三自由度机械手臂设计说明书
三自由度搬运机械手的设计(含CAD图纸)
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。
关键词：机械手，输送工件，搬运，三自由度- 1 - / 47ABSTRACTManipulator 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 doff 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目录摘要................................................................ - 1 - ABSTRACT.............................................................. - 2 - 1 绪论................................................................ - 5 -1.1机械手的历史.................................................. - 5 -1.2 机械手的组成.................................................. - 6 -1.3 机械手的分类.................................................. - 7 - 第2章搬运机械手机构总体方案设计..................................... - 9 -2.1 搬运机械手设计要求............................................ - 9 -2.2 基本设计思路.................................................. - 9 -2.2.1 系统分析................................................ - 9 -2.2.2 总体设计框图........................................... - 10 -2.2.3 搬运机械手的基本参数................................... - 11 -2.3 搬运机械手结构设计........................................... - 11 -2.3.1 搬运机械手坐标形式的选择............................... - 11 -2.4 机械手材料的选择............................................. - 12 -2.5机械臂的运动方式............................................. - 12 -2.6 搬运机械手驱动与控制系统分析................................. - 13 -2.6.1 驱动方式的选择......................................... - 13 -2.6.2 控制系统的选择......................................... - 13 -3 搬运机械手机械结构设计与计算....................................... - 14 -3.1 搬运机械手手爪设计........................................... - 14 -3.2 搬运机械手手臂设计........................................... - 14 -3.2.1 伸缩机械臂的设计....................................... - 14 -3.2.2 升降机械臂的设计....................................... - 15 -3.2.3 旋转机械臂的设计....................................... - 17 -3.3 手部设计计算............................................. - 17 -3.4 腕部设计计算............................................. - 21 -3.5 液压驱动系统设计......................................... - 22 -3.6机身结构的设计........................................... - 24 -3.6.1 电机的选择............................................. - 25 -3.6.2 螺柱的设计与校核....................................... - 25 -3.6.3 机座的机械结构示意图................................... - 26 -4 搬运机械手控制系统的设计........................................... - 28 -4.1 PLC简介..................................................... - 28 -4.2 PLC工作原理................................................. - 28 -4.3 PLC机型的选择............................................... - 28 -4.3.1 PLC机型的选择......................................... - 28 -4.3.2 所选PLC的参数......................................... - 29 -- 3 - / 474.4 PLC控制面板的拟定........................................... - 30 -4.5 机械手工艺过程和控制方案的确定............................... - 31 -4.5.1 明确工艺要求........................................... - 31 -4.5.2 确定工艺流程........................................... - 31 -4.5.3 传感器选择............................................. - 34 -4.5.4 确定I/O点数........................................... - 34 -4.6 PLC程序编写................................................. - 35 -4.6.1 总体程序设计思路....................................... - 35 -4.6.2手动程序的编写......................................... - 36 -4.6.3 复位程序的编写......................................... - 37 -4.6.4 自动控制程序的编写..................................... - 39 -5 结论............................................................... - 42 - 参考文献............................................................. - 43 - 致谢............................................................... - 44 -附录：含全套CAD图纸如下，如需联系作者QQ 4013398281 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。
三自由度机械臂毕业设计
三自由度机械臂毕业设计摘要：本设计旨在研究并设计一种三自由度机械臂，用于实现特定任务的精确定位和运动控制。
通过对机械臂结构、运动学、动力学和控制系统的深入研究和设计，实现机械臂在工业自动化、医疗辅助等领域的应用，对于提高生产效率和人力资源利用率具有积极意义。
关键词：三自由度机械臂，运动学，动力学，控制系统，工业自动化一、引言三自由度机械臂是一种具有三个独立旋转自由度的机械装置，其在工业自动化、医疗器械、科研实验等领域有着广泛的应用价值。
本文旨在设计一种三自由度机械臂，并对其进行结构设计、运动学分析、动力学建模以及控制系统设计，以期实现机械臂的高效精准控制，满足实际应用需求。
二、机械臂结构设计1. 机械臂主体结构考虑到实际应用中的稳定性和承载能力需求，机械臂主体采用铝合金材料制作，保证轻量化的同时具备足够的强度。
为了减小惯性和提高精度，采用蜗轮蜗杆传动结构来实现三个旋转自由度的运动。
2. 末端执行器设计末端执行器是机械臂的最终工作部分，需要根据具体应用设计不同的工作夹具或工具装置，以满足各种不同的任务需求。
末端执行器的设计需要考虑到重量、稳定性和灵活性的平衡。
三、运动学分析机械臂的运动学分析是机械臂设计的重要部分，通过对机械臂各关节的运动学建模，可以确定机械臂在空间中的姿态和位置。
利用旋转矩阵和变换矩阵等方法，可以建立机械臂的正运动学和逆运动学方程，为后续的轨迹规划和动力学建模提供基础。
四、动力学建模机械臂的动力学建模是为了分析机械臂在运动过程中对各关节所需的动力、力矩等物理量。
通过运动学分析得到的姿态和位置数据，结合机械臂的质量、惯性、摩擦等参数，可以建立机械臂的动力学模型，为控制系统的设计提供理论基础。
五、控制系统设计1. 运动控制对于机械臂的精确运动控制，需要设计合适的控制算法和控制器。
常见的控制方法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等，通过对机械臂动力学模型的分析，选择适当的控制方法和参数，设计出稳定而高效的运动控制器。
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。
课题一 基于UG的三自由度机械手设计
毕业设计任务书
（指导教师：曾谢华）
课题一基于UG的三自由度机械手设计
（图片仅供参考）
一、设计要求
通过设计平面关节型机械手，培养综合运用所学知识，分析问题和解决问题的能力。
有关参数：上下料搬运机械手，3个自由度，平面关节型；需要搬运的工件：环类零件，内孔直径50mm；外径150mm,厚10mm,（只能从内孔夹持工件），材料40钢，将工件从一条输送线搬运到与之平行的另一条输送线上，（两输送线距离为2.5m,高度差0.4m）。
其他要求：设计方案和计算正确，叙述清楚，图纸符合规范。
具有详细的设计计算过程。
翻译一篇有关外文资料（不少于250汉字）。
二、图纸：
1.机械手机构简图
2.工作空间投影图
3.机械手传动原理图
4.机械手装配图
5.零件图
三、参考书：
1. 《工业机器人设计》周伯英机械工业出版社 1995
2. 《机器人机械设计》龚振帮电子工业出版社 1995
3. 《机构设计》（日）藤森洋三机械工业出版社 1990
4. 《机械手图册》（日）加藤一郎上海科技出版社 1989
5. 《机械设计图册》（5）成大先化学工业出版社 1999
四、进度：
12月12日到12月18日查资料、拟订设计方案
12月19日到12月25日机械手传动原理图
12月26日到1月1日机械手装配图、零件图
1月2日到1月6日撰写说明书
1月7日交毕业设计（论文）。
三自由度液压机械手机构设计说明书
题目三自由度液压机械手机构设计摘要随着工业技术的发展，人工的操作越来越不满足工业生产的要求，因此设计出了机械手。
本文简要地介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和座标型式以及国内外的发展形势。
本文以三自由度液压机械手为研究对象，结合理论与生产实际，确定机械手的坐标形式及自由度，并给定出机械手的技术参数。
根据确定的手臂的升降，回转，伸缩三个自由度，采用圆柱坐标系，设计了夹钳式手部结构，同时设计了手臂结构做各种运动的驱动结构。
在液压传动机构中，机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的转动采用齿条油缸，机械手的升降采用升降油缸，并绘制出相关机构图。
关键词：机械手，圆柱坐标，液压驱动AbstractWith the development of industrial technology, the artificial operation more and more do not meet the requirements of industrial production, therefore the design of a mechanical hand。
This paper briefly introduces the concept of industrial robots, composing and classification of the manipulator, the degrees of freedom manipulator and the coordinate type as well as the domestic and foreign development situation。
In this paper, taking the three DOF hydraulic manipulator as the research object, combines theory with the actual production, identify manipulator coordinates forms and degrees of freedom, and given out the technical parameters of mechanical hand。
774 圆柱坐标型三自由度机械手设计及其控制
摘 要本设计中机械手可模仿人的动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具 的自动操作装置。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境 下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。
手部是用来抓持工件的部件， 根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求设计为夹持型。
运动机构，使手 部完成各种转动、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。
运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。
为了抓取空间中 任意位置和方位的物体，需有3个自由度。
关键词：机械手，设计，手部，手腕，手臂，机身，结构AbstractRobot arm to mimic certain actions of staff and functions, to capture a fixed procedure, carrying objects or operating tools, automation equipment. It can replace human labor in order to achieve the heavy mechanization and automation of production, can operate in hazardous environments to protect the personal safety, which is widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and nuclear power sectors.Manipulator mainly by hand, sports bodies and the control system has three major components. Task of hand is holding the workpiece of the components, according to grasping objects by shape, size, weight, material and operational requirements of the various structural forms, such as clamp type, care support and the adsorption type, etc. . Sports organizations to accomplish a variety of hand rotation, move, or complex movement to achieve the required action to change the location of objects by grasping and posture. Sports organizations lifting, stretching and rotating the independence movement, is known as freedom manipulator. Crawl space to an arbitrary position and orientation of objects, the need for six degrees of freedom. Freedom is the mechanical design of the key parameters of hand. More freedom, greater flexibility of the manipulator, the more wide versatility。
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。
三自由度机械臂设计
三自由度机械臂设计1. 引言机械臂是一种能够模拟人类手臂运动的机械装置，广泛应用于工业自动化、医疗手术、空间探索等领域。
本文将介绍三自由度机械臂的设计原理、结构和控制方法。
2. 三自由度机械臂的定义三自由度机械臂是指具有三个独立运动自由度的机械臂。
它通常由底座、臂1、臂2和末端执行器组成。
臂1和臂2之间通过转动关节连接，末端执行器可以在三维空间内执行各种任务。
3. 三自由度机械臂的结构三自由度机械臂的结构通常采用串联结构，即每个关节依次连接在一起。
关节通常采用旋转关节或者滑动关节，以实现臂的运动。
三自由度机械臂的底座是固定不动的，通过第一个关节与臂1连接。
臂1和臂2之间通过第二个关节连接，第二个关节使得臂2能够绕臂1旋转。
第三个关节连接在臂2的末端，用于连接末端执行器。
4. 三自由度机械臂的运动学分析三自由度机械臂的运动学分析是研究机械臂末端位置和姿态的方法。
通过运动学分析，可以确定机械臂各关节的运动范围和工作空间。
三自由度机械臂的运动学方程可以通过解析方法或者数值方法求解。
解析方法通常基于几何关系和三角函数的运算，可以得到精确的解析解。
数值方法通常通过迭代计算，可以得到近似解。
5. 三自由度机械臂的动力学分析三自由度机械臂的动力学分析是研究机械臂受力和运动响应的方法。
通过动力学分析，可以确定机械臂的运动惯性、关节力矩和末端执行器的力矩。
三自由度机械臂的动力学方程可以通过拉格朗日方程或牛顿-欧拉方程求解。
这些方程描述了机械臂的运动学和动力学关系，可以用于控制机械臂的运动。
6. 三自由度机械臂的控制方法三自由度机械臂的控制方法包括位置控制、速度控制和力控制。
位置控制是控制机械臂末端位置的方法，速度控制是控制机械臂关节速度的方法，力控制是控制机械臂末端力的方法。
位置控制通常采用PID控制器或者模糊控制器。
PID控制器通过比较实际位置和期望位置的差异，调整关节角度以使机械臂末端达到期望位置。
模糊控制器通过模糊逻辑和规则库，根据实际位置和期望位置的差异调整关节角度。
3个自由度机械手设计
3个自由度机械手设计在工业自动化领域，机械手是一种高度灵活、可编程的装置，用于执行各种重复性任务。
机械手的自由度决定了其在空间中能够完成的运动和操作。
在本文中，我们将讨论三种常见的3个自由度机械手设计。
1.旋转-伸缩-平移机械手旋转-伸缩-平移机械手通常由三个关节组成，每个关节负责一个自由度。
这种机械手的第一个关节可以使机械手绕固定基座旋转，提供良好的基本操作空间。
第二个关节负责伸缩功能，可以改变机械手的工作距离和抓取能力。
第三个关节负责平移功能，使机械手能够在水平方向上移动物体。
这种设计的机械手适用于需要在一个平面上操作的应用，例如装配、包装和搬运。
2.平移-伸缩-旋转机械手平移-伸缩-旋转机械手与旋转-伸缩-平移机械手相似，只是关节的顺序有所不同。
第一个关节负责平移功能，使机械手能够在垂直方向上移动物体。
第二个关节负责伸缩功能，可以改变机械手的工作距离和抓取能力。
第三个关节负责旋转功能，可以绕固定基座旋转。
这种设计的机械手适用于需要在垂直方向上操作的应用，例如装卸货物、搬运瓶子或管道。
3.旋转-平移-伸缩机械手旋转-平移-伸缩机械手也由三个关节组成，但关节的顺序与旋转-伸缩-平移机械手截然不同。
第一个关节负责绕固定基座旋转，第二个关节负责在垂直方向上平移，第三个关节负责伸缩功能。
这种设计的机械手适用于需要在三维空间中灵活操作的应用，例如装配零件、拆卸设备或进行复杂的精密操作。
这三种3个自由度机械手设计都在不同程度上提供了空间灵活性和操作能力。
根据具体的应用需求和可用空间，可以选择适合的设计。
此外，机械手的自由度还可以根据需要进行扩展，以适应更复杂的任务和环境。
机械手的设计和应用一直在不断发展和创新，为工业生产和自动化提供更大的便利和效率。
三自由度机械手臂说明
三自由度机械手臂说明SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ课程设计说明书三自由度机械手臂设计学院：农业工程与食品科学学院专业：农业机械化及其自动化学生姓名：赵国0911034036学生姓名：李继飞0911034030学生姓名：程小岩0912034039指导教师：程卫东2013 年1 月摘要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。
目录第1章绪论 (5)1.1 机器人概述 (5)第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计 (6)2.1自由度及关节 (6)2.2 基座及连杆 (6)2.2.1 基座 (6)2.2.2 机械臂 (6)2.3 机械手的设计 (6)2.4 驱动方式 (8)2.5 传动方式 (9)2.6 制动器 (10)第3章控制系统硬件 (11)3.1 控制系统模式的选择 (11)3.2 控制系统的搭建 (11)3.2.1 工控机 (12)3.2.2 数据采集卡 (12)3.2.3 伺服放大器 (13)3.2.4 端子板 (14)3.2.5电位器及其标定 (15)3.2.6电源 (16)第4章控制系统软件 (16)4.1预期的功能 (16)4.2 实现方法 (16)4.2.1实时显示各个关节角及运动范围控制 (16)4.2.2直流电机的伺服控制 (16)4.2.3电机的自锁 (16)4.2.4示教编程及在线修改程序 (17)第5章总结 (18)5.1 所完成的工作 (18)5.2 设计经验 (18)参考文献 (20)第1章绪论1.1 机器人概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
三自由度搬运机械手机构设计
三自由度搬运机械手机构设计搬运机械手机构设计-三自由度机械手臂一、引言随着科技的发展，机器人在工业生产、物流等领域发挥着越来越重要的作用。
机械手臂作为机器人的重要组成部分，具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种三自由度搬运机械手机构的设计。
二、设计目标本设计的目标是设计一种具备三个自由度的搬运机械手臂，能够实现灵活的运动，达到高效搬运的目的。
具体要求如下：1.三自由度：机械手臂具备三个关节，分别可以实现水平旋转、垂直旋转和前后伸缩的运动。
2.高承载能力：机械手臂需要具备足够的承载能力，能够稳定搬运重物。
3.灵活性：机械手臂需要具备足够的灵活性，能够适应不同的工作环境和搬运任务。
4.可控性：机械手臂需要具备良好的控制性能，能够通过外部控制实现精确的运动。
三、设计方案基于上述设计目标，我们提出以下设计方案：1.结构设计：机械手臂由三个关节组成，分别为水平旋转关节、垂直旋转关节和前后伸缩关节。
其中，水平旋转关节和垂直旋转关节采用舵机作为驱动装置，前后伸缩关节采用滑轨设计。
这种结构设计既能满足机械手臂的运动需求，又能够实现紧凑的机械结构。
2.材料选择：机械手臂的主要材料选择应考虑强度和重量的平衡。
我们可以采用铝合金作为机械手臂的主要材料，既能够满足强度要求，又能够降低自身的重量。
3.控制系统设计：机械手臂的控制系统应具备良好的控制性能，能够通过外部控制实现精确的运动。
我们可以采用嵌入式控制系统，通过编程控制机械手臂的运动，并且可以与其他设备进行数据交互，实现智能化的控制。
4.承载能力设计：机械手臂的承载能力需要根据实际应用需求进行设计。
我们可以根据机械手臂的结构和材料选择，进行力学分析和仿真，来确定机械手臂的承载能力。
四、设计步骤1.结构设计：设计机械手臂的结构，确定关节类型和数量，并确定机械手臂的整体尺寸。
2.材料选择：根据机械手臂的要求和预算限制，选择合适的材料，并确定机械手臂的材料规格。
3.控制系统设计：根据机械手臂的运动要求，设计控制系统的硬件和软件部分，并确定控制系统的接口和通信方式。
三自由度圆柱坐标机械手毕业设计
摘要自上世纪工业革命以来，大型重工业已经成为了人类社会发展的不可缺少的一部风。
自从美国诞生了世界上第一台机械人后，很多国家都争先研究机器人技术。
因为机器人技术可以帮助甚至替代人类在重工业生产，特别是高污染，高强度，高温度等人类不适宜的工作环境下高效率的工作。
机械手作为机器人的重要组成部分，它种类繁多。
动力方面，可以是电动的，也可以是液压差传动。
主要由控制系统，执行系统，动力系统等系统组成，由伸缩臂，升降臂，机械抓手等部分，以PLC软件为操作，使机器手更加方便快捷的运用于人类的生产活动当中。
关键词：机械手手臂圆柱坐标液压缸PLC目录第1章绪论 (5)1.1 机械手发展现状 (5)1.2机器手种类 (5)1.3 机器手由哪些部分组成 (5)1.4设计机器手目的 (6)第2章三自由度直角坐标机械手的整体设计方案 (7)2.1机械手的自由度和坐标形式的确定 (7)2.2 机械手的手部结构的确定方法 (7)2.3 机械手的手臂结构的确定 (7)2.4机械手的驱动方案的确定 (7)2.5机械手的控制方案的确定 (7)2.6机械手的参数确定 (8)第3章机械手底座 (9)3.1设计参数 (9)3.2方案设计 (10)3.3液压马达的选择 (10)3.4回转支撑的选择 (11)3.5齿轮的强度校核 (13)3.6底座的方案确定 (13)第 4 章机械手升降臂 (15)4.1升降臂设计要求 (15)4.1.1 设计要求 (15)4.1.2 设计方案的选择 (15)4.2液压缸的选择 (15)4.3执行原件主要参数的确定 (16)4.4升降臂的设计与计算 (18)4.5升降臂滑台设计 (19)4.6撞快与形成开关的设计 (20)第5章机械手伸缩臂 (22)5.1伸缩臂的设计 (22)5.1.1设计参数 (22)5.1.2设计方案 (23)5.2液压缸的选择 (23)5.3导向杆的设计 (23)5.4底板的设计 (25)5.5伸缩臂的确定 (27)第6章机械手夹持器 (29)6.1夹持器的方案选择 (29)6.2手抓部分的设计驱动计算 (31)6.3液压缸的选择 (31)6.4 V抓型的设计 (32)6.5连杆的设计 (36)第7章机械手液压控制系统 (38)7.1设计内容及要求 (38)7.1.1设计内柔 (39)7.1.2设计要求 (39)7.2设计方案 (41)7.3液压泵的选择及其参数确定 (41)7.3.1个执行系统的最大流量计算 (41)7.3.2确定液压泵功率 (42)7.3.3液压泵原件选择 (42)7.4压力影响 (43)第8章机械手控制系统 (45)8.1设计内容 (45)8.2主电路图 (46)8.3 PLC控制 (49)8.4 软件设计 (52)第9章致谢 (56)第10章参考文献 (57)第1章概述1.1机器手的发展机器手在当今社会中已经扮演的重要的角色，它在我们的日常生活里都特别的重要，我国的机械手事业不断的发展，已在当今社会中占有了一定地位。
三轴机械手设计说明书
目录前言 (2)第一章绪论 (3)1.1 引言 (3)1.2 工业机械手的含义 (4)1.3 选题背景与意义 (4)1.4 工业机械手的组成 (6)1.5 工业机械手的发展及国内外发展趋势 (7)第二章三轴伺服驱动机械手结构设计方案 (12)2.1 机械手的设计方法 (12)2.1.1 机械手的选择与分析 (12)2.1.2 直角坐标机械手的设计方法 (13)2.2 机械手的结构设计 (18)2.2.1 机械手的总体设计 (18)2.2.2 机械手的传动部件设计 (19)2.2.3 机械手的臂部设计 (20)2.3 三轴伺服驱动机械手机构的特点 (21)第三章工业机械手的运动系统分析 (22)3.1 工业机械手的运动系统分析 (22)3.1.1机械手的运动概述 (22)3.1.2 机械手的驱动方式 (24)第四章三轴伺服驱动机械手零件的设计 (33)4.1 伺服电机的选择 (33)4.2 减速机的选择 ..................错误!未定义书签。
4.3 齿轮齿条的选择 (35)4.4 导轨的选择 (43)第五章结论 (45)致谢.............................错误!未定义书签。
参考文献.. (46)前言进入21世纪后,FANUC公司开发成功了配备有视觉传感器和力觉传感器的智能机械手。
到现在已拥有可搬运质量从 2 公斤到1.2 吨的种类丰富的商品系列。
随后，FANUC公司又开发了运用这一智能机械手的长时间连续机械加工系统机械手单元。
在整个加工工序中加工作业本身使用数控机床进行自动化加工已经非常普遍了。
但是，附带作业，毛比如在加工中心的夹具上进行加工材料装卸的作业，以及去毛刺边，清洗等作业中的很多部分，现在还是依靠人工来完成。
机械手单元使用智能机械手，不但实现了这些作业的自动化，而且在世界上最早实现了。
小时的长时间连续加工，现在在FANUC公司的工厂共运转着13 套这样的机械手单元。
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。
三自由度机械臂设计
三自由度机械臂设计专业：财务管理学生：XXX 指导老师：XXX摘要机器人技术是综合了许多学科的知识，例如计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当今研究领域十分重视的课题，机器人在很多领域都得到广泛应用。
机器人的应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志，因而受到各先进工业国家的重视，投入大量人力物力加以研究和应用。
本文的主要任务和要解决的问题，是设计一台三自由度的机器人，在已有的技术资料的基础上，通过分析，确定臂部的传动系统，然后假设臂部末端的结构，确定臂部的输出功率，然后计算出臂部所需的电机。
在确定电机和传动机构的基础上，对锥齿轮和传动中所需的带轮以及同步齿形带进行设计，并且对它们进行校核，确定所设计的臂部结构能够配合机器人的其他结构进行喷漆动作。
并用CAD软件完成从建模到运动学分析、应力分析的全过程。
需要全面理解机械原理、机械设计、机械系统设计以及CAD 制图标准等相关的知识，并考虑其可靠性、实用性、经济性等性能。
本课设在已有理论基础上，针对以往研究的不足，根据实际使用要求，确定采用三自由度的关节型机器人结构方案;由于机器人结构复杂，构件繁多，需要用高端软件配合进行建模，装配的工作，而我们现有的材料相当有限，所以本课设只是设计了机器人的手臂结构;并采用CAD绘制了其装备和零件图，并对其中某些零件的强度进行了校核，使臂部的整体结构能够满足工作的要求。
关键词：三自由度机器人手臂结构设计Three degree of freedom manipulator designMajor: Financial ManagementStudent: XXX Supervisor: XXXAbstractRobot technique is a synthesis of many subjects, such as computer, control technology of multidisciplinary theory, mechanism, information and sensor technology, artificial intelligence, bionics and form, is the research field of attached great importance to the issue, robots have been widely used in many fields. Application of robot, is an important symbol of national industrial automation level, and thus have the advanced industrial countries attach importance to, put a lot of manpower material resources to study and apply.The main task of this paper and the problems to be solved, is to design a robot with three degrees of freedom, the basic technical information on the existing transmission system, through analysis, to determine the arm, then it is assumed that the structure of the arm end, determining the output power of the arm, then calculates the required motor arm. Based on determining the motor and transmission mechanism, the belt wheel required bevel gear and the drive and the synchronous toothed belt design, and carries on the examination to determine their arm structure, designed to be able to cooperate with other robot painting movement. And using CAD software from modeling to kinematics analysis, the whole process of stress analysis. Need to fully understand the knowledge of mechanical principle, mechanical design, mechanical system design and CAD drawing standards and other related, and consider its reliability, practicability, economy performance.This course is based on the existing theory, aiming at the shortcomings of previous studies, according to the actual requirements, the scheme of robot structure with three degrees of freedom robot; because of complicated structure, numerous components, need to use advanced software to cooperate to modeling, assembly work, and our existing material is very limited, so this class only design a robot arm structure; and the use of CAD drawing of the equipment and parts drawing, and some parts of the strength of the check, so that the overall structure of the arm is able to meet the requirements of the work.Keywords: Design of three degree of freedom robot arm structure目录1引言 (1)1.1机械手的分类 (1)1.2机械手的组成 (3)1.3应用机械手的意义 (5)2总体技术方案及系统组成 (7)2.1原始数据 (7)2.2工作要求 (7)2.3系统组成 (8)2.4总体技术方案 (8)2.4.1动作分析 (9)2.4.2手部 (9)3机械手的液压部分 (10)3.1液压系统的工作原理 (10)3.2液压传动的工作特性 (10)3.3液压系统的组成 (10)3.4液压系统的优、缺点 (11)3.5液压系统主要参数的确定 (12)3.5.1液压缸工作载荷的确定 (12)3.5.2液压缸推力的确定 (12)3.5.3液压缸基本尺寸的确定 (12)4回转装置的总体组成及结构设计 (14)4.1回转装置的组成 (14)4.1.1执行件 (14)4.1.2传递件 (14)4.1.3驱动件 (14)4.1.4控制系统 (15)4.2回转装置的结构设计 (15)5机械传动方案的设计与计算 (16)5.1小车的主要组成部分 (16)5.2同步带传动方式优缺点 (16)5.2.1优点 (16)5.2.2缺点 (17)5.3驱动动力源 (17)5.4机械传动方案的设计计算 (17)5.4.1设计数据确定 (17)5.4.2同步带结构的设计计算 (19)6结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)1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。
arduino三自由度机械臂
三自由度机械臂设计报告我们的机械臂参照人体小臂的结构：手肘处两个自由度（一个水平方向一个垂直方向），手腕处一个（垂直方向）。
按照题目要求在30*30的坐标系内我们将（0,15）设为底座放置点（0,0）为机械臂初始位置。
由此可知机械臂需达到的最远距离为15*√5，考虑到需要有螺钉固定的重合距离暂定臂长为：大臂长20cm，小臂长15cm。
且参考模型的机械结构暂定用双臂。
按照最初设计安装好之后，我们发现所购买的舵机并不能带动这么长的臂长，于是我们将臂长改成10cm+12cm并将双臂减少为单臂。
该方案能实现半径4cm左右的圆的绘制，找点的误差在0.5-1cm左右。
一．找坐标设底盘水平方向的舵机角度为s，手肘处垂直舵机角度为θ1，手腕处角度为θ2。
确定坐标时先根据输入的（X，Y）得s=arctan（x/(y-15)）。
可以列出方程式组ρ=acosθ1+bcosθ2△h=asinθ1+bsinθ2θ3=θ1+θ2解得θ1=arcsin((ρ²﹢△h²＋a²-b²)/(2a√(△h²+ρ²)))-arctan(ρ/△h)θ2=arcsin((asinθ1-△h)/b)θ3=θ1+θ2（其中a=10cm，b=12cm，△h=3cm）二．画圆方案一：圆可以分为两部分的配合而组成的。
垂直自由度舵机的来回划线运动及底盘水平自由度舵机的左右旋转运动当水平舵机转到设定最大值的时间与垂直舵机划线划到中点的时间相同时就能得到一个椭圆，而当左右转动到设定的最大值之间的距离与划线的距离相等时就构成了一个圆。
我们先将圆划分为四部分如下：调试程序后发现s的变化速率也是变化的。
于是加上红色两条线使水平方向线分为4份利用找点的公式确定五个交点各自对应的θ1,s值，再各自进行相减分别算出四段运动相对应角度变化的平均速率。
该方案的难点在于时间的合理搭配及s的速率补偿划分方案二：根据圆心的坐标在坐标里找圆周上一系列的点在将其连线构成圆。
三自由度机械手臂设计说明书讲解
SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ课程设计说明书三自由度机械手臂设计学院：农业工程与食品科学学院专业：农业机械化及其自动化学生姓名：赵国0911034036学生姓名：李继飞0911034030学生姓名：程小岩0912034039指导教师：程卫东2013 年1 月摘要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。
目录第1章绪论 (5)1.1 机器人概述 (5)第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计 (6)2.1自由度及关节 (6)2.2 基座及连杆 (6)2.2.1 基座 (6)2.2.2 机械臂 (6)2.3 机械手的设计 (6)2.4 驱动方式 (8)2.5 传动方式 (9)2.6 制动器 (10)第3章控制系统硬件 (11)3.1 控制系统模式的选择 (11)3.2 控制系统的搭建 (11)3.2.1 工控机 (12)3.2.2 数据采集卡 (12)3.2.3 伺服放大器 (13)3.2.4 端子板 (14)3.2.5电位器及其标定 (15)3.2.6电源 (16)第4章控制系统软件 (16)4.1预期的功能 (16)4.2 实现方法 (16)4.2.1实时显示各个关节角及运动范围控制 (16)4.2.2直流电机的伺服控制 (16)4.2.3电机的自锁 (16)4.2.4示教编程及在线修改程序 (17)第5章总结 (18)5.1 所完成的工作 (18)5.2 设计经验 (18)参考文献 (20)第1章绪论1.1 机器人概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ课程设计说明书三自由度机械手臂设计学院：农业工程与食品科学学院专业：农业机械化及其自动化学生姓名：赵国 06学生姓名：李继飞 00学生姓名：程小岩 09指导教师：程卫东2013 年 1 月摘要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。
目录第1章绪论 (5)机器人概述 (5)第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计 (6)自由度及关节 (6)基座及连杆 (6)基座 (6)机械臂 (6)机械手的设计 (6)驱动方式 (8)传动方式 (9)制动器 (10)第3章控制系统硬件 (11)控制系统模式的选择 (11)控制系统的搭建 (11)工控机 (12)数据采集卡 (12)伺服放大器 (13)端子板 (14)电位器及其标定 (15)电源 (16)第4章控制系统软件 (16)预期的功能 (16)实现方法 (16)实时显示各个关节角及运动范围控制 (16)直流电机的伺服控制 (16)电机的自锁 (16)示教编程及在线修改程序 (17)第5章总结 (18)所完成的工作 (18)设计经验 (18)参考文献 (20)第1章绪论机器人概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。
专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。
但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。
机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
“工业机器人”（Industrial Robot）：多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机器人或通用机器人）。
机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。
机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。
目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。
简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。
机器人一般分为三类。
第一类是不需要人工操作的通用机器人，也即本文所研究的对象。
它是一种独立的、不附属于某一主机的装置，可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定操作。
它是除具备普通机械的物理性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。
第二类是需要人工操作的，称为操作机（Manipulator）。
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器人来进行探测月球等。
工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。
第三类是专业机器人，主要附属于自动机床或自动生产线上，用以解决机床上下料和工件传送。
这种机器人在国外通常被称之为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动。
除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。
机器人按照结构形式的不同又可分为多种类型，其中关节型机器人以其结构紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点，成为机器人中使用最多的一种结构形式，世界一些著名机器人的本体部分都采用这种机构形式的机器人。
第2章实验平台介绍及机械手的设计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。
自由度及关节该机器人具有三个自由度，即腰关节、肩关节、肘关节，都为转动关节；还有一个用于夹持物料的机械手。
基座及连杆基座基座是整个机器人本体的支撑。
为保证机器人运行的稳定性，采用两块“Z”字形实心铸铁作支撑。
基座上面是接线盒子，所有电机的驱动信号和反馈信号都从中出入。
接线盒子外面，有一个引入线出口和一个引出线出口。
机械臂大臂长度230mm 小臂长度240mm机械手的设计工业机器人的手又称为末端执行器，它使机器人直接用于抓取和握紧（吸附）专用工具（如喷枪、扳手、焊具、喷头等）进行操作的部件。
它具有模仿人手动作的功能，并安装于机器人手臂的前端。
由于被握工件的形状、尺寸、重量、材质及表面状态等不同，因此工业机器人末端操作器是多种多样的，大致可分为以下几类：（1）夹钳式取料手（2）吸附式取料手（3）专用操作器及转换器（4）仿生多指灵巧手本文设计对象为物料搬运机器人，并不需要复杂的多指人工指，只需要设计能从不同角度抓取工件的钳形指。
手指是直接与工件接触的部件。
手指松开和夹紧工件，是通过手指的张开与闭合来实现的。
该设计采用两个手指，其外形如图所示图机械手手指形状传动机构是向手指传递运动和动力，以实现夹紧和松开动作的机构。
根据手指开合的动作特点分为回转型和平移形。
本文采用回转型传动机构。
图为初步设计的机械手机构简图（只画出了一半，另外一半关于中心线对称）。
图机械手机构简图在图中，O为电机输出轴，曲柄OA、连杆AB、滑块B和支架构成曲柄滑块机构；滑块B、连杆BC、摇杆CE和支架构成滑块摇杆机构。
通过两个机构串联，使电机最终驱动DE的来回摆动，从而实现手指的开合运动。
图中的黑线和蓝线表示机构运行的两个极限位置。
为便于手指的顺利合拢，可以在两个手指之间设置一个弹簧，这样还可以提供适当的夹紧力。
另外，在选用电机的时候，要使电机的功率足以克服弹簧的收缩和张开，并且提供足够加紧物体的力。
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，一共需要五个动力源。
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。
基于上述驱动系统的特点和机器人驱动系统的设计要求，本文选用直流伺服电机驱动的方式对机器人进行驱动。
表为选定的各个关节电机型号及其相关参数。
表机器人驱动电机参数电机参数腰关节肩关节肘关节腕关节手爪型号MAXON2332MAXON2332MAXON2332MULTIPLEXSTELL-SERVOMULTIPLEXSTELL-SERVO额定电压18v18v18v6v6v 额定 N·m N·m转矩 N ·m N ·m N ·m 最大转矩 ·m ·m ·m 额定转速 7980rpm 7980rpm 7980rpm 5460rp m5460rp m最高转速 转子惯量9200rpm ·cm9200rpm ·cm9200rpm ·cm传动方式由于一般的电机驱动系统输出的力矩较小，需要通过传动机构来增加力矩，提高带负载能力。
对机器人的传动机构的一般要求有：（1）结构紧凑，即具有相同的传动功率和传动比时体积最小，重量最轻； （2）传动刚度大，即由驱动器的输出轴到连杆关节的转轴在相同的扭矩时角度变形要小，这样可以提高整机的固有频率，并大大减轻整机的低频振动；（3）回差要小，即由正转到反转时空行程要小，这样可以得到较高的位置控制精度；（4）寿命长、价格低。
本文所选用的电机都采用了电机和齿轮轮系一体化的设计，结构紧凑，具有很强的带负载能力，但是不能通过电机直接驱动各个连杆的运动。
为减小机构运行过程的冲击和振动，并且不降低控制精度，采用了齿形带传动。
齿形带传动是同步带的一种，用来传递平行轴间的运动或将回转运动转换成直线运动，在本文中主要用于腰关节、肩关节和肘关节的传动。
齿形带传动原理如图所示。
齿轮带的传动比计算公式为 2112z zn n i ==齿轮带的平均速度a v 为2211n t z n t z v a ⋅⋅=⋅⋅=制动器制动器及其作用：制动器是将机械运动部分的能量变为热能释放，从而使运动的机械速度降低或者停止的装置，它大致可分为机械制动器和电气制动起两类。
在机器人机构中，学要使用制动器的情况如下：①特殊情况下的瞬间停止和需要采取安全措施②停电时，防止运动部分下滑而破坏其他装置。
机械制动器：机械制动器有螺旋式自动加载制动器、盘式制动器、闸瓦式制动器和电磁制动器等几种。
其中最典型的是电磁制动器。
在机器人的驱动系统中常使用伺服电动机，伺服电机本身的特性决定了电磁制动器是不可缺少的部件。
从原理上讲，这种制动器就是用弹簧力制动的盘式制动器，只有励磁电流通过线圈时制动器打开，这时制动器不起制动作用，而当电源断开线圈中无励磁电流时，在弹簧力的作用下处于制动状态的常闭方式。
因此这种制动器被称为无励磁动作型电磁制动器。
又因为这种制动器常用于安全制动场合，所以也称为安全制动器。
电气制动器电动机是将电能转换为机械能的装置，反之，他也具有将旋转机械能转换为电能的发电功能。
换言之，伺服电机是一种能量转换装置，可将电能转换为机械能，同时也能通过其反过程来达到制动的目的。
但对于直流电机、同步电机和感应电机等各种不同类型的电机，必须分别采用适当的制动电路。
本文中，该机器人实验平台未安装机械制动器，因此机器人的肩关节和轴关节在停止转动的时候，会因为重力因素而下落。
另外，由于各方面限制，不方便在原有机构上添加机械制动器，所以只能通过软件来实现肩关节和轴关节的电气制动。
采用电气制动器，其优点在于：在不增加驱动系统质量的同时又具有制动功能，这是非常理想的情况，而在机器人上安装机械制动器会使质量有所增加，故应尽量避免。