3个自由度搬运机械手设计

该方案是3个自由度搬运机械手设计, 一般来说,机械手主要有以下几部分组成:1. 手部(或称抓取机构):包括手爪、传力机构等,主要起抓取和放置物件的作用;2. 传送机构(或称臂部):包括手腕、手臂等,主要起改变物件方向和位置的作用;3. 驱动部分:它是前两部分的动力,因此也称动力源,常用的有液压、气压、电力和电机四种驱动形式; 4. 控制部分:它是机械手动作的指挥系统,由它来控制动作的顺序(程序)、位置和时间(甚至速度与加速度)等;5. 其它部分:如机体、行走机构、行程检测装置和传感装置等。
总设计流程,说明如下:
(1)控制系统:任务是根据机械手的作业指令程序和传感器反馈回来的信号,控制机械手的执行机构,使其完成规定的运动和功能。主要设计目标为CPU的选择,CPU程序的编写调试等。
(2)驱动系统:驱动系统工作的驱动装置。
(3)机械系统:包括机身、机械臂、手腕、手爪。需要确定其自由度、坐标形式,并计算得出具体结构。
(4)感知系统:即传感器的选择及具体作用。
搬运机械手的基本参数:
1. 机械手的最大搬运物料的重量是它的主参数。本论文物料传送机械手所搬运的物料质量可设定为5kg。
2. 运动速度直接影响机械手的动作快慢和机械手动作的稳定性,所以运动速度也是是物料物料传送机械手的一个主要的基本参数。设计速度过低的话,会无法满足机械手的动作功能,限制机械手的使用范围。设计的速度过高又会加重机械手的负载并影响机械手动作的平稳性。该机械手的最大平移速度为1m/s。
3. 伸缩行程和工作半径是决定机械手工作范围及整机尺寸的关键,也是机械手设计的基本参数。过大的工作半径和伸缩行程,会增大机械手的运动负载,使得机械手刚性降低,而工作半径过小则不能够实现机械手的功能,限制了机械手的应用和扩展性。本论文物料传送机械手设定水平反向伸缩行程200mm,回转角度范围为90°。机械手竖直方向的升降行程为100mm。
4.定位精度也是机械手的主要基本参数之一。机械手精度太低,就完成不了功能,精度太高又意味着成本的增加。综合考虑,该物料传送机械手的定位精度设定为士0.5到士1mm之间。物料传送机械手的各个部分的基本参数可以由上面已经知道的物料传送机械手各关节的行程和时间分配来决定。


搬运机械手总图
控制电路图
腰部传动小齿轮
腰部传动大齿轮