新型擬人機械手的設計與分析.pdf

1、在當今大規(guī)模制造中,企業(yè)為提高效率,保障質量,重視生產過程的自動化程度,機器人作為自動化生產線上的重要成員,逐漸被企業(yè)所采用。機器人的水平和應用程度反映了一個國家工業(yè)自動化的水平。
　　 擬人化發(fā)展是機械手發(fā)展趨勢之一。本課題所設計的擬人指關節(jié)適合目前機械手的發(fā)展趨勢,能夠達到擬人仿真,工業(yè)應用等目的。首先通過分析對象應用領域和工作要求,擬定符合要求的結構形式;其次,在滿足系統(tǒng)功能并且適應工況條件的情況下,分析擬人機械手的精度要

2、求,從而得到擬人手爪的工作受力情況、工藝尺寸和質量大小等參數(shù);最后,在以上研究的基礎上,對擬人機械手的驅動方案和控制系統(tǒng)進行設計。在選取擬人機械手的關鍵零部件的過程中,優(yōu)先考慮標準零件,既簡化了設計制造過程,又能滿足專用零件的互換性要求。本文設汁的擬人機械手是一種模擬人類工作的機械運動設備,可以改變動作程序的操作設備,適用于運動頻繁的場合。
　　 論文首先介紹了擬人機械手的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,分析了當前研究中存在的一些問題,并根

3、據(jù)研究需求,結合實際需要,提出了課題的研究方法和實驗步驟。
　　 其次,概述了機械手的定義和分類,詳細地分析了常用機械手的幾種類型和對應自由度的選擇。以球坐標機械手基本原理為參照,對擬人機械手進行總體設計,包括傳動機構設計、驅動方案設計和控制系統(tǒng)設計。
　　 然后,進行了擬人機械手的運動學分析。在經典的D-H矩陣的基礎上,對擬人機械手的關節(jié)和連桿添加了固有坐標系,并構建了擬人機械手的運動學方程。求解了相應的關節(jié)變量,為機

4、械手的運動控制提供了依據(jù)。
　　 再次,利用AutoCAD軟件對擬人機械手進行了二維裝配圖的繪制并用Solidworks軟件對其三維模擬。對擬人機械手部分關鍵部件進行了分析和校核,其中包括齒輪類零件、軸類零件和軸承類零件。
　　 最后,通過Solidworks與ANSYS數(shù)據(jù)共享完成了擬人機械手關鍵部件中軸的靜力學分析,并在Workhench的仿真環(huán)境中對直齒圓柱齒輪模擬齒輪嚙合的接觸應力,驗證了中軸和直齒圓柱齒輪均符合