三自由度机械手改进设计+CAD图纸(4)
（3）原机械手的手腕翻转采用皮带传动，皮带传动避免不了弹性滑动，易打滑。新的机械手将皮带换为同步齿形带。用同步带替代皮带，在传递运动的过程中不易打滑，可以提高效率。
2.2关键结构方案
（1）轴向推力装置：本课题中，机械手手指的张开与闭合动作是由气缸的拉杆带动。气缸拉杆的前后移动带动齿条前后移动，齿条的前后移动带动机械手夹持器上齿轮的旋转来实现机械手手指的张开与闭合。由于手腕还需要旋转，会带动气缸的拉杆一起旋转，这样会影响气缸的密封性能。为了能使机械手的张开与闭合动作和手腕翻转动作可以顺利完成，同时又要不影响气缸的密封性能。由此，产生了轴向推力装置的想法。此装置的作用是，可以使气缸的拉杆带动齿条前后移动，在手腕翻转的同时，气缸的拉杆不会随之一起转动。
（2）机械手的回转装置：机械手的摆动动作的实现是由蜗轮蜗杆装置提供。当机械手在前进和后退的时候，重心将同时产生移动，分别会产生一个向前和一个向后的倾覆力矩。蜗轮蜗杆的输出轴在机械手摆动时提供较大的转矩，为了使蜗轮蜗杆的输出轴既能在提供较大转矩的同时，又不受到弯矩的影响。因此，需要在机械手的回转装置上进行改进，添加一个卸荷装置，对输出轴所受到的弯矩进行卸荷。
2.3电机驱动装置设计方案
本课题中机械手的各个动作的实现以及机械手动作的循环都需要控制，在诸多参数中位置参数可方便地被用来顺序启动或停止机械手的某些动作，故位置参数就可以用来作为控制机械手动作的信号。此外，由于需要实现控制机械手的前进、后退、摆动。以及手腕的翻转运动，这些动作的实现，实际上就是使带动他们的电机实现正反转。在此，我选用直流电机作为机械手的动力源，通过使直流电动机实现正反转，以此来完成机械手的前进、后退等一系列动作。
一般改变直流电动机电流方向的电路如图1。它需要4个控制信号：开关M1、M4闭合，M2、M3打开实现电机的正转。反之，则实现电机的反转。但是我们的单片机控制信号只有8个，除了控制机械手的摆动、手腕的翻转、机械手的前进后退、手指的张开夹紧以及回转工作台的转动，正好8个信号。所以我们只能用2个信号控制电机的正反转。因此，需要设计电机驱动装置。
图1四开关控制原理图
我们设计了如下的电路（见图2），用2个信号控制一对电磁继电器来实现电机的正反转其中ab、bc是继电器M1的一对常开常闭触点。ae，ec是继电器M2的一对常开常闭触点。当OUT1有信号时，M1得电，M1常开触点闭合，常闭触点断开，电流通过ab-be-ec实现电机的正转。当OUT2有信号时，M2得电，M2常开触点闭合，常闭触点断开，电流通过ae-eb-bc,实现电机的反转。
图2电路方案
2.4机械手总装图
机械手的整体零部件有很多，在装配完之后很难表现出各个零件之间的关系。也不能表现出装配的过程。利用SolidWorks的爆炸图可以将机械手整体分解成一个一个零件。这样就可以很直观地反映机械手的组成及内部结构。改进后机械手的总体结构如下图3所示。利用SolidWorks对机械手进行结构设计，可以直观地看清改进后的结构，可以用来判断所设计零件的尺寸与整体机械手是否相配，在结构上是否与其他零件有干涉。
图3 机械手三文总装图本文来自优尔\文(论"文?网，毕业论文 www.youerw.com 加7位QQ324~9114找原文
3机械手的结构设计与关键结构
3.1原机械手结构与改进后机械手结构对比