齿轮传动式机器人设计——毕业设计论文.doc

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1、 毕业设计说明书题 目： 齿轮传动式机器人设计学 号：姓 名：班 级：专 业：机械设计制造及其自动化指导教师：学 院：机械工程学院答辩日期：摘 要随着工业自动化发展，机器人在工业中的应用越来越重要。文章主要是对机器人手抓及其主要传动部件的设计和计算。本次设计主要是机器人的手抓对直径为80150，质量为5千克的物体进行抓取。设计时主要对手抓的力学分析、夹紧等，并计算齿轮及轴的数据。采用UG软件对机器人的手抓进行三维建模和运动仿真。 关键词：齿轮；手抓；轴；电机AbstractWith the development of industrial automation, robot has been

2、 used in industry more and more important.This paper is mainly on the robot hand and its major components are designed and calculated. The crawl diameter 80-150mm a mass of 5 kg workpiece robot is designed. Analysis of mechanical hand, the clamping is designed. Gear and shaft data were calculated. T

3、he robots crawl workpiece is created by 3D modeling and motion simulation.Keywords: gears; clutch; shaft; motor目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论1第2章 工业机械手的发展趋势3第3章. 机器人的总体设计方案53.1 行星齿轮减速机的特点与应用53.1 液压传动与气压传动的比较7第4章 机器人的设计84.1 机器人手爪的设计84.2 机器人小臂上齿轮、轴的设计134.3 机器人大臂上齿轮、轴的设计154.4 机器人机身上齿轮、轴的设计184.5 机器人底座上齿轮、轴的设计2

4、0第5章 机器人的运动仿真26第6章 总结28参考文献29致 谢31第1章 绪论机械手是用于再现人手的功能的技术装置手。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个

5、重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能够实现部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和

6、污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年机械手也有较快的发展，并且取得一定的效果，也受到机械工业的重视。 机械手是一种能自动控制并可编程的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。 机械手的结构形式刚开始是比较简单，且专用性较强。 随着工业技术的发展，制成了能够独立按程序控制完成实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能快速的改变了工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。各行各业的自动化水平越来越高，现代化加工车间，常配有机械手，以提高生产

7、效率，完成工人难以完成的或者危险的工作。可在机械工业中，加工、装配等生产很大程度上不是连续的。据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有75%是小批量生产；金属加工生产批量中有四分之三在50件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5%。从这里可以看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。目前在我国机械手常用于完成的工作有：注塑工业中从模具中快速抓取制品并将制品传诵到下一个生产工序；机械手加工行业中用于取料、送料；浇铸行业中用于提取高温熔液等等。本文以能够实现这类工作的搬运机械手为研究对象。下面具体说明机械手在工业方面的应用。总的来说机械手是在

8、机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。它是机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在结构和性能上具有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。现代生产过程中，机械手被广泛应用于自动生产线，虽然机械手在灵活性上不如人手，但是它具有不断重复工作，不知疲倦，不怕危险，抓举重物的能力强于人手。第2章 工业机械手的发展趋势1) 随着工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10.3万美元降至97年的6.5万美元。2) 机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三

9、位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。3) 工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化;器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构:大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。4) 机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。5) 虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制如使遥控机器人操

10、作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。6) 当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。7) 机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前己基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术

11、、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人;其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用，弧焊机器人己应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如:可靠性低于国外产品:机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距;在应用规模上，我国己安装的国产工业机器人约200台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化

12、程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模块化设计，积极推进产业化进程.我国的智能机器人和特种机器人在“863”计划的支持下，也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人，6000m水下无缆机器人的成果居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等机种:在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发用方面则刚刚起步，与国外先进

13、水平差距较大，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技术和产品，以期在“十五”后期立于世界先进行列之中。第3章 机器人的总体设计方案机器人在抓取工件时通过气缸的运动来实现手抓的闭合。在抓取工件时手抓需要一定的夹紧力，这由工件的质量及手抓结构决定。在整个设计过程中先确定手抓的形状及其质量以及手抓的转动速度来确定电机及手抓的动力源，从而对齿轮及轴进行计算。整个传动分为四部分：小臂与手抓的传动、大臂与小臂的传动、机身与大臂的传动、底座与机身的传动。每一部分的传动都由电机提供动力，再通过齿轮传动来完成。3.1 行星齿轮减速机的特点与应用减速机在我国经济中起到核心地位的作用

14、，它使用在伺服电机、步进电机和负载之间，通过降低速度来提高扭矩、匹配惯量。减速的机类型有许多种，在目前的市场上主要有：摆线针轮减速机、行星齿轮减速机 、涡轮蜗杆减速机、齿轮减速机等，由于行星减速机精度高，免维护等原因在市场上越来越受到广大用户的喜爱，但其价格比较贵。减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电机、内燃机或其他高速运动的动力通过减速机的输入轴上的齿数的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速目的，普通的减速机也会有几对相同原理的齿轮来完成减速效果，大小齿轮的齿数比就是传动比。减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的转换器，将马达的会转数减速到所需要的回转数，并得到加大转矩的机构。几种型号的行

15、星齿轮减速机如图3.1、图32所示：图3.1全系列行星齿轮减速机图3.2pwd215带脚底行星齿轮减速机3.1.1 行星齿轮减速机的优点1）减速机的以及小。2）减速机的精度高，一般间隙能到10弧分以下，一转360度，1度有60弧分。3）减速机的传动效率高，一般在95%以上。4）减速机的输出扭矩高。5）减速机在运转时平顺噪音小，一般在65分贝以下；其适用于网印设备、切割焊接设备、包装机械、印刷机械、生产机械手、半导体设备、锂电设备、医疗设备、试验机以及各种非标设备。3.1.2 行星减速机的选型1）首先应选择与电机安装法兰相匹配的行星齿轮减速电机，其中电机都是按照安装法兰来分类的，例如：伺服电机分

16、为40系列、60系列、80系列、110系列、130系列、150系列、180系列等；步进电机分为42系列、57系列、86系列、110系列、130系列等，行星减速机也是根据安装法兰来确定型号的，因此400W60系列的伺服电机或57的步进电机一般选60系列的行星齿轮减速机；750W80系列的伺服电机或86的步进电机选80系列的行星减速机。在选择的时候要严格按照安装法兰来选。2）减速机的输入和输出形式：输入方面有，有孔输入和周输入；输出方面有轴输出、孔输出等。3）减速比的确定：具体的减速比是由设备厂家根据自己的设备要求来确定的。就目前行星齿轮减速机一般可分为3级，也有厂家只有2级，1级减速一般在20以

17、下；2级减速一般在20100之间，3级减速在100以上，级数越高所需要的价格越高以及间隙越大。4）减速机外形的选择：有圆形的减速机、也有方形的减速机。由于方形额定输出扭矩比圆形大，而且在制作工艺比圆形复杂等原因，方形一般比圆形要贵在选择时一般比较倾向圆形。3.2 液压传动与气压传动的比较1）在传动时液压传动比气压传动压力高，动力大。由于抓取工件的质量较大所以选择液压传动较好，2）液压的传动精度比气压的高，气缸一般传动比较简单只有伸出和收回两个动作，而液压的动作可以是多样化的加上比例阀或伺服阀后，能够实现动作的加速和减速操作起来更为方便。在油缸上加上位移传感器后还可以进行位移的反馈，实现闭环控制

18、系统所以液压转动较为气压传动较好。3）在传动时液压传动的停顿比气压传动停顿小（液体和气体受到压力作用体积会压缩而相同压力下液体体积变化较小），应此选液压传动较好。4）液压传动的平稳性要比气压传动好。综上述液压传动比气压传动的一些优越性，在设计中应选液压传动为手抓的动力源。第4章 机器人的设计4.1 机器人手爪的设计下面对手抓的基本结构进行力学分析：滑槽杠杆图4.1（a）为常见的滑槽杠杆式手部结构。(a) (b)图4.1滑槽杠杆式手部结构、受力分析1手指 2销轴 3杠杆在杠杆3的作用下，销轴2向上的拉力为F，并通过销轴中心O点，两手指1的滑槽对销轴的反作用力为F1和F2，其力的方向垂直于滑槽的中

19、心线和并指向点，交和的延长线于A及B。由=0 得 =0 得 由=0 得h F= （4.1）式中 a手指的回转支点到对称中心的距离（mm）。 工件被夹紧时手指的滑槽方向与两回转支点的夹角。由分析可知，当驱动力一定时，角增大，则握力也随之增大，但角过大会导致拉杆行程过大，以及手部结构增大，因此最好=。夹紧力及驱动力的计算手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据。必须对大小、方向和作用点进行分析计算。一般来说，需要克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化的惯性力产生的载荷，以便工件保持可靠的夹紧状态。手指对工件的夹紧力可按公式计算： （4.2）式中，安全系数，通常1.22.0。 工作情况系

20、数，主要考虑惯性力的影响。可近似按下式估其中a，重力方向的最大上升加速度。式中，运载时工件最大上升速度。 系统达到最高速度的时间，一般选取0.030.5s。 方位系数，根据手指与工件位置不同进行选择。 G被抓取工件所受重力（N）。表4.1液压缸的工作压力作用在活塞上外力F（N）液压缸工作压力Mpa作用在活塞上外力F（N）液压缸工作压力Mpa小于50000.81.020000300002.04.05000100001.52.030000500004.05.010000200002.53.0 50000以上5.08.0计算：设a=100mm,b=50mm,；机械手达到最高响应时间为0.5s，求夹紧

21、力和驱动力和驱动液压缸的尺寸。设。 =1.02 根据公式；将已知条件带入： =1.5 根据驱动力公式得： 取。 确定液压缸的直径D： （4.3）选取活塞杆直径d=0.5D,选择液压缸压力油工作压力P=0.81MPa。 根据表4.2中得：表4.2液压缸的参数（JB826-66），选取液压缸内径为：D=40mm。则活塞杆内径为：取d=22mm。为了保证手抓张开角为，活塞杆运动长度为30mm。手爪夹持范围，手指长100mm,当手抓没有张开角的时候，如图4.2（a）所示，根据机构设计，它的最小夹持半径，当张开时，如图4.2（b）所示，最大夹持半径计算如下： 机械手的夹持半径从40-90mm。（a） (

22、b)图4.2手抓张开示意图机械手的精度设计要求工件定位准确,抓取精度高,重复定位精度和运动稳定性好,并有足够的抓取能力。机械手能否准确夹持工件，把工件送到指定位置，不仅取决于机械手的定位精度（由臂部和腕部等运动部件来决定），而且也于机械手夹持误差大小有关。特别是在多品种的中、小批量生产中，为了适应工件尺寸在一定范围内变化，一定进行机械手的误差。图4.3手抓夹持误差分析示意图该设计以棒料来分析机械手的夹持误差精度。机械手的夹持范围为80mm-180mm。一般夹持误差不超过1mm,分析如下。工件的平均半径：手指长,取V型夹角。偏转角按最佳偏转角确定：计算 当S时带入有： （4.4）夹持误差满足设计

23、要求。4.2 机器人小臂上齿轮、轴的设计4.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料1）工作机一般速度不高，故精度不高选等级为7级。2）材料的选择。通过查书选小齿轮材料为40Cr，硬度为280HBS，大齿轮材料为刚，硬度240HBS，其硬度相差40HBS。3）选小齿轮齿数为=12大齿轮齿数为=121.5=18。4）齿面接触强度。4.2.2确定公式的各数值1)选取载荷系数为=1.3。2)小齿轮的传动转矩。手抓的质量约为9Kg；电机可以从表4.3中选择：表4.3电机的型号及参数 公式： （4.5） 则可以得出=1.4W。 电机的型号选为：362YX03-PX36；电机转矩为0.95nm。3)选取齿宽系

24、数为。4）选取弹性影响系数为。 5）查疲劳强度极限小齿轮；大齿轮为。 6)选取接触疲劳寿命系数为；。 7）安全系数为S=1则。4.2.3小齿轮的分度圆直径 （4.6） =13.64mm取=14。1） 中心距的确定 =30 （4.7）2)选取=1.13mm （4.8）取=1.5。/COS=15mm=/COS=27mma=22.5mm 大齿轮如图4.4：图4.4 直径为27mm的齿轮3）轴的计算轴与齿轮的配合处轴的=12mm；选取两端轴成为=6mm。=15mm；手抓与小臂间连接处宽为36mm。如图4.5中=5.3mm，=7. 7mm，=25mm，= 20.3mm。图4.5长为63.3mm的轴通过计

25、算可得轴长L=63.3mm。4.3 机器人大臂上齿轮、轴的设计4.3.1 选定齿轮类型、精度等级、材料1）工作机一般速度不高，故精度不高选等级为7级。2）材料的选择。通过查书选小齿轮材料为40Cr，硬度为280HBS，大齿轮材料为刚，硬度240HBS，其硬度相差40HBS。3）选小齿轮齿数为=17大齿轮齿数为=173.2=53。4）齿面接触强度。4.3.2 确定公式的各数值1） 选取载荷系数为=1.3。2） 小齿轮的传动转矩。由于电机带动的质量为300N则；电机可由表4.4中选择： 表4.4 电机的型号及参数公式： （4.9） = 则可以得出=3.6W 。电机的型号为：36LYX04-PX，电

26、机转矩为1.69nm。 3) 选取齿宽系数为。 4）选取弹性影响系数为。 5）查疲劳强度极限小齿轮；大齿轮为。 6) 选取接触疲劳寿命系数为；。 7）安全系数为S=1则。4.3.3 小齿轮的分度圆直径 （4.10） 则，取=17。1）中心距的确定 =41mm (4.11)2）选取=1.45mm 取=1.5。/COS=25.5mm=/COS=79.5mma=52.5mm大齿轮如图4.6： 图4.6 直径为79.5mm的齿轮3） 轴的计算轴与齿轮的配合处轴的=24mm；选取两端轴成为=12mm。=32mm；手抓与小臂间连接处宽为68.3mm。如图4.7中=8mm，=25mm，=44.5mm，= 3

27、4.1mm。图4.7长为126.6mm的轴通过计算可得轴长L=126.6mm。4.4 机器人机身上齿轮、轴的设计4.4.1 选定齿轮类型、精度等级、材料1) 工作机一般速度不高，故精度不高选等级为7级。2) 材料的选择。通过查书选小齿轮材料为40Cr，硬度为280HBS，大齿轮材料为刚，硬度240HBS，其硬度相差40HBS。3) 选小齿轮齿数为=17大齿轮齿数为=173.2=53。4) 齿面接触强度。4.4.2. 确定公式的各数值1) 选取载荷系数为=1.3。2) 小齿轮的传动转矩。由于电机带动的质量为450N；电机由表4.5中选择：表4.5 电机的型号及参数 公式： (4.12) = W

28、则可以得出=29.25W。 电机的型号为: 36LYX03-PX36，选电机转矩为3.17nm。3) 选取齿宽系数为。4) 选取弹性影响系数为。 5) 查疲劳强度极限小齿轮；大齿轮为。 6) 选取接触疲劳寿命系数为；。 7) 安全系数为S=1则。4.4.3. 小齿轮的分度圆直径 (4.13)取=32mm。1）中心距的确定 =65.6mm (4.14)2) 选取=1.815mm取=2mm。/COS=34mm=/COS=106mma=70mm大齿轮如图4.8： 图4.8 直径为106mm的齿轮3) 轴的计算轴与齿轮的配合处轴的=30mm；选取两端轴成为=18mm。 =42mm；手抓与小臂间连接处宽

29、为136.6mm。如图4.9中=12mm，=55mm，=75.4mm，= 33.5mm。图4.9长为196.9mm的轴通过计算可得轴长L=196.9mm。4.5 机器人底座上齿轮、轴的设计4.5.1 两级减速1）选定齿轮类型、精度等级、材料。2）工作机一般速度不高，故精度不高选等级为7级。3）材料的选择。通过查书选小齿轮材料为40Cr，硬度为280HBS，大齿轮材料为刚，硬度240HBS，其硬度相差40HBS。4）选小齿轮齿数为=21大齿轮齿数为=213.2=67。5) 齿面接触强度。4.5.2 确定公式的各数值1） 选取载荷系数为=1.3。2） 小齿轮的传动转矩。由于电机带动的质量为550N

30、；电机由表4.6中选：表4.6电机的型号及参数通过图4.10可以知道电机的基本尺寸。 图4.10 电机的基本尺寸公式： (4.15) = 则可以得出=39W。 电机的型号：36LYX04-PX，选电机转矩为19.05nm。 3) 选取齿宽系数为。 4）选取弹性影响系数为。 5）查疲劳强度极限小齿轮；大齿轮为。 6) 选取接触疲劳寿命系数为；。 7）安全系数为S=1则。4.5.3 小齿轮的分度圆直径 (4.16) =35.85mm取=40。1）中心距的确定 =84mm (4.17)2) 选取=1.99mm 取=2mm。/COS=42mm=/COS=134mma=88mm大齿轮如图4.11： 图4

31、.11 直径为134mm的齿轮3）轴的计算轴与齿轮的配合处轴的=30mm；选取两端轴成为=27mm；=50mm； 如图4.12中=30mm，=42mm，=65mm，= 81.5mm，=35.5。图4.12长为229mm的轴通过计算可得轴长L=252mm。4.5.4. 1级减速1）选定齿轮类型、精度等级、材料。2）工作机一般速度不高，故精度不高选等级为7级。3）材料的选择。通过查书选小齿轮材料为40Cr，硬度为280HBS，大齿轮材料为刚，硬度240HBS，其硬度相差40HBS。4）选小齿轮齿数为=17大齿轮齿数为=173.2=53。5) 齿面接触强度。4.5.5. 确定公式的各数值1) 选取载

32、荷系数为=1.3。2) 小齿轮的传动转矩。由于电机带动的质量为500N；电机由表4.7中选则：表4.7电机的型号及参数 公式： (4.18)= 可以得出=42.25W 。电机的型号：36LYX04-PX。电机转矩为:19.05nm。 3) 选取齿宽系数为。 4）选取弹性影响系数为。 5）查疲劳强度极限小齿轮；大齿轮为。 6) 选取接触疲劳寿命系数为；。 7）安全系数为S=1则。 4.5.6 小齿轮的分度圆直径 (4.19) =32mm 取=321）中心距的确定 =65.6mm (4.20)2) 选取=1.815mm. 取=2mm./COS=34mm=/COS=106mma=70mm大齿轮如图4

33、.13： 图4.13 直径为106mm的齿轮3) 轴的计算 轴与齿轮的配合处轴的=30mm；选取两端轴成为=18 mm； =42 mm； 如图4.14中=21mm，=50mm，=25mm，= 29mm，=37.5mm。图4.14齿轮轴轴通过计算可得轴长L=156.5 mm。第5章 机器人的运动仿真在仿真前，先对机器人的手抓进行三维建模如图5.2。在图中可以看出手抓可以看作由三部分组成手指、销、连杆（其中连杆起活塞的作用）。打开UG，选择开始里面的运动仿真具体操作如下：1）三次选则连杆：分别是两次手指的选则、连杆和销的选择（连杆和销看作一个连杆）。2) 移动副的选择：连杆和销轴为可动的、两个销孔

34、位固定的。3) 选择连杆和销为驾驶员，并且设定时间、速度及运动方向。4）对仿真过程进行仿真演示。5）对连杆的速度和手指的张合角度的增量进行图表生成。操作步骤也可以在图5.1中看出：图5.1 仿真的具体操作 图5.2运动仿真三维图图5.3运动仿真通过UG软件来模拟现实中机器人对零件的抓取来达到目的。图5.2、图5.3中由具体的仿真运动（手抓的张开与闭合）观察手抓在抓取零件时各部件之间的运动从而达到预期目的。通过对机器人手抓的运动仿真可以看出连杆的运动和手抓的张开闭合有一定关系。在图5.4中可以看出连杆运动的快慢直接影响手抓的角度增幅。当连杆速度一定时增幅角度也一定。可以简单认为二者的运动关系为正

35、比关系。图5.4连杆速度与手抓角度张合增幅 通过对机器人手抓的运动仿真，从中可以较为清晰的看到手抓在抓去工件时的几个传动。以动力源（连杆）在X轴方向上的往复运动带动销轴一起运动，在运动过程中销轴通过滑槽带动手指做开合运动（手指在运动时是绕着销孔转动的）。通过这样一个简单的仿真就可以较为清楚的知道手抓简单的结构（两个手指、在手指上要有个支架、液压缸、销。）。这使得在设计机器人手抓更为容易。第6章 总结通过了解机器人对人类工业发展的意义及其价值，这些对于设计机器人也具有一定的意义。例如：机械手的结构形式比较简单，专用性较强，具有不断重复工作，不知疲倦，不怕危险，抓举重物的能力强于人手。通用机械手能

36、快速的改变了工作程序，适应性较强。由于机械手具有以上特点所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。机器人的设计主要集中在3、4、5章。第3章主要是行星齿轮减速电机的特点及液压传动的优点。其中了解到行星齿轮减速电机它具有转速低、传动的力较大、功率小等特点。液压传动的优点，主要是液压传动平稳性高、装置的重量轻结构紧凑惯性小等优点。第4章手抓的设计，其中主要是手抓夹紧力和基本尺寸的计算以及手抓的动力源的选择。第5章主要是电机计算以及齿轮和轴的计算。在第6章中主要是机器人手抓的运动仿真。通过全文我们了在对机器人设计的过程中有必要了解的东西，如电机、齿轮、手抓、液压缸以及其他在设计过程中所

37、涉及到的内容。特别是有关的计算更为重要。参考文献1 杨化书, 曲新峰. 工业机器人技术的应用及发展 J. 黄河水利职业技术学院学报, 2004(04): 42-43.2 何乐. 基于虚拟现实技术的换热器仿真系统研究D. 燕山: 燕山大学, 2003.3 江济良, 屠大维, 张国栋, 赵其杰. 基于认知模型的室内移动服务机器人人机耦合协同作业机制 J. 智能系统学报, 2012, (03): 251-258.4 曹龙华. 机械原理M. 北京: 高等教育出版社, 1986.5 邹慧君, 傅祥志, 张春林, 李杞仪. 机械原理M. 北京: 高等教育出版社, 1999.6 曹龙华. 机械原理M. 北京

38、: 高等教育出版社, 1986.7 傅则绍. 机械设计学M. 成都: 成都科技大学出版社,1988.8 邹慧君. 机械运动方案设计手册 M. 上海: 上海交通大学出版社, 1994.9 孟宪源, 姜琪. 机构构型与应用M. 北京; 机械工业出版社, 2005.10王兴海, 安永辰, 工业机器人机构的动力优化设计 J. 哈尔滨工业大学学报, 1985(A4): 30-39.11吴林, 徐庆鸿, 曲志刚, 世界工业机器人发展新动向J. 哈尔滨工业大学学报1985. (A4): 1-15.12高小红, 裴忠诚. 飞速发展的机器人技术 J. 呼伦贝尔学院学报. 2004. (06): 81-83.13

39、陈博. 机器人技术的发展趋势与最新发展 J. 西安教育学院学报, 2004. (03): 85-87.14蔡自兴. 21世纪机器人技术的发展趋势 J. 南京化工大学学报(自然科学版). 2000. (04): 73-78.15刘成军. 双足机器人欠驱动动态步行仿人控制研究 D. 重庆: 重庆大学, 2011.16李晓明. 基于外骨骼技术的机器人远程控制 D. 浙江: 浙江大学, 2004.17路光达. 基于仿生行为的移动机器人主动嗅觉技术研究 D. 河北: 河北工业大学, 2011.18钟琮玮. 仿人型乒乓球机械手运动学及动力学控制方法研究 D. 浙江: 浙江大学, 2011.19冯肖维. 基于多传感器信息融合的移动机器人位姿计算方法研究 D. 上海: 上海大学, 2011.20甘志刚. 仿人机器人数字仿真与虚拟示教关键技术研究 D. 广州: 华南理工大学, 2009.21陈峰. 可穿戴型助理机器人技术研究 D. 安徽: 中国科学技术大学, 2007.22蔡自兴. 机器人学M. 北京: 清华大学出版社, 2000.23王艳强. 仿人家庭服务机器人应用研究 D. 内蒙古: 内蒙古科技大学, 2011.24冯治国. 步行康复训练助行腿机器人系统D. 上海: 上海大学, 2009.2526 27 28 29 30 31 致