小型夾持式機械手及手臂設計

1、黃河科技學院畢業(yè)設計說明書第1頁1緒論1.1課題研究的目的和意義機器人是人類很早就夢想制造的、具有仿生性且處處聽命于人的自動化機器，它可以幫助人類完成很多危險、繁重、重復的體力勞動。機器人技術是現(xiàn)代科學技術高度集成和交融的產物，它涉及機械、控制、電子、傳感器、計算機、人工智能、知識庫系統(tǒng)以及認識科學等眾多學科領域，是當代最具有代表性的機電一體化技術之一。人類文明的發(fā)展、科技的進步已和機器人的研究、應用產生了密不可分的關系。為了適應社會的

2、需求，各院校都比較重視機器人技術和控制技術等課程在機械設計及其自動化專業(yè)的開設，使培養(yǎng)的學生懂得機器人設計方面的技術。經過40多年的發(fā)展，現(xiàn)代機器人技術在工業(yè)、農業(yè)、國防、航空航天、商業(yè)、旅游、醫(yī)藥衛(wèi)生、辦公自動化及生活服務等眾多領域獲得了越來越普遍的應用。機器人技術不斷進步與創(chuàng)新，所到之處使整個制造業(yè)乃至整個社會都發(fā)生了和正在發(fā)生著翻天覆地的變化。機器人是最具代表性的現(xiàn)代多種高新技術的綜合體，它可以從某個角度折射出一個國家的科學水平和

3、綜合國力。由于社會的需求，造就了一批從事設計、開發(fā)和使用機器人的高級人才。而設計和開發(fā)的基礎，是對機器人機械系統(tǒng)、感知系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等的理解和掌握，才能較好的使用其中的資源來進行設計。故此本文介紹了機器人設計的基本理論，討論了機器人本體基本結構的相關內容，描述了機器人控制器和傳感器等的基本原理，然后再介紹機器人軌跡規(guī)劃和靜力分析方面的知識，使學生既懂得怎樣設計一個機器人，同時能熟練地運用此設計理論。機器人技術是現(xiàn)代科學技術高度集成和交融

4、的產物，計算機技術的不斷肩部和發(fā)展使機器人技術的發(fā)展一次次達到一個新的水平。機器人涉及機械、控制、電子、傳感器、計算機、知識庫系統(tǒng)以及認識科學等諸多學科領域，成為高科技中極為重要的組成部分。人類文明的發(fā)展、科技的進步已和機器人的研究、應用產生了不可分的關系。機器人技術是當代最具代表性的機電一體化技術之一。機器人已廣泛地應用于工業(yè)、國防、科技、生活等各個領域。機器人在現(xiàn)代工業(yè)中應用得特別廣泛，而其與外界環(huán)境直接接觸的部分是機械手，它可以代

5、替人手，與外界環(huán)境中有毒以及有害的物黃河科技學院畢業(yè)設計說明書第3頁（3）通用性除了專門設計的專用機械手外，一般機械手在執(zhí)行不同的作業(yè)任務時具有較好的通用性。比如，更換機械手部末端操作器(手爪、工具等)便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務。1.4機械手的組成作為一個系統(tǒng)，一般來說，機械手由三部分、六個子系統(tǒng)組成。這三部分是機械部分、傳感部分、控制部分；六個子系統(tǒng)是驅動系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)、機械手環(huán)境交互系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。（1）驅動系

6、統(tǒng)驅動系統(tǒng)主要指驅動機械系統(tǒng)的驅動裝置。根據(jù)驅動源的不同，驅動系統(tǒng)可分為電動、液壓、氣動以及把它們結合起來應用的綜合系統(tǒng)。（2）機械系統(tǒng)機械系統(tǒng)又稱操作機或執(zhí)行機構系統(tǒng)，它由一系列連桿、關節(jié)或其他形式的運動副所組成。機械系統(tǒng)通常包括臂關節(jié)、腕關節(jié)和手爪等，構成一個多自由度的機械系統(tǒng)。（3）感知系統(tǒng)感知系統(tǒng)由內部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成，獲取內部和外部環(huán)境狀態(tài)中有用的信息。（4）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的任務是根據(jù)機械手的作業(yè)指令程序以及從