六自由度機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著人類活動(dòng)領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)大 人們對(duì)非制造業(yè)用機(jī)械手的研究空前活躍起 來 對(duì)機(jī)械手智能化和多樣化的要求也越來越高 需要機(jī)械手具有對(duì)外感知能力以 及局部的自己規(guī)劃能力等 而通用機(jī)械手也在向機(jī)構(gòu)靈巧 動(dòng)作準(zhǔn)確可靠 反應(yīng)快 重量輕 剛度好 便于裝卸與維修等方向快速發(fā)展 此機(jī)械手采用全液壓驅(qū)動(dòng)方式 采用球坐標(biāo)形式 自由度數(shù)為六 分別為 Z 方 向的升降運(yùn)動(dòng) 繞 Z 方向的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 手臂的仰俯運(yùn)動(dòng) X 方向的伸縮運(yùn)動(dòng) 手腕 的仰俯運(yùn)動(dòng) 繞 X 方向的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 主要完成手部結(jié)構(gòu) 腕部結(jié)構(gòu) 臂部結(jié)構(gòu)和機(jī) 身機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 各部分缸體的結(jié)構(gòu)位置的設(shè)計(jì)計(jì)算 各自由度運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn) 具體結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)過程中用了大量時(shí)間對(duì)機(jī)械手各部分進(jìn)行了校核 在機(jī)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)參數(shù)的條 件下 使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量優(yōu)化 關(guān)鍵詞 機(jī)械手 通用 自由度 液壓驅(qū)動(dòng) 球坐標(biāo) Abstract With fields of human activity going further the research on application of the manipulator in non manufacturing sector has been rising largely The requirements to manipulator of intelligent and diversification are increasingly higher and higher to meet people s demand which need manipulator with capability of external perception and local planning And universal manipulator also has developed rapidly towards the direction of dexterous mechanism accurate and reliable movements rapid reaction light weight high stiffness And the universal manipulator can easy to load and unload and to be repaired easily The number of freedom degree manipulator which using the approach of hydraulic driven using spherical coordinates forms is six which include Z direction of the movement the rotary movement around Z direction the swing movement of arms X direction of the stretching exercise swing movement of the wrist the rotary movement around X direction Structure of the hand wrist arm are caculated and designed The checking for each part of the manipulator costs much time during process of specific structural design In the condition of meeting the requirement of parameters the structure is optimized as far as possible Keywords Manipulator Universal Freedom degree Hydraulic I 目 錄 第 1 章 緒論 1 1 1 選題的背景和目的及意義 1 1 2 國內(nèi)外研究狀況和研究成果 1 1 3 課題的研究方法 2 1 4 本文研究內(nèi)容 3 第 2 章 總體設(shè)計(jì)方案 4 2 1 總體設(shè)計(jì)要求 4 2 2 運(yùn)動(dòng)分析簡介 4 2 2 1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方程的表示 4 2 2 2 構(gòu)件坐標(biāo)系的確定 5 2 3 機(jī)械手的組成 6 2 4 設(shè)計(jì)路線與方案 6 2 4 1 設(shè)計(jì)步驟 6 2 4 2 研究方法和措施 7 2 5 本章小結(jié) 7 第 3 章 手部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 8 3 1 手部設(shè)計(jì) 8 3 2 鉗爪式手指定位誤差的分析 9 3 3 手部夾緊油缸的設(shè)計(jì) 11 3 4 油缸壁厚的計(jì)算 12 3 5 活塞桿的計(jì)算和校核 13 3 6 本章小結(jié) 13 第 4 章 腕部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 14 4 1 腕部回轉(zhuǎn)油缸的設(shè)計(jì) 14 4 2 腕部擺動(dòng)油缸的設(shè)計(jì) 16 1 4 3 本章小結(jié) 19 第 5 章 小臂的設(shè)計(jì)和計(jì)算 20 5 1 小臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和伸縮油缸的計(jì)算 20 5 2 活塞桿強(qiáng)度和剛度的校核 23 5 3 導(dǎo)向桿的強(qiáng)度校核 24 5 4 本章小結(jié) 25 第 6 章 俯仰缸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 26 6 1 俯仰結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 26 6 2 缸蓋螺釘?shù)膹?qiáng)度校核 28 6 3 本章小結(jié) 29 第 7 章 大臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 30 7 1 大臂回轉(zhuǎn)缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 30 7 2 油缸定片連接螺釘?shù)男：?33 7 3 機(jī)械手大臂升降缸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 34 7 4 機(jī)械手的不自鎖的條件 36 7 5 本章小結(jié) 37 結(jié) 論 38 參考文獻(xiàn) 39 致 謝 40