摘要灵巧手是机器人系统的重要组成部分，是重要的末端执行器，影响着整个机器人系统的灵巧化、智能化水平。随着人类对空间等未知领域的探索，应用的广泛性和作业条件的复杂性对机器人灵巧手提出了更高的要求。本课题通过机械原理，机械设计等领域的先进技术理论研制了三指灵巧手，包括手指和手掌的本体结构设计。 三指灵巧手由三个手指组成，每个手指具有三个自由度、三个关节。由于采用微特伺服电机、锥齿轮减速器减速器及合理的结构布置，三个手指9个自由度由9个电机单独控制，大大增强了手指的灵巧性，可以通过拇指，食指，中指的弯曲以及屈曲运动达到不同位置来满足不同的抓取要求。36258
毕业论文关键词：机器人灵巧手；结构设计；自由度；传动控制
Abstract
Robot manipulator is the important part of the robot system and important end effector,which influences intelligent level of the whole robot system.. With human’s exploration of space and other unknown areas, The complexity of the application's universality and operating conditions present Higher requirements for robot dexterity.Developing intelligent, smart and stable robot end effector is the important research topic in the robot field. In this paper, three fingers and smart hands were developed by the advanced technology theory of mechanical design and mechanical design,including the structure design of the finger and palm. Three fingers consist of three fingers, each with three degrees of freedom and three joints. Due to the using of micro servo motor, gear reducer reducer and reasonable structural arrangement, 9 degrees of freedom of Three fingers are controled by 9 motor control alone,which greatly enhanced the dexterity of the fingers and through the thumb, index finger, middle finger bending and flexion movement to meet the different position to meet the different grab requirements.
Key words: robot hand,structure design,freedom,drive control
目 录
第1章、总述 4
一、机械手爪设计的目的 4
二、课题研究背景及意义
二、机械手爪设计的内容 8
四、机械手爪设计的要求 10
五、设计过程的难点及解决方法
优尔、设计方案的选择与确定
第2章、总体设计 12
一、灵巧机械手的工作原理 12
二、电动机的选择 13
三、计算传动比 15
四、运动参数 16
第3章、轴的设计计算 17
一、从动轴的设计计算 17
二、从动轴校核轴受力图 20
第4章、滚动轴承的选择及校核计算 23
一、从动轴滚动轴承的设计 23
二、主动轴滚动轴承的设计 24
第5章、键设计及校核 25
一、从动轴与齿轮配合处的键 25
二、主动轴与齿轮配合处的键 26
第6章、润滑的选择 28
第7章、轴承盖的选择 29
一、轴承盖的选择 29
小结 28
参考文献 30
第1章、总述
一、灵巧机械手爪毕业设计的目的
（1）培养大学生将理论知识同实践结合的能力。
（2）学习机械设计的流程和步骤，体会设计的重点和难点。
（3）培养制图规范能力，软件应用能力，以及语言表达能力。
二、课题研究背景：
1.1国外的机械情况
1958年美国研制出第一台机械手。它的设计结构是：回转长臂安装在机体上，在端部工件拿放机构装有电磁铁，示教型的控制系统。1962年，美国机械铸造公司根据上述方案又试制成一台拥有数控能力的示教再现型机械手。商业使用被称为通用机械手(即万能自动类型)。运动系统副本坦克炮塔,手臂摆动,音高,液压传动,控制系统和磁鼓存储设备。很多球坐标类型通用机械手是在此基础上开发的。同年公司和狮子座pluijmen公司合并组成的通用自动(Unimaton),专业生产工业机器人。1962机械铸造公司在美国也测试成功调用Versatran操纵者,初衷是灵活处理。机械手的中心支柱可以挽救,手臂可以旋转,升力,扩展,采用液压驱动,控制系统也是一种教学和再现。尽管这两个机器人出现在优尔十年代初,但外国工业机械手的发展的基础。尤尼梅特公司于1978年在美国斯坦福大学和麻省理工学院联合开发一个通用机械手文克——工业机械臂类型、小型电子计算机控制,用于装配、定位误差小于+ / - 1毫米。美国还注重提高机械手的可靠性,改善结构,降低成本。成立8年机械手试验装置,如通用机械手公司各种性能测试。准备平均失效到达时间(注意:平均失效到达时间是衡量一个设备的可靠性。它显示了第一次失败平均运行时间),从400小时提高到400小时,可以提高精度+ / - 0.1毫米。德国机械制造应用机械手开始于1970年,主要用于起重、运输、焊接上下材料和设备,等。德国KnKa公司还生产点焊操纵者,联合结构和过程控制。瑞士RETAB公司制造一幅画机器人,采用的教学方法程序。瑞典AnSha公司采用机械手清洗铝齿轮箱毛刺,等。日本是中国最大的工业机械手,增长最快的应用程序。自1969年以来,从美国进口后两种典型的机械手,机械手的大力研究。据报道,1979年,是从事研究工作的机械手的50多个高校、研究单位。1976年大学和国家研究部门研究成本42%的操纵者。1979年日本操纵者的产值443亿日圆,生产14535辆。固定程序和变量约占222亿日圆的一半,是1978年的两倍。有记忆功能的机械手产值约为67亿日圆,较1978年增长50%。智能机械手约为17亿日元,1978年的优尔倍。到1979年,累计生产56900套机械手。在的世界中,约占70%,年率上升50% ~ 60%。使用机械手是大多数汽车行业,紧随其后的是电机、电器。到1990年将会有550000个机器人在工作。第二代的操纵者是加强发展。它配备了微机控制系统,有能力,视觉,触觉,甚至听、思考的能力。安装各种传感器,信息反馈的感觉,使机械手的功能是感觉。目前国外已经触觉和视觉机械手。 灵巧机械手爪设计+CAD图纸:http://www.youerw.com/jixie/lunwen_34620.html