第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页三爪机械臂卓康健王浩杨恒董美会哈尔滨工程大学机电工程学院080714班摘要：三爪机械臂，具有较大的市场应用价值,对机械臂和爪子进行了系统的设计和计算,完成总装配图绘制。用单片机对三爪机械臂进行控制，使其能够移动爪取物体。将三爪机械臂安装在小型多用途移动作业机器人智能平台上，可执行生产、加工、装配以及爆炸物处理、侦查、监测等特殊故任务。关键词：三爪机械臂直流电机齿轮1.引言：所谓三爪机械臂是将改良过的三指机器爪安装在一个三自由度机械结构上。机械臂实在机械化自动化过程中发展起来的新型装置，具有不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险等特点。广泛应用于军事领域和工业生产中。具有安全可靠、隐蔽性好、可行性高、成本低、效率高、性能稳定、意外伤害少、管理成本低、避免人员伤害和损失等特点。其应用程度是军事和工业先进程度的重要体现。对三指机器爪进行开发，增加了三自由度的机械结构，使其能够自动实现转移物体的功能，扩展其应用范围，增加实用性。在三爪机械臂的设计过程中将主要解决运动的传动、轴的固定、直流电机传动稳定性问题。同时由于加工条件和资金有限，在设计过程中，将尽量减轻各部件的质量，并简化机械结构使直流电机能够带动各部件正常运转，而且演示时也选择转移轻小物体完成功能演示。目前市场上的同类产品中技术和性能比较好的都是进口产品或外资企业生产的产品，而我国的本土企业由于技术和性能等方面的限制只能降低价格，这直接影响企业利益。希望课题中提出的机械结构和传动方案能在以后的机械臂中得到应用。2．正文2.1总体方案论证：系统总体框图课题研究主要有三个方面机械、电路、控制。以单片机控制电机的正反转，通过齿轮、轴等结构将电机的转动转换为三爪机械臂的运动实现转移物体的动作。2.2装配图由装配图可知，三爪机械臂由五部分组成，支架、底座、大臂、小臂、爪子。为提高装置的工作效率，一方面我们在选择材料上选择了密度较小了铝合金，另一方面为了尽量减轻负载，我们尽量调节臂的长度，这样就可以提高装置的工作效率。各部分的功能及作用如下mcu电机机械结构第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页支架：起支撑作用为机械臂提供一个稳定的活动平台，并在其上安装为底座提供动力的直流电机以及单片机等控制部件。底座：通过支架上的直流电机经齿轮传动可实现360度的旋转为三爪机械臂提供一个自由度，底座上有一个固定支撑架（85mm）用以增加机械臂的活动范围，同时两固定支撑架之间装有一小衡量、轴、齿轮为大臂提供支撑并实现大臂的运动。底座下安装三个万象球可使其运动稳定，传动平稳。大臂：大臂（80mm）通过底座上的电机实现与底座方向垂直的运动，与底座相同的固定支撑架结构为小臂提供支撑并实现其运动。小臂：和大臂在同一平面内运动，在其上固定爪子和为爪子提供动力的直流电机爪子：实现抓取和释放物体的动作2.3爪子第3页共7页第2页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共7页如图三个爪通过两个小直角支撑件固定在底部圆盘上，三爪间互成120度闭合时能够完全封闭，当爪取物体时物体不会掉落。每个爪通过外侧的小弹簧使爪子能够自动的张开。由于爪子部分质量重，负载大所以出于稳定性考虑爪子的动力源选择直流电机。当要爪取物体是旋转爪子下的直流电机带动小滑轮转动，使固定在爪和滑轮间的硬质细线在滑轮上缠绕同时将爪子拉紧，使爪子能够抓住物体，当三爪机械臂移动到指定位置时，反转电机到初始位置，爪子打开将物体释放，实现转移物体的功能。固定爪子的圆盘通过螺柱与连接在小臂上的圆盘相连，使二者间有足够的空间来安装为爪子闭合提供动力的直流电机以及缠绕细线的小滑轮。2.4传动由于所用电机为12V,100r/min电机转速较快且三爪机械臂自身质量较大，运动过程中很难实现到达指定位置抓取物体，且转速过快会增加机械结构的负担破坏结构。所以三爪机械臂底座的旋转、大臂小臂的运动均为齿轮传动，齿轮模数M=2，...
