基于单片微机控制的机械手设计（机械结构）摘要在工业生产中，机械手系统有着广泛的应用，如工件转移、工件装配、加工中心刀库换刀等，作为一种相对较新的机电一体化设备，它正开始改变现代化工业面貌。本设计为三自由度圆柱坐标型工业机械手，其工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。本机械手使用气动夹紧装置，两直线方向的运动由两对丝杠螺母机构完成，通过步进电机驱动，一个旋转方向的运动也由步进电机驱动,因为使用单片机可以较容易地控制步进电机。在控制器的作用下，机械手执行将工件从一个位置拿到另一个位置这一动作。本机械手系统具有较大的柔性：控制方面，因机械手可以较容易地与PC机通信；上位机程序通过VB语言编写，可以通过改写上位机程序，比如增加可以调用的子程序、数据库等，使机械手实现更加强大地功能；机械结构方面，本机械手的末端执行机构可以更换，可以通过更换末端执行机构使机械手完成不同的任务。本文的主要内容包括：机械手总体结构方案的选型、机械手的动力学参数计算、机械手的运动学设计、运动部件的设计与校核、结构设计等。本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。关键词：机械手自由度结构目录摘要…………………………………………………………………………………………Ⅰ目录…………………………………………………………………………………………Ⅱ第一章前言.................................................................1第二章机械手总体结构的确定................................................42.1机械手自由度的确定...................................................42.2工作空间和额定负载的确定.............................................42.3确定分辨率、重复性...................................................42.4机械手结构形式的确定.................................................5第三章动力学参数计算......................................................73.1末端夹持系统的设计...................................................73.1.1手爪夹持装置的机构选型..........................................73.1.2夹持气缸的选用..................................................83.2水平运动机构动力学参数计算..........................................103.2.1螺纹传动的强度设计与校核.......................................103.2.2水平运动步进电机的选择.........................................123.3竖直运动机构力学参数计算............................................133.3.1螺纹传动的强度设计与校核.......................................133.3.2竖直运动步进电机的选型.........................................143.4转盘运动机构动力学参数计算..........................................15第四章运动学设计..........................................................184.1手爪部件及水平运动部件的设计........................................184.1.1手爪部件的设计与校核...........................................184.1.2水平运动部件的设计与校核.......................................194.2竖直运动部件的设计..................................................23第五章传动部件的设计......................................................255.1传动轴的设计与校核..................................................255.1.1传动轴的结构设计...............................................255.1.2传动轴的强度校核...............................................255.2轴承的选用与校核....................................................275.2.1水平丝杆外端轴承的选用与校核..................................275.2.2竖直运动处丝杆与转盘连接处轴承的选用与校核.....................295.3键连接的选用与校核..................................................315.3.1传动轴与转盘连接处键连接的选用与校核...............
