车载机器人一体化平台机械手腕手爪的设计+CAD图纸+程序(2)
5.4机械手爪手腕的斜坡抓取实验 22
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 27
第一章 绪论
1.1机械手的发展史
在机械化，自动化生产过程中逐渐发展起来的一种新型装置就是机械手。它是机器人的一个重要组成部分。它的特点有通过编程来完成各种命令和预期的任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用[1]。
机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。目前，机械手大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；改进的方向主要是降低成本和提高精度。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。第三代机械手则能独立完成工作中过程中的任务[2]。它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的重要一环节。
1.2机械手研究的意义
工业机械手对于社会生产的各个方面都有重要的意义。在传统的制造业中，如汽车制造业、电器制造业、机械制造、采矿、冶金、化工石油等领域；以及现代技术中的核能、航空航天、医药、生化等科技领域，工业机械手都发挥着举足轻重的作用[3]。在今后的生活中必然是机械手逐渐取代人类去完成精度较高、具有一定危险的活动，机械手也必定会为人类做出更多的贡献。工业生产中，生产作业劳动量大，该平台的机械手可以提高生产效率，减轻人工劳动强度，手爪可以用来搬运物件，夹持工件等。要求抓紧力度要足够，且有可靠的控制装置，不仅能夹持，也能控制夹持的力度，以实现对工件的夹持以及不对工件造成损害[4]。要求手腕能够灵活转动，使夹持的工件被准确地运到目标点。作为工业机器人的重要分支机械手的发展具有十分重要的研究意义。其次，工业机械手的应用减轻了劳动强度、可提高产品的加工精度、减少危险性生产，尤其是一些危险性大的行业生产中应用较为广泛。
第二章 总体设计方案
2.1总体任务分配
根据机器人运动控制的高精度及高稳定度的性能要求，设计开放性强、人机界面友好的智能车载机器人一体化平台，以满足对机器人多电机协同控制性能进行全面调试的需求，这是本次设计小组要达到的目标。本次设计的智能车载机器人一体化平台系统包括上位机、下位机系统的设计、车载部分的设计以及手臂部分的设计和手爪手腕的设计；我在本次设计中承担着完成手腕、手爪部分的设计的任务，包括手爪手腕的电机和所需传感器的选型，以及在控制手爪、手腕准确稳定抓取物体的前提下能够与整体的其他部分协调控制，完成任务。为了手爪、手腕能够准确执行任务，将采用一定的控制算法以及在控制手爪、手腕前做好轨迹规划。
2.2总体控制方案设计
本次设计的智能车载机器人一体化平台系统设计需要通过控制器控制多个电机协调工作，包括对车载部分的电机、腰部电机、机械手臂电机和手爪手腕的电机的控制，本次设计的智能车载机器人一体化平台系统设计采用分级控制的思想