计-三自由度并联机构的设计
XX( )AbstractParallel mechanism with high rigidity, strong bearing capacity, small error, high precision, small self-weight loading ratio, good dynamic performance, easy control and a series of advantages can be used as a submarine rescue docking docking device, maritime space on; the industry can be used as micro - actuator assembly machines, large precision operation; you can automatically install the wheel assembly in automobile assembly line; in addition, medical robotics, astronomical telescope, using parallel technology.The direction of the research of parallel mechanism:(1) study on the principle of parallel mechanism.The degree of freedom parallel mechanism, motion pair of calculation type, hinge type and kinematic analysis, modeling and Simulation of the.(2) for parallel mechanism workspaceIncluding the motion space analysis and simulation, the reachable workspace solution (such as numerical method, sphere coordinate searching method etc.), mechanism of interference analysis and location.(3) for parallel mechanism structure designStructure design of parallel mechanism includes many contents, such as the design of general layout, organization security mechanism.Because of my limited ability, mistakes and shortcomings in this paper can hardly be avoided, ask teachers to give the criticism and correction.Keywords three degree of freedom parallel mechanism; virtual prototype; (1)1.1 (2)1.2 (3) (6)2.1 (6)2.2 (6)2.3 (7)2.4 (8) (10)3.1 (10)3.1.1 (10)3.1.2 (10)3.2 (11)3.3 (14) (20)4.1 (20)4.1.1 (20)4.1.2 (20)4.1.3 (21)4.2 (21) (22)5.1 (22)5.1 solidworks (22)Ad ms (23)6.1 Adams (23)6.1.1 Adams (23)6.1.2 ADAMS (25)6.2 Adams (28)6.2.1 ADAMS (29)6.2.2 (29)6.2.3 (30)6.3 (33) (35) (36) (37)11.16-TPS 3 60 ±90 6CCD90 1994 Ingersoll Giddings&Lewis Hexal ”(Hexapod) ”(VARIAX) GeodeticLapik Multicraft , ETZH IFW NeosRobotics Braunschweig Sandia 1996 Hexapod 47 49 CIRP 1998 1999 CIRA ASME 25 10 TMM 1998 2000 1994 1999 21863 211 1999 61.2,(1)(2) (3)(4) ——(5) X Y Z1-1[13]1-221 30 :(1) 3(2) ,(3) ,(4)(5)(6) ,(7)(8)(9) ,21 [14-15]22.12 2 2 22.22-1[16] 2.2.1 2 3 3Kutzbach Grubler [17] Fgi if g n F 1)1(6n —g —f i — i3 Z 1 22-12.32-2 PC PC PCPC2-2PC I/O 32 PC PC 322.4Workplace CComplete workplaceConstant workplaceMaximal workplace.DDi, Di D33.13.1.123456PWM3.1.257 24V 24V4-3n=30r/min f=100HZ57BYJ250C3.24.2II III IV III IV II III IV, ,DG D1.2. 500kgf3. 94mm/s4. 800mm5.3.31. 1.4t, 150 70AE BD CF l 1m:a R =0.51m b R =0.86m AE 15 EF=ED=DF=0.75×3m=750×3mm AB=BC=AC=0.35×3m=350×3mm A ED=80°AE= 00/2/21338.57575ED AB mm COS COSAG=AEcos15°=1292.9mm(AG A )PQ=1125mm, A G=AG+150=1442.9mmtg PHQ=11251442.9PHQ=37.9°, NHQ=90°-37.9°=52.1°9800=2F QH Sin52.1° F QH =6202.5Ntg PMQ=PQ PM =11251292.9 PMQ=41°Sin PMQ=PQ PM QM=0112541Sin =1714.8mm Sin PHQ=011251831.437.9PQ QH mm QH Sin X=1831.4-1714.8=116.6mmF QH =6K 1 X K 1=6202.58.87/6116.6N mm F PN = F QH =5K 2 K 2=6202.510.6/5116.6N mm 2. 1.4t, 150 100A"G=0()70951.72ED AB tg mm tg PM Q=1125951.7PM Q=49.8°Sin PM Q=11251472.9QM mm QMX=QM-Q M =1714.8-1472.9=241.9mm14000=2FQM Sin(90°-49.8°) F QM =10769.2N K 3=10769.27.42/6241.9N mm K 4=10769.28.9/5241.9N mm 3. 1.4t 20° 851400085%=11900N11900=FQM"SinQM"J+F PN"Sin M"N"PF QM"Cos QM"J= FPN"Cos M"N"PPMQ=41° QMN=49°QM"J=40° M"N"P=60°F QM"=6040.6N FPN"=9302.5NM"O=011251292.9201100.52Sin mm M"O M" M"QO=35° M"Q=01100.51918.735mm Sin MQ=01292.91713.141mm Cos X 1=1918.7-1712.1=206.6mmF QM"=6K 5 X 1 K 5=6040.6 4.8/6206.6N mm N"P=011251961.455mm Cos X 2= N"P-PN=1961.4-1712.1=249.3mmF PN"=5K 6 X 2 K 6=6040.6 4.855249.3mm 4. 1.4t 20° 801400080%11200NF 1=5686N F 2=8756N15686947.766F N 287561751.255F N 6FCos =947.7 =10°F=160.4N=K 7 X X=1713.11713.126.410mm Cos K 7=160.4 6.08/26.4N mm 5F Cos =1751.2 =10°F =355.6N=K 8 X , X=1713.11713.126.410mm Cos K 8=355.613.5/26.4N mm44.14.1.100max min ii l l l l (i=1,2,3) l min l max4.1.20 i max (i=1,2,3)max i m i l i ( 4-1)i =cos 1 iil m l m ··4-1l i = Tiz iy ix l l l =(b i -p 'i ) (i=1,2,3), m= T z y x m m m =(p 1'-p 2') (p 2'-p 3').4.1.334.2XO B Y X 1Z j Y 1 4-2 O B Z j (Z min Z max ) i i i O B -XYZ ( i cos i i sin i Z4-2i i 0° 360° Z j Z j Z min Z max55.15.1 solidworksCAD solidworks6 Ad ms6.1 Adams6.1.1 AdamsADAMS ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems) MDI (Mechanical Dynamics Inc.) ADAMS 1999 ADAMS 51%ADAMSADAMSADAMSADAMS 3-16-1 ADAMSADAMS ViewADAMS SolverADAMS PostProcessorADAMS/HydraulicsADAMS/VibrationADAMS/LinearADAMS/AnimationADAMS/InsightADAMS/DurabilityADAMS/DMUReplayADAMS/FlexADAMS/ControlsADAMS/ExchangeCATIA CAT/ADAMSPro/E Mechanical/ProADAMS/CarSuspensionDesignCSMADAMS/DriverADAMS/DrivelineADAMS/TireModuleFTireADAMS/FBGEDMADAMS/EngineValvetrainADAMS/EngineChainADAMS/EngineADAMS/Rail6.1.2 ADAMSADAMS/ViewADAMS/View ADAMS X-Y ADAMS/View Parasolid FORTRAN/77 FORTRAN/90 ADAMS/View 3-13-1 ADAMS/ViewADAMS/View Parasolid CAD Parasolid Parasolid 20 lntel Windows NT ADAMS/View OpenGL (ADAMS/Solver)ADAMS/Solver ADAMS ADAMS ADAMS/SolverADAMS/Solver ADAMS/Solver 30% S12 Stabilized Index 2 intergrator S12spline Translational, Revolute, Hooks, Cylindrical, Spherical, UniversalADAMS/PostprocessorMDI ADAMS/Postprocessor ADAMS/View 3-2ADAMS/Postprocessor*.gif *.jpg *.bmp *.xpm *.avi3-2 ADAMS/PostprocessorADAMS/Postprocessor ADAMS/Postprocessor ADAMS ADAMS3-3 ms6.2 Adams6.2.1 ADAMSADAMS/View ADAMS/View “Import a file” “Start in” “File Import”“File Import”6.2.2“Setting” “Gravity” “Units” Gravity “Earth Normal (-Global Y)” Units “MMKS –mm,kg,N,s,deg”ADAMS/ViewJoint: Revolute2 Bod-1 Loc Normal To Grid ADAMS/ ViewADAMS/View2 Bod-1 Loc Pick featureADAMS/ViewJoint: Fixed2 Bod-1 Loc Normal To Grid ADAMS/View .ADAMS/ViewTrans Joint Motion Speed100 100 100mmADAMS/View6.3.ms , ,,“ ” .[1] John A. Bosch. Coordinate Measuring Machines and Systems. New York: Marcel Dekker Inc. 1995,1-38[2] . [M]. 1999.[3] . [J]. 2000 11(1-2): 222-226.[4] . [J]. 1999[8] . [J]. . 1994,2: 8-13.[9] . [J]. . 1995,2: 21-24. [10] Oiwa Takaaki. Journal of the Japan Society for Precision Engineering, 1998,64(12):1791 [11] Oiwa Takaaki, et al. Journal of the Japan Society for Precision Engineering, 1999,65(2):288[12] K. Takamasu and M. Hiraki. Journal of the Japan Society for Precision Engineering, 1997,63(12):1676[13] . —— [J]. 2000 8(5):497-498.[14] Huang T et al. Closed form solution of hexapod-based virtual axis machine tools[J]. ASME J. of Mechanical Design 1999 121: 26-31.[15] . —— [J]. , 1999 10(10): 1103-1107.[16] . [J]. 2000 11(3): 252.[17] . . : 1997:18~21.37。
三自由度机械手设计
设计说明书课题：凸轮轴加工自动线机械手班级：数控69902设计：沈晓春审核：二00五年九月目录一、目录 (2)二、前言 (3)（一）机械手的用途说明 (3)（二）设计机械手的目的、意义 (3)（三）设计指导思想应达到的技术性能要求 (4)三、设计方案论证 (5)（一）机械手的原始依据 (5)（二）机械手的运动方案论证 (6)四、机械手各组成部件设计计算 (8)（一）抓取机械设计 (8)（二）手腕机构 (12)（三）手臂设计 (14)（四）缓冲装置设计 (22)（五）定位机构设计 (25)（六）机械手驱动系统设计 (25)五、机械手控制系统设计 (25)六、设计总结 (26)七、参考文献 (27)二、前言（一）机械手的用途说明机械手是模仿人手工作的机械设备。
实验用机械手的设计，是指机械手臂在一定范围内的摆动，手臂的垂直方向的上下移动及手爪的伸缩运动组成。
由启动系统实现各运动的驱动。
它的主要作用是将工件按预定的程序自动地搬运到需要的位置，或者保持工具进行工作。
机械手是利用PLC控制整个系统实现各种运动的自动化控制，且能用于教学演示。
（二）机械手的目的、意义机械手是模仿人手的动作，生产中应用机械手可以提高自动化水平和劳动生产率，可以减轻劳动强度，保证产品质量，实现安全生产，尤其在恶劣的劳动条件下，它代替人作业的意义更加重大。
因此，在机械加工中得到越来越广泛的应用。
目的是，我们对机械手的设计步骤有一定的平衡了解；也能基本掌握机械设计的方法；综合运用学过的理论知识；全面复习绘图技巧，并较好的运用于毕业设计绘图上。
通过这次设计，使我了解到，自动控制的对象主要是单机或某个生产过程，智能控制则包括控制对象及整个工作环境或整个生产过程；自动控制的目标是使在系统控制的某个状态下，尽量消除环境对系统的影响，智能控制关心的使最终状态或现行状态是否合乎要求。
因此，要充分考虑环境的影响；自动控制的学习来源重要是对象的状态的反馈，所以智能控制需要一个庞大的数据库；自动控制理论着重描述对象的数学模型，然后，通过各种控制算法进行控制，以达到目的，智能控制着重直接控制经验。
三自由度机械手毕业设计
图2.3.1机械手基座的旋转运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到蜗杆，蜗杆与齿轮啮合传动，齿轮转动带动整个底座进行旋转运动。
2、自由度二：机械手的水平运动，如图2.3所示
图2.3.1机械手的前后运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到丝杆，再通过链条和螺旋机构转化为工作台的前后运动。
3、自由度三：机械手的垂直运动
图2.3.2机械手的上下运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到丝杆，再通过链条和螺旋机构转化为水平前后运动，最后经连杆机构转化为机械手的上下运动
4、机械手爪的夹紧与放松运动
图2.3.3通过上面的电机控制开夹
图2.3.4机械手夹紧与放松运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到传动轴，不同轴线的各传动杆通过万向铰链进行连接并传递动力，最近将杆件的旋转运动通过螺旋机构转化为手爪的夹紧或松开运动。
三自由度机械手
一、概述
1.1机电一体化技术
1.1.1机电一体化技术的定义和内容
机电一体化技术综合应用了机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术,接口技术及系统总体技术等群体技术,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、动力、结构、运动和感知等组成要素为基础,对各组成要素及相互之间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换机理进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质和能量的有规则运动,在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。
慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。它由各种型号和规格的零件构成，类似于积木。零件的种类很多，几乎包括了机械课程和日常生活中的所有零件，如机械零件： 连杆、凸轮、齿轮（普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮等）、蜗轮、蜗 杆、螺杆、铰链、带、链条、轴（直轴和曲轴）、联轴器、弹簧、减速器、齿轮箱、车轮等；电气零件：直流电机、灯泡、电磁气阀、行程开关、传感器（光敏、热敏、磁敏、触敏）、可调直流变压器、电脑接口板、PLC 接口板、红外线发射接收装置等；气动零件：储气罐、汽缸、活塞、气弯头、手动气阀、电磁气阀、气管等。由这些零件的不同组合便可构造出各式各样的模型，这些模型主要可分为两大类：技术组和机器人组。技术组又包括传感器技术组、气动技术组、汽车技术组、太阳能技术组、万能组合包。机器人组又包括3D 机器人、计算机器人、实验机器人、工业机器人、移动机器 人和气动机器人。
三自由度机械手总体设计及水平移动部件的结构设计
三自由度机械手总体设计及水平移动部件的结构设计摘要目前，机械手的应用已涉及更广泛的领域，各式各样的机械手亦都涌现了出来，并且日趋影响着人们的生活和工作。
机械手是一种将机械技术与电子设备相结合的智能化机械工具，一方面，机械手的制造模仿人类手臂的活动，按照指定程序进行对工件的搬运和工具的操持，它可以代替人在较为恶劣的环境中工作，减少因环境污染对人体造成的危害，减弱工作人员的负担，提高工作效率和自动化生产水平。
另一方面，机械手的出现又能弥补人们自身的缺陷，在生产作业中难免会出现重量较大工件的搬运或频繁而单一的机械操作，而此时机械手的使用便是最为行之有效的，如今，机械手的应用已不仅仅满足于生产线之间的机械性地搬运等职责，它亦被广泛应用于军事、医疗和我们的生活等多个社会层面，它通过人工编程，来达到各种动作，且动作严谨而规范，又有其多自由度更增加其灵活多样性，人们可以通过编程来使它完成指定的动作要求，完成不同场合的各种工艺操作，其结构和工作性能上充分继承了人类的灵活协调和机器的精确到位。
本次进行三自由度搬运机械手的设计,其结构内容包括：以垂直方向由步进电机带动滚珠丝杠使水平横梁所做的升降运动和以步进电机带动大小齿轮的啮合所做的水平回转等运动，即所谓的机械传动，考虑到机械传动的准确性和普遍性，故选用以步进电机作为其驱动系统，同样，在其水平方向的伸缩则采用了液压系统作为驱动源，包括手爪的运动亦是如此，液压系统具有工作污染小，占地空间小等优点。
关键词：机械手;搬用工件;三自由度；2 三自由度搬运机械手总体方案设计2.1 拟定设计方案在经历过设计初期参考文献的查阅和设计资料的整理、筛选，本人拟定了以下设计方案，其方案详情如下所示：方案：液压驱动本方案采用机械手结构形式：圆柱坐标型工作原理：（1）机械手臂的水平运动（左右运动）由液压缸驱动进行伸缩，其竖直方向的升降运动也靠液压缸的驱动来进行。
（2）支撑手臂底座的运动，无论是顺时针还是逆时针的转动，可由回转缸来实现其旋转运动。
三自由度并联机器人设计说明书
1、打开程序双击Solidworks2012图标，打开solidworks2012程序。
2、球副底座的绘制过程1）新建文档单击“文件”按钮，选择“新建”。
在出现的对话框中双击选择“单一设计零部件的3D展现”。
2）绘制草图①单击前视基准面，选择“草图绘制”进入草图。
②在草图绘制工具栏中，选择“圆”，在绘图区以原点为圆心，以任意长为半径画圆。
设置圆直径为200mm。
3）拉伸底座单击特征工具栏中的“拉伸凸台/基体”，在左侧设定参数，拉伸深度为20mm，4）绘制草图①单击凸台上表面，选择“草图绘制”进入草图。
②在草图绘制工具栏中，选择“圆”，在绘图区以原点为圆心，以任意长为半径画圆。
设置圆直径为24mm。
5）拉伸凸台单击特征工具栏中的“拉伸凸台/基体”，在左侧设定参数，拉伸深度为20mm，6）绘制草图①单击凸台上表面，选择“草图绘制”进入草图。
②在草图绘制工具栏中，绘制草图如图。
7）旋转切除单击特征工具栏中的“旋转切除”，旋转中心线为直线。
8）圆周阵列单击“工具”→“草图工具”→“圆周阵列”，进入圆周阵列。
在左侧设定要阵列的数量为3，从草图中选择要阵列的实体为步骤7）所得实体。
单击“确认”，退出阵列。
效果如图。
4）保存保存文档为“球副底座”。
3、球副杆的绘制过程1）新建文档单击“文件”按钮，选择“新建”。
在出现的对话框中双击选择“单一设计零部件的3D展现”。
2）绘制草图1①单击前视基准面，选择“草图绘制”进入草图。
②在草图绘制工具栏中选择“圆”，以原点为圆心，任意长为半径绘制一个圆形。
③选择“智能尺寸”为圆形添加尺寸，直径为30mm。
④单击“退出草图”完成草图绘制。
3）拉伸在特征工具栏中选择“拉伸凸台/基体”，在左侧设定拉伸长度为90mm。
单击“确认”，退出特征编辑。
4）绘制草图2①单击上一步拉伸出的圆柱的一个端面，选择“草图绘制”，进入草图编辑。
②在草图绘制工具栏中，选择“圆”，以原点为圆心，以任意长为半径画圆。
三自由度机械手设计说明书
三自由度机械手【中文摘要】在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统，机械手等。
而机械手是相对较新的电子设备，它正开始广泛应用于各个领域。
本设计为三自由度直角坐标型下棋机器手，其工作方向为三个直线方向。
在控制器的作用下，它实现的是将棋子从棋盘上A拿棋子到棋盘B位置这一简单的动作,本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。
【关键词】三自由度，直角坐标，机械手，爪部，丝杠，齿条。
Robotic manipulator with Three-Degree-of-Freedom Abstract: Industrially, automatic control systems are found in numerous applications, such as automation machine tool control, computer systems and robotics. Industrial robots are relatively new electromechanical devices that are beginning to change the appearance of modern industry. This scheme introducedacylindricalrobot for three degree of freedom. It is composed of three linear axes current control only allows these devices move from one assembly line to other assembly line in space, perform relatively simple tasks. This paper is more comprehensive introduction and summing-up for the for the whole design work.Key words：three degrees of freedom, cylindrical, mechanical hand.目录第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2特点 (1)1.3国内外研究现状 (2)第二章总体设计 (4)2.1 机械手的组成及各部分关系概述 (4)2.2机械手的设计分析 (7)2.2.1 设计要求 (7)2.2.2总体方案拟定 (7)2.2.3 机械手主要技术性能参数 (8)第三章机械手的机械系统设计 (10)3.1 机械手的运动系统分析 (10)3.1.1 机械手的运动概述 (10)3.2机械手的执行机构设计 (11)3.2.1 末端执行机构（爪部）设计 (11)3.2.2手臂机构的设计 (14)3.2.3 腰部和基底设计 (17)3.2.4步进电机和轴承的选取 (20)第四章控制系统简述 (23)4.1 控制流程 (23)4.1.1 运动过程分析如下表4-1 (23)4.1.2 机械手的运动和执行过程如图4-1 (23)4.2 控制方式 (24)第五章机械手运行时应采取的安全措施 (25)5.1 操作以及安全要求 (25)第六章整体评价以及心得体会............................ 错误！未定义书签。
三自由机械手的结构设计
三自由度机械手的结构设计摘要本文简要介绍了机械手的概念，机械手的组成和分类，国内外的发展状况及发展前景。
本文对机械手进行总体方案设计，结合生产实际及理论确定了机械手的结构及动作过程，坐标型式和自由度数，并列出了机械手的技术参数。
设计出了机械手的驱动方案、控制方案，在进行控制方案的选取时进行了不同方案的优缺点的对比，最后确定了具体的控制方案。
在进行机械手控制器件的选取时，对控制器件选择进行了详细的分析，如对步进电机参数的具体选取。
最后介绍了利用可编程序控制器对机械手进行控制，同时叙述了可编程序控制器选取原则及工作过程，并绘制出了可编程序控制器外部接线图。
在用可编程序控制器控制时分为手动和自动两种工作方式，并绘制了自动工作方式的顺序功能图。
关键词机械手的概念，机械手控制器件，可编程序控制器（PLC）ThREE DEGREESOF FREEDOM MANIPULATORDESIGNABSTRACTThis paper introduces the concept of robot, robot the composition and classification of domestic and international developments and prospects.In this paper, an overall robot design, combined with production practice and theory to determine the structure of the manipulator and the action process, coordinate types and degrees of freedom, and lists the technical parameters of the manipulator.Designed a manipulator-driven program, control program, control program during the selection of different options when comparing the advantages and disadvantages, and finally determine the specific control program. Manipulator control device during the selection, the control device on a detailed analysis of options, such as the specific selection step motor parameters. Finally, the use of programmable logic controller tocontrol the manipulator, taking account of the pri nciples of PLC and process of selection, and draws out the external wiring diagram of PLC. Programmable Logic Controller in use when the work is divided into two kinds of manual and automatic mode, and the mapping of the automatic work order function map.KEYWORDS The concept of robot, robot control devices, programmable logic controller目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)一、引言1.1简要介绍机械手的概念 (4)1.2机械手的组成和分类 (5)1.2.1机械手的组成 (5)1.2.2机械手的分类 (5)1.3国内外发展状况 (6)二、三轴自由度机械手的结构及动作过程 (7)2.1机械手的结构 (7)2.2机械手的动作过程 (8)2.3机械手的驱动方案设计 (9)2.4机械手的控制方案设计 (9)2.5机械手的座标型式与自由度 (10)2.6机械手的技术参数列表 (11)三、控制器件选型 (11)3.1步进电机及其驱动器选择 (11)3.2直流电机及其驱动器选择 (12)3.3旋转编码器的选择 (14)四、机械手的PLC控制设计 (15)5.1可编程序控制器的选择 (15)5.2可编程序控制器的工作过程 (16)总结 (19)致谢 (20)参考文献 (20)附录 (21)一、引言随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。
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学号：密级：武汉东湖学院本科生毕业论文(设计) 三自由度并联机械手的设计院(系)名称：机电工程学院专业名称：机械设计制造及其自动化学生姓名：指导教师:二〇一六年五月六日郑重声明我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风，所呈交的学术论文是本人在老师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。
除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表和撰写过得内容。
论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。
本人签名：日期：2016年5月7号摘要随着机器人技术的快速发展，并联机械手的应用领域越来越广，已成为当今机器人领域新的研究热点。
针对并联机械手机构比传统串联机械手更复杂的问题，本文以一种轻型高速的三自由度Delta 并联机械手为例，在完成其运动学的基础上，对并联机械手进行了建模以及装配。
首先，本文介绍了三自由度并联机械手机构的工作原理，并对其进行了运动学分析。
其中，对机构的自由度进行的计算，采用几何法求得了其运动学正解以及其运动学逆解。
其次，对机构进行了速度模型及雅克比矩阵的分析。
实现了solidworks对机构的零部件与装配图三维建模。
最后，通过个零部件的配合，实现了三自由度并联机械手的装配。
关键词：并联机械手；三自由度；3D建模ABSTRACTWith the rapid development of robot technology, parallel manipulator used more and more widely, has become the hot spot in the field of new robots today. In view of the parallel manipulator mechanism more complex than the traditional serial manipulator problem, based on a lightweight high-speed three degree of freedom parallel manipulator as an example, the Delta at the completion of its kinematics, on the basis of the parallel manipulator has carried on the modeling and assembly.First, this paper introduces the working principle of three degrees of freedom parallel manipulator mechanism, and carries on the kinematics analysis. Among them, the institution of degree of freedom for the calculation of geometric method is used to obtain the positive kinematics solution and its inverse kinematics solution. Second, the institutions for the velocity model and the Jacobi matrix analysis. Implements the solidworks for spare parts and assembly drawing 3 d modeling of the organization. Finally, by a spare parts, implements the three degree of freedom parallel manipulator assembly.Keywords: Parallel manipulator；Three degrees of freedom；3D modeling目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题目的及意义 (1)1.3 课题研究内容 (1)第2章并联机械手的概述 (3)2.1 关于并联机械手 (3)2.1.1 并联机械手的定义与特点 (3)2.1.2 并联机械手的研究现状 (4)2.2 并联机械手的工业应用 (5)2.3 本章小结 (6)第3章三自由度并联机械手的运动学分析 (7)3.1 机构简介 (7)3.2 自由度分析 (7)3.3 运动学分析 (8)3.3.1 运动学逆解 (9)3.3.2 运动学正解 (9)3.3.3 速度模型及雅克比矩阵 (12)3.4 本章小结 (13)第4章并联机械手的建模与装配 (14)4.1 三维建模软件solidworks简介 (14)4.2 并联机械手的三维建模 (14)4.3 并联机械手零件实体造型 (14)4.4 并联机械手装配 (16)4.5本章小结 (17)总结.....................................................................................,. (18)参考文献 (19)致谢 (20)附录 (21)第1章引言1.1课题背景翻开整个人类的历史，就会发现这是一部不断认识世界、改造世界的发展历史，一部伴随生产工具不断提高的生产力进步史。
18世纪中叶，英国人瓦特发明了蒸汽机是工业革命的象征，也是人类从体力劳动到动态机械制造变化的一次重大飞跃。
20 世纪中叶之后，已开始出现高度自动化的机械设备，但由于市场的激烈竞争，只有创造出既能不断改变产品适应市场需要，又能具备高效的自动化生产能力的柔性自动化系统才能满足当时的生产环境。
在这种情况下，人类的长幻想机器人出现在历史性时刻。
自世界第一台工业机器人诞生以来，机器人技术已广泛应用于工业生产中的各个领域，如航空航海、汽车及汽车零部件、加工制造、食品工业、医疗器械、娱乐设施等领域。
其中，弧焊机器人，点焊分布机器人，焊接机器人，装配机器人，喷漆机器人和搬运机器人等工业机器人已产业化生产线被广泛采用，它大大降低了人类的劳动强度，也大大提高了生产效率和产品质量。
1.2课题目的及意义并联机器人是一种空间多环结构，其表现出刚度大、惯量低、精度高、负重比大、动力性能好以及结构紧凑等优点，这恰好弥补了串联机器人在这些方面的不足，扩宽了机器人的应用范围，因而得到了机器人领域各学者的广泛关注并成为机器人领域新的研究热点。
在各行各业中普遍存在的，由人工来完成的诸如抓取、分拣以及包装等大量的重复性高强度操作，通常此类操作只需三个自由度。
因此三自由度并联机构在实现空间上三个方向平动方面受到极大的关注。
具有三个平动自由度的高速并联机械手以其高速的特性较好的满足了工业生产的需求，同时避免了人工操作给产品造成的不同程度污染。
在这类高速并联机械手当中最具有代表性的当属三自由度Delta 机构，它是由R. Clavel 博士于1985 年发明的，目前被广泛地应用在食品包装、电子半导体、医疗等行业。
1.3课题研究内容高速并联机构自Delta机构发明以来，取得了长期稳定的发展，在医药、电子、食品等生产线的后包装领域取得了重要应用。
这种设计在该行业的应用包装生产线，不仅实现了快速处理和包装材料，而且实现位置放材料，在很大程度上提高生产效率，节约劳动成本。
随着中国经济的不断发展，生产的标准化、规范化趋势将逐渐显露，对于生产效率的追求也必将越来越明显。
所以，该类应用型机械的开发在未来将具备强大的市场竞争力。
本文分析了三自由度并联机械手机构的工作原理，并进行了运动学分析。
其中，通过解析法获得了机械手运动学逆解，并由几何法求得了其运动学正解。
实现solidworks建立模型并且对零件的装配。
第2章并联机械手的概述Array 2.1关于并联机械手2.1.1 并联机械手的定义及特点传统意义的工业机械手一般都是串联机构，即开环机构，串联机构在其末端执行器与基座之间只有唯一的一条运动链。
与串联机构比较，并联机械手的末端执行器是通过至少两条运动链与基座相连接的，并且每一条运动链都是唯一的移动副或转动副驱动。
比较典型的并联机械手，如图 2.1 所示。
综上所述，可以对并联机械手作以下定义：末端执行器（动平台）通过至少两条运动链联接基座（静平台），并具有两个或两个以上自由度的一种闭环机构，又称并联机构，其结构示意图如下面图 2.2 。
图2.1 经典并联机械手示意图图2.2 并联机构示意图和传统的串联机构相比，并联机构的零部件数目相对较少，而且都是一些常见通用的零部件，如虎克铰、球铰、滚珠丝杠、伺服电机、伸缩杆件等零部件。
由于这些通用的零部件可由专业的生产商模块化大规模制造，因此，其具有性能高、成本低的优点，对于并联机械手的开发设计十分有利。
除了上述所描述在结构上的突出特点以外，并联机械手在实际应用中还有其他更多的优势，主要优点如下：（1）负重比大。
并联机构的每条运动链都要承受载荷，因此，在相同的自重情况下，并联机构较串联机构具有更大的承载能力。
（2）刚度大。
并联机构的每条运动链可以分享载荷，同时大多数情况下可以设计其只承受拉成仅受拉力与压力载荷。
高的刚度使得每条运动链上的变形都极小，确保了并联机构上末端执行器的位置精度。
（3）惯量低。
大多数驱动器直接固定在基座上，如伺服电机是直接固定在机架上的，因此并联机构中需要运动的零部件质量较小。
（4）动态性能好。
并联机构中的运动零部件惯性低，质量轻的优势。
（5）运动精度高。
并联机构中的误差是由各条运动链均分的，不像串联机构的误差主要来自各个关节误差的累积。
因此，并联机构误差相对较小并保证了运动精度。
（6）成本低。
并联机构的大多数零部件都是标准件。
当然并联机构作为一种新型机构，也有其自身的不足，比如，由于结构的原因，它的运动空间相对就比较小。
综上分析，并联机构与串联机构之间形成了鲜明的对比。
串联机构的优点通常都成为了并联机构的缺点，相反地，并联机构的优点很多又恰好是串联机构的缺点。
它们之间的这种关系，有的学者将其称为串联并联间的“对偶”关系，并以这种“对偶”关系为切入点，来进一步的深入研究串联、并联机构，现将它们之间的特点比较如表2.1所示。
表2.1并联与串联机械手性能比较2.1.2 并联机械手的研究现状随着近几年并联机构的研究热潮，针对其各方面特性的研究也随之展开。
当前，国内外关于并联机械手的研究主要集中在机构设计理论、运动学求解与分析、动力学建模、运动学标定、控制策略研究等方面。
并联机械手的性能从根本上取决于其机构设计。