六自由度機械手結構設計 摘 要 隨著人類活動領域的進一步擴大 人們對非制造業(yè)用機械手的研究空前活躍起 來 對機械手智能化和多樣化的要求也越來越高 需要機械手具有對外感知能力以 及局部的自己規(guī)劃能力等 而通用機械手也在向機構靈巧 動作準確可靠 反應快 重量輕 剛度好 便于裝卸與維修等方向快速發(fā)展 此機械手采用全液壓驅動方式 采用球坐標形式 自由度數(shù)為六 分別為 Z 方 向的升降運動 繞 Z 方向的回轉運動 手臂的仰俯運動 X 方向的伸縮運動 手腕 的仰俯運動 繞 X 方向的回轉運動 主要完成手部結構 腕部結構 臂部結構和機 身機構的設計 各部分缸體的結構位置的設計計算 各自由度運動的實現(xiàn) 具體結 構設計過程中用了大量時間對機械手各部分進行了校核 在機構滿足設計參數(shù)的條 件下 使結構設計盡量優(yōu)化 關鍵詞 機械手 通用 自由度 液壓驅動 球坐標 Abstract With fields of human activity going further the research on application of the manipulator in non manufacturing sector has been rising largely The requirements to manipulator of intelligent and diversification are increasingly higher and higher to meet people s demand which need manipulator with capability of external perception and local planning And universal manipulator also has developed rapidly towards the direction of dexterous mechanism accurate and reliable movements rapid reaction light weight high stiffness And the universal manipulator can easy to load and unload and to be repaired easily The number of freedom degree manipulator which using the approach of hydraulic driven using spherical coordinates forms is six which include Z direction of the movement the rotary movement around Z direction the swing movement of arms X direction of the stretching exercise swing movement of the wrist the rotary movement around X direction Structure of the hand wrist arm are caculated and designed The checking for each part of the manipulator costs much time during process of specific structural design In the condition of meeting the requirement of parameters the structure is optimized as far as possible Keywords Manipulator Universal Freedom degree Hydraulic I 目 錄 第 1 章 緒論 1 1 1 選題的背景和目的及意義 1 1 2 國內(nèi)外研究狀況和研究成果 1 1 3 課題的研究方法 2 1 4 本文研究內(nèi)容 3 第 2 章 總體設計方案 4 2 1 總體設計要求 4 2 2 運動分析簡介 4 2 2 1 機器人運動方程的表示 4 2 2 2 構件坐標系的確定 5 2 3 機械手的組成 6 2 4 設計路線與方案 6 2 4 1 設計步驟 6 2 4 2 研究方法和措施 7 2 5 本章小結 7 第 3 章 手部結構的設計和計算 8 3 1 手部設計 8 3 2 鉗爪式手指定位誤差的分析 9 3 3 手部夾緊油缸的設計 11 3 4 油缸壁厚的計算 12 3 5 活塞桿的計算和校核 13 3 6 本章小結 13 第 4 章 腕部結構的設計和計算 14 4 1 腕部回轉油缸的設計 14 4 2 腕部擺動油缸的設計 16 1 4 3 本章小結 19 第 5 章 小臂的設計和計算 20 5 1 小臂結構的設計和伸縮油缸的計算 20 5 2 活塞桿強度和剛度的校核 23 5 3 導向桿的強度校核 24 5 4 本章小結 25 第 6 章 俯仰缸的設計和計算 26 6 1 俯仰結構的設計和計算 26 6 2 缸蓋螺釘?shù)膹姸刃：?28 6 3 本章小結 29 第 7 章 大臂的結構設計和計算 30 7 1 大臂回轉缸的設計計算 30 7 2 油缸定片連接螺釘?shù)男：?33 7 3 機械手大臂升降缸的設計和計算 34 7 4 機械手的不自鎖的條件 36 7 5 本章小結 37 結 論 38 參考文獻 39 致 謝 40