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摘 要

科技在进步，技术在发展，机械手的应用越来越广，普遍的应用于工业的设计与加工。例如，在冲压送料的过程中运用机械手进行送料，可以解放劳动力，更加准确快捷。本文主要说明了电动机械手的概念，机械手的结构以及机械手的传动系统和驱动系统，对机械手各个部件从设计到计算。在手部的设计方面：首先确定了手指的结构，然后计算了手指抓取工件的夹紧力，根据夹紧力选择了驱动电机。在手腕的设计方面：首先计算了腕部转动所需的驱动力，然后根据驱动力选择了电动机。在手臂的设计方面：首先计算了手臂的升降和伸缩所需要的驱动力，然后根据驱动力选择了相应的电动机进行驱动。设计出了机械手的装配图，绘制了机械手各零部件的传动原理图。

关键词：机械手；电动；四自由度；传动机构

Design Of Electric Feeding Robot

Abstract

Technology is advancing, technology is developing, and manipulators are being used more and more widely. They are commonly used in industrial design and processing. For example, using robots to feed material during the stamping process can liberate the labor force and be more accurate and faster. This article mainly describes the concept of the electric manipulator, the structure of the manipulator, and the drive system and the drive system of the manipulator. From the design to the calculation of the various parts of the manipulator. In the design of the hand: First, the structure of the finger is determined, then the clamping force of the finger gripping the work is calculated, and the driving motor is selected according to the clamping force. In terms of the design of the wrist: First, calculate the driving force required for turning the wrist, and then select the motor according to the driving force. In terms of the design of the arm: first, the required driving force for the arm's lift and retract is calculated, and then the corresponding motor is selected for driving according to the driving force. The assembly drawing of the manipulator was designed and the transmission principle diagrams of the manipulator components were drawn.

Keywords: manipulator; electric; four degrees of freedom; transmission mechanism

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1工业机械手的概述 1

1.2机械手的构成与分类 1

1.2.1机械手的构成 1

1.2.2机械手的分类 2

1.3 机器人的应用与发展 3

第二章 总体设计方案 4

2.1确定基本参数 4

2.2确定结构类型 4

2.3确定传动方案 4

第三章 传动系统的设计与计算 6

3.1手部结构设计 6

3.1.1手部设计的基本要求 6

3.1.2夹紧力计算 6

3.1.3手爪的夹持误差及分析 7

3.2 腕部结构设计 8

3.2.1 腕部回转力矩的计算 8

3.3手臂结构设计 10

3.3.1设计参数 10

3.3.2手臂伸缩的尺寸设计与校核 10

3.3.3手臂升降的尺寸设计及校核 11

3.4腰部结构设计 11

第四章 零部件的计算与选型 13

4.1 齿轮齿条的设计计算 13

4.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 13

4.1.2按齿面接触强度设计 13

4.1.3按齿根弯曲强度设计 14

4.1.4几何尺寸计算 15

4.1.5验算 16

4.2轴承的选择 16

4.3联轴器的选择 17

4.3.1选择联轴器品种、型式 17

4.3.2联轴器转矩计算 17

4.3.3初选联轴器型号 18

4.3.4 根据轴径调整型号 18

第五章 驱动系统的设计与计算 19

5.1机械手的驱动方式 19

5.1.1传动机构的选择 19

5.1.2驱动方式的选择 19

5.2臂部驱动电机的选择 19

5.2.1控制电机要求 19

5.2.2步进电机的选择 19

5.3手腕手爪驱动电机的选择 21

结论 23

致 谢 24

参考文献 25

第一章 绪论

1.1工业机械手的概述

工业机器人是一种特殊的机械装置，可以处理材料，零件和工具，并执行各种操作功能。它是一个电脑控制的无人自动控制的系统。这是一个可编程且灵活的自动化系统，可实现人机接触。机器人是一种技术系统，它可以通过其行为来重现人类的行为和功能;与传统的自动机器不同，它具有全能性和多功能性，并且可以重复调整执行不同的功能。

目前，工业机器人的使用范围仅限于通过简单和重复的工作来节省人员。其有效性在于取代艰苦的工作，不断重复和单调乏味的工作，还有操作危险的工作。对于电子和汽车等工业来说，机器人的应用从来都不是很好。尽管这些工业部门缺乏工作时间的问题很严重，但机器人的使用仅限于少数几个过程。原因是工业机器人的性能不能满足这些部门的要求。机器人的处理范围很窄，这是主要原因。当然，经济问题也非常重要。使用操纵器来节省人力并不一定符合成本效益。不过，我们会继续使用自动化装置和类似的机械设备来解放劳动力，达到生产合理化的要求。只要技术和价格问题得到解决，操纵器的应用肯定会有所飞跃。

与送料机械手和卸料机械手相比，货物装卸机械手适用于各种材料和棒材的自动加工和装卸。例如，用于铝型材自动供应的铝型材和高温棒材180毫米杆型夹紧材料的最大离合器重量为30千克，最大距离长度为1200毫米。根据物料和负载情况的要求，机器人移动的速度是可调的。欧姆龙的可编程控制器用于电气控制系统，通过编程可以实现各种操作。

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