第一篇：關(guān)節(jié)型機(jī)械手設(shè)計(jì)

摘 要 機(jī)械手，顧名思義，機(jī)械原件做成的像人手一樣的器械，可替代人手完成一些大量重復(fù)、復(fù)雜、危險(xiǎn)的工作。機(jī)器手是由機(jī)械與電子相互結(jié)合產(chǎn)生的產(chǎn)品。使用機(jī)械手的目的有以下幾點(diǎn)：勞動(dòng)生產(chǎn)率得到提升，使加工過(guò)程更先進(jìn)，更高效，減輕人們勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，改善人們的勞動(dòng)環(huán)境等等。按照要求可以進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)裝備。機(jī)械手可以代替手工進(jìn)行工作，降低勞動(dòng)消耗程度，改進(jìn)在工作中所需的物質(zhì)設(shè)備條件，提升單位時(shí)間制作產(chǎn)品的數(shù)量。經(jīng)常在工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的頻繁工件無(wú)法用手工來(lái)解決的困難時(shí)，那么機(jī)械手就可以完美替代人手進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)；

而且，機(jī)械手的工作環(huán)境相當(dāng)廣泛，可以在高低溫、放射性等有毒污染環(huán)境下工作，占據(jù)相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，所以機(jī)械手在工廠運(yùn)作中占據(jù)著不可替代的作用。

本次課程設(shè)計(jì)基于機(jī)械設(shè)計(jì)原理，在了解了四自由度關(guān)節(jié)型機(jī)械手的基本信息后，介紹了其使用范圍，按照設(shè)計(jì)原理和步驟設(shè)計(jì)了一臺(tái)有著四自由度的關(guān)節(jié)型機(jī)械手。機(jī)械手的發(fā)明極大地改善了工人的工作環(huán)境，簡(jiǎn)化了工人的工作內(nèi)容，提高整體的生產(chǎn)勞動(dòng)效率，是人類生產(chǎn)活動(dòng)中有利的幫手。本論文運(yùn)用了機(jī)械手工作原理和設(shè)計(jì)、四自由度設(shè)計(jì)等各方面的專業(yè)知識(shí)，在設(shè)計(jì)四自由度的關(guān)節(jié)型機(jī)械手的過(guò)程中，結(jié)合已有的知識(shí)解決過(guò)程中的難題，并進(jìn)行深入探討，如何在已有的基礎(chǔ)上融入自己的創(chuàng)意和想法，使機(jī)械手設(shè)計(jì)得更為簡(jiǎn)潔，實(shí)用性更強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)型機(jī)械手，機(jī)械設(shè)計(jì)，四自由度 ABSTRACT The manipulator, as the name implies, is a human-like device made of mechanical originals, which can replace a lot of repetitive, complicated and dangerous work.The robot is a product produced by the combination of machinery and electronics.The purpose of using the robot is as follows: the labor productivity is improved, the processing process is more advanced, more efficient, the labor burden is reduced, the working environment is improved, and the like.Automated technical equipment is available upon request.The robot can replace the manual work, reduce the labor consumption, improve the physical and equipment conditions required in the work, and increase the number of products produced per unit time.When the frequent occurrence of frequent workpieces in industrial production cannot be solved by hand, it is the most effective way to use the robot at this time;moreover, the robot can work under high and low temperature, radioactive and other toxic pollution environments, occupying considerable advantages.Therefore, the robot plays an irreplaceable role in the operation of the factory.This course design is based on the mechanical design principle.After understanding the basic information of the four-degree-of-freedom articulated manipulator, the scope of its use is introduced.An articulated manipulator with four degrees of freedom is designed according to the design principles and steps.The invention of the robot greatly improved the working environment of the workers, simplified the work content of the workers, and improved the overall production labor efficiency, which is a favorable helper in human production activities.This thesis uses the professional knowledge of the working principle , and in-depth discussion, How to integrate your own ideas and ideas on the existing basis, so that the robot is designed to be more concise and practical.Key Words: Articulated manipulator；

Mechanical Design；

Four degrees of freedom 目錄 1 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 設(shè)計(jì)目的 2 1.3 關(guān)節(jié)機(jī)械手研究概況 2 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 2 1.3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 3 1.4 關(guān)節(jié)型機(jī)械手構(gòu)成機(jī)件的作用 4 2 總體方案設(shè)計(jì) 5 2.1 機(jī)械手工程概述 5 2.2 工業(yè)機(jī)械手總體設(shè)計(jì)方案論述 6 2.3 機(jī)械手機(jī)械傳動(dòng)原理 7 2.4 機(jī)械手總體方案設(shè)計(jì) 8 3手部設(shè)計(jì)計(jì)算 9 3.1對(duì)手部設(shè)計(jì)的要求 9 3.2拉緊裝置 10 3.3機(jī)械運(yùn)動(dòng)范圍（速度）12 3.4手部右腔流量 12 3.5手部工作壓強(qiáng) 12 4 移動(dòng)關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)計(jì)算 12 4.1驅(qū)動(dòng)方式的比較 12 4.2汽缸的設(shè)計(jì) 13 5小臂的設(shè)計(jì) 16 5.1 小臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 16 5.2 小臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16 5.3小臂電機(jī)及減速器選型 16 5.4小臂的計(jì)算 17 5.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 18 5.6 軸承的選擇 18 5.7 軸承的校核 18 5.8 計(jì)算軸承摩擦力矩： 5.9步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和齒輪選擇 20 6 大臂的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 6.1大臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求 20 6.2 大臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 6.3 大臂電機(jī)及減速器選型 22 6.4大臂的計(jì)算 23 6.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 24 6.6軸承的選擇 24 6.7 軸承摩擦力矩的計(jì)算 25 6.8步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和齒輪的選擇 25 7.機(jī)身的設(shè)計(jì) 27 8 電機(jī)選型有關(guān)參數(shù)計(jì)算 27 8.1 相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 28 8.2 電機(jī)型號(hào)的選擇 30 總結(jié)與展望 31 致 謝 32 參考文獻(xiàn) 33 1 緒論 1.1 引言 上世紀(jì)八十年代以來(lái)，我國(guó)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)都取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，在科學(xué)技術(shù)這一領(lǐng)域，機(jī)器人學(xué)也在不斷地發(fā)展與進(jìn)步。它在機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)方面取得了非常高成果。機(jī)械手是機(jī)械和電子融合創(chuàng)新出的一款產(chǎn)品，結(jié)合了多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，是非常有價(jià)值的新生產(chǎn)品，在機(jī)械手類型中，關(guān)節(jié)型機(jī)械手由于用途最廣泛而占據(jù)了最重要的位置。關(guān)節(jié)型機(jī)械手的研究結(jié)合許多科學(xué)，如力學(xué)，電子學(xué)信息論和計(jì)算機(jī)等，同時(shí)由于機(jī)械手的誕生，在改良和升級(jí)過(guò)程中，也促進(jìn)了多種學(xué)科的發(fā)展和內(nèi)容的更新。除了關(guān)節(jié)型機(jī)械手，還有許多其他的機(jī)械手類型，在不同的工作環(huán)境下使用。

世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)械手誕生于上世紀(jì)五十年代末，它的出現(xiàn)使機(jī)械手開(kāi)創(chuàng)一個(gè)新的歷史時(shí)代，伴隨科技的進(jìn)步，機(jī)械手的形態(tài)、使用范疇、工作內(nèi)容也在不斷改變。日本早稻田大學(xué)的加藤一郎教授認(rèn)為，機(jī)械手的功能是其最重要的特征。而機(jī)械手的“雙臂”則具有極高的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，可以維持系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。電燈泡的發(fā)明者愛(ài)迪生曾說(shuō)：“在造物者的鬼斧神工中，人類的雙臂和雙腿是最偉大的杰作?！边@就說(shuō)明了雙臂的重要程度，對(duì)機(jī)械來(lái)說(shuō)，機(jī)械手也是同等重要。它不單使用范圍廣，而且具有很強(qiáng)的適應(yīng)環(huán)境能力。正因?yàn)橛羞@樣的功能為以后機(jī)械行業(yè)的發(fā)現(xiàn)開(kāi)辟了無(wú)限廣闊的前景，在機(jī)械行業(yè)方面上奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

制作出各種各樣機(jī)械手，生產(chǎn)生活中它具備哪些作用，其包括這些方面：制造出的機(jī)械手，可在各種類型的工作環(huán)境中使用，代替人工操作，避免危險(xiǎn)、重復(fù)、單調(diào)的工作對(duì)工人的浪費(fèi)和傷害。能讓機(jī)械手熟悉和掌握人類的基本特征，在人們生活等到幫助，例如：人造假肢。它擁有非常充足動(dòng)力學(xué)特證，對(duì)這方面的討論使力學(xué)和機(jī)械人的探索得到發(fā)展。機(jī)械手屬于自動(dòng)化機(jī)械手，它在人類生產(chǎn)生活中表現(xiàn)出至關(guān)重要作用。

關(guān)節(jié)型機(jī)械手的定義，世界上也沒(méi)有一個(gè)明確的規(guī)定，分類方式有很多。按照美國(guó)機(jī)械手協(xié)會(huì)的對(duì)機(jī)械手的定義——聯(lián)合國(guó)也采用的這種定義方式：關(guān)節(jié)型機(jī)械手是機(jī)械手臂的一種，可重復(fù)編程，操作多種動(dòng)作的多功能機(jī)械裝置，通過(guò)不同機(jī)械動(dòng)作的編程方式，改變執(zhí)行的工作內(nèi)容，主要作用是搬運(yùn)工件，傳遞工件等。通過(guò)外國(guó)的理解和我國(guó)對(duì)機(jī)械手的介紹和總結(jié)。關(guān)節(jié)型機(jī)械手定義是：

關(guān)節(jié)型機(jī)械手是一種自動(dòng)操作機(jī)器，它像人的手臂，可以實(shí)現(xiàn)多自由度，能自由移動(dòng)，靈活程度非常高的自動(dòng)操作機(jī)器?？梢宰詣?dòng)的進(jìn)行搬運(yùn)和傳動(dòng)各種各樣物體。

關(guān)節(jié)型機(jī)械手與人對(duì)比，機(jī)械手具備快速的移動(dòng)速度，可以運(yùn)輸大于自身質(zhì)量零件，定位和操作準(zhǔn)確度都不是人手可以達(dá)到的，根據(jù)輸入的要求，外部信號(hào)的改變，機(jī)械手可以執(zhí)行各種任務(wù)，并且可以及時(shí)地更正和調(diào)節(jié)工作內(nèi)容。

關(guān)節(jié)型機(jī)械手的手臂具有很強(qiáng)的剛性。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)屬于機(jī)械手系統(tǒng)一種，能夠使機(jī)械手自動(dòng)運(yùn)動(dòng)。機(jī)械手可以代替手工進(jìn)行工作，降低勞動(dòng)消耗程度，改進(jìn)在工作中所需的物質(zhì)設(shè)備條件，提升單位時(shí)間制作產(chǎn)品的數(shù)量。雖然機(jī)械手出現(xiàn)的和發(fā)展只有30多年的歷史，但是它靠著自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在世界上各種行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域都得到的應(yīng)用。有著非常好得發(fā)展前景，為各種行業(yè)的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

1.2 設(shè)計(jì)目的 這次設(shè)計(jì)用大學(xué)四年來(lái)學(xué)到的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的有關(guān)知識(shí)，來(lái)完成一個(gè)具有搬運(yùn)功能和要求的關(guān)節(jié)型機(jī)械手設(shè)計(jì)，在此過(guò)程中可以考察自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生對(duì)于機(jī)械制造原理、機(jī)械設(shè)計(jì)原理、機(jī)械手相關(guān)專業(yè)知識(shí)的把握程度，將理論應(yīng)用于實(shí)際的能力，可以考察學(xué)生是否具備合格的專業(yè)能力。該畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)目標(biāo)非常明確，就是希望自動(dòng)化畢業(yè)生能夠?qū)W以致用，將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐過(guò)程中，完成關(guān)節(jié)型機(jī)械手的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。

要完成機(jī)械手的設(shè)計(jì)和制造，需要用到生產(chǎn)線上的數(shù)控車床、銑床等加工，整個(gè)機(jī)械手的制造過(guò)程是全自動(dòng)化的。我國(guó)制造行業(yè)近年來(lái)發(fā)展形勢(shì)較好，國(guó)家投入了大量人力物力，聚攏了很多資金進(jìn)入制造行業(yè)，造就了制造業(yè)的迅速發(fā)展。這次機(jī)械手的加工可以交給工廠車間的自動(dòng)車床來(lái)進(jìn)行，可以較好地滿足加工要求。機(jī)械手可以代替手工進(jìn)行工作，降低勞動(dòng)消耗程度，改進(jìn)在工作中所需的物質(zhì)設(shè)備條件，提升單位時(shí)間制作產(chǎn)品的數(shù)量。

1.3 關(guān)節(jié)機(jī)械手研究概況 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 Muybridge是最早研究動(dòng)物運(yùn)動(dòng)機(jī)制的學(xué)者之一，他發(fā)明了一種相機(jī)，是一種觸發(fā)相機(jī)。用這種相機(jī)拍攝了各種各樣動(dòng)物在奔跑時(shí)的照片。后來(lái)一個(gè)叫Demeny的人用相機(jī)對(duì)人類運(yùn)動(dòng)進(jìn)行拍照，并對(duì)照片進(jìn)行了深刻的研究。上世紀(jì)三十至五十年代間，前蘇聯(lián)的科學(xué)家——伯恩斯坦運(yùn)用生物動(dòng)力學(xué)理論，對(duì)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)二十年的研究，并提出了自己的理論成果。

在20世紀(jì)60年代對(duì)機(jī)械手進(jìn)行了全面的研究。到目前為止，對(duì)機(jī)械手的研究具有比較完整的理論體體系。在日本、美國(guó)和蘇聯(lián)等國(guó)家。機(jī)械手已近研制成功。

在上世紀(jì)六十年代末，機(jī)械手控制理論取得了突破性進(jìn)展，三種重要的控制方法被提出，并且成為后來(lái)學(xué)者的參考標(biāo)準(zhǔn)之一。這三種控制方法分別是模型參考控制、算法控制和有限狀態(tài)控制。各種各樣的機(jī)械手對(duì)于在這3種控制方法中都是適用的。美國(guó)學(xué)者Farnsworth提出了模型參考控制，南斯拉夫?qū)W者M(jìn)ikhail提出了算法控制，美國(guó)學(xué)者Vukobratovic提出了有限狀態(tài)控制。這三種控制方法并不是獨(dú)立存在的，而是相互之間都有某種深層次的關(guān)系。

對(duì)于步態(tài)的研究，許多學(xué)者也提出了自己的看法，蘇聯(lián)的Umnov等學(xué)者提出了“最優(yōu)步態(tài)”的定義，而Kugushev等人則解釋了什么是自由步態(tài)。自由步態(tài)與規(guī)則步態(tài)是一組相對(duì)的概念。當(dāng)?shù)孛媲闆r不平整，那么機(jī)械人在工作時(shí)，按照設(shè)置好的步序行進(jìn)則不適應(yīng)實(shí)際情況，會(huì)出現(xiàn)諸多失誤。所以機(jī)械人在走路時(shí)應(yīng)該充分考慮環(huán)境的影響，實(shí)時(shí)改進(jìn)步伐，以適應(yīng)地面環(huán)境，這種步態(tài)就稱為自由步態(tài)。

為了提高機(jī)械手的穩(wěn)定性，美國(guó)學(xué)者Hemami等人提出，如果把系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性和和對(duì)系統(tǒng)控制能力簡(jiǎn)化看成是一個(gè)倒立振子的模型，那么機(jī)械人前進(jìn)的運(yùn)動(dòng)就是讓這個(gè)振子從倒立狀態(tài)恢復(fù)成直立狀態(tài)。為了使控制更為簡(jiǎn)便容易，Hemami等人還研究了機(jī)械手的“降階模型”問(wèn)題。

提出有限狀態(tài)控制方式的美國(guó)學(xué)者Vukobratovic還研究了隨著時(shí)間的推移，每個(gè)聯(lián)合系統(tǒng)的能力也會(huì)逐漸改變，但他并沒(méi)有對(duì)機(jī)械手耗能這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行研究。但是在這在探索中，Vukobratovic提出個(gè)非常關(guān)鍵問(wèn)題，就是表面越光滑，該系統(tǒng)損耗的功率就越小。

1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 在中國(guó)，對(duì)機(jī)械手探究和發(fā)展相比于外國(guó)要遲一段時(shí)間。從1980左右中國(guó)就開(kāi)始對(duì)工作行業(yè)進(jìn)行的探索和操作。1986年，進(jìn)行“第七個(gè)五年”機(jī)械手項(xiàng)目進(jìn)行考察。上世紀(jì)80年代末，我國(guó)正式高度重視機(jī)械手的設(shè)計(jì)及制造，并將該技術(shù)的探索列入了我國(guó)的“863”高技術(shù)計(jì)劃中。直到現(xiàn)在，我國(guó)依然不斷地在對(duì)機(jī)械手技術(shù)進(jìn)行研究和探索，并推出新的研究成果。在之前，我國(guó)對(duì)機(jī)械手技術(shù)探究的主要原因?yàn)榱伺c世界各個(gè)國(guó)家對(duì)機(jī)械手設(shè)計(jì)探究接軌，然而獲得一些成果。

上世紀(jì)八十年代中期，我國(guó)研究學(xué)者就制作出了一款兩腳的機(jī)械手，型號(hào)是HIT-I，它上下長(zhǎng)度110厘米，質(zhì)量70公斤，包含10個(gè)自由度，可以地面上移動(dòng)，可以左右兩側(cè)上下移動(dòng)，移動(dòng)距離45cm，移動(dòng)速度10步每秒，隨后還制作HIT-II，HIT-III，質(zhì)量42公斤，上下長(zhǎng)度103厘米，包含12個(gè)自由度，移動(dòng)距離25厘米，移動(dòng)速度達(dá)到了2.3步每秒。目前還在持續(xù)研發(fā)新型機(jī)械手，自由度超過(guò)50個(gè)，不管是移動(dòng)距離還是移動(dòng)速度都在前面研究的基礎(chǔ)之上提高了一個(gè)檔次。

在1988年，我國(guó)成功研制了多方位運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，不單可以直線前后行走，同時(shí)還可以上下樓梯，它的型號(hào)是 KDW-1，包含著六個(gè)自由度，最高的移動(dòng)距離40厘米，移動(dòng)速度能達(dá)到四步每秒。接著在下一年制作出了KDW-1的升級(jí)款——KDW-II，在自由度上做了拓展，總共有十個(gè)自由度。上下長(zhǎng)度達(dá)到了69厘米，質(zhì)量也盡可能地減少，只有13公斤。1990年在KDW-II表面上添加了幾個(gè)機(jī)械手，使其變成KDW-III，包含12個(gè)自由度。在工作時(shí)，可以手臂可以自由旋轉(zhuǎn)。完成了在工作時(shí)的各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。其中移速度0.8步每秒，移動(dòng)距離20厘米～22厘米，其中地面與坡面之間夾角為13度。2000年根據(jù)KDW-III條件下順利制造出我國(guó)一臺(tái)能仿照人動(dòng)作“先行者”。其中上下高度1.4m，質(zhì)量20kg，具有人類五官的特征，還具有語(yǔ)言功能。

1.4 關(guān)節(jié)型機(jī)械手構(gòu)成機(jī)件的作用 關(guān)節(jié)型機(jī)械手由三部分構(gòu)成，一是包含執(zhí)行和驅(qū)動(dòng)雙重系統(tǒng)在內(nèi)的機(jī)械系統(tǒng)，二是控制系統(tǒng)，以及第三部分智能系統(tǒng)。

（1）執(zhí)行系統(tǒng)：關(guān)節(jié)型機(jī)械手是依據(jù)執(zhí)行系統(tǒng)來(lái)完成關(guān)節(jié)部件的操作的，所以整個(gè)執(zhí)行系統(tǒng)包含一系列零件，如手臂、手腕、機(jī)身等，同時(shí)有這些零件所完成的動(dòng)作也包含在內(nèi)。

（a）末端執(zhí)行器：機(jī)械手要想能舉起、搬動(dòng)、挪動(dòng)工件，需要末端執(zhí)行器來(lái)配合執(zhí)行。

(b)手腕：是手爪和手臂連接的部位，它可以使手爪按照工作的要求進(jìn)行多角度運(yùn)動(dòng)。

(c)臂部：連接機(jī)座和手部的部分，能旋轉(zhuǎn)和升降等，可以將手抓移動(dòng)到各種位置，還可以承受手抓抓工件的最大質(zhì)量。擴(kuò)大機(jī)械手在工作中的活動(dòng)范圍，同時(shí)還可以將載荷傳遞到機(jī)座。

(d)機(jī)身：機(jī)械手的根源，用來(lái)讓手臂運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手需靠機(jī)身進(jìn)行支撐。

(2)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：可以認(rèn)為是機(jī)械手最重要的部分，機(jī)械手要想完成各種運(yùn)動(dòng)、操作，都需要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供給能量，并且驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還可以定位等。

(3)控制系統(tǒng)：通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制，執(zhí)行系統(tǒng)根據(jù)需求來(lái)完成任務(wù)，在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)遇到困難時(shí)會(huì)及時(shí)的給出信息。

通過(guò)各種工廠的使用情況來(lái)看，關(guān)節(jié)型機(jī)械手相較人力，可以完成許多人可以完成的繁瑣、重復(fù)的工作，也可以完成人手不能完成的危險(xiǎn)、高難度的工作。機(jī)械手的應(yīng)用可以 降低勞動(dòng)消耗程度，改進(jìn)在工作中所需的物質(zhì)設(shè)備條件，提升單位時(shí)間制作產(chǎn)品的數(shù)量。在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)由于工件過(guò)重或者各種原因靠人的雙手是無(wú)法進(jìn)行工作的，這個(gè)時(shí)候機(jī)械手的優(yōu)勢(shì)就可以體現(xiàn)出來(lái)了。同時(shí)該機(jī)械手可以在高低溫、放射性等有毒污染環(huán)境下工作，占據(jù)相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，具有良好的發(fā)展前景。

總體方案設(shè)計(jì) 2.1 機(jī)械手工程概述 機(jī)械手工程具有很強(qiáng)綜合性，包括各種各樣知識(shí)，如力學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)、仿生學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、廣電學(xué)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等。如今，我們系統(tǒng)地將現(xiàn)有學(xué)科內(nèi)容的知識(shí)結(jié)合起來(lái)，解決了綜合復(fù)雜的工程問(wèn)題。在機(jī)械手制造方面，工程學(xué)覺(jué)得，應(yīng)該看做整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行探索，開(kāi)發(fā)，創(chuàng)新應(yīng)用。將系統(tǒng)的內(nèi)外部的組成部分有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。

系統(tǒng)其實(shí)就是用整體的眼光去看待一處機(jī)械部位，這一個(gè)機(jī)械部位并不是單一的，而是由多個(gè)零件有機(jī)結(jié)合的一個(gè)整體，是由許多子系統(tǒng)按照既定規(guī)律進(jìn)行組合的一個(gè)更大更統(tǒng)一的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是作為一個(gè)整體存在的，如果被拆分成一個(gè)個(gè)零部件，則這個(gè)系統(tǒng)的功能也會(huì)喪失。所以要有整體和宏觀意識(shí)，設(shè)計(jì)和制作機(jī)器時(shí)，應(yīng)該首先明確整個(gè)系統(tǒng)的框架和工作機(jī)制，所以系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

（1）整體性：系統(tǒng)具有完整的屬性，被拆分開(kāi)的話則功能喪失。

（2）相關(guān)性：在系統(tǒng)中它們都有各自相互配合，協(xié)調(diào)工作。使系統(tǒng)各零部件都具有相關(guān)性。

（3）目的性：不同的系統(tǒng)，有不同的針對(duì)性和目的性，能完成的工作是不一樣的。同時(shí)，由于結(jié)合方式的不同，系統(tǒng)的功能也會(huì)相應(yīng)變化。

（4）環(huán)境適應(yīng)性?：系統(tǒng)會(huì)隨著環(huán)境的改變而適應(yīng)相應(yīng)的環(huán)境。

所以機(jī)械手的設(shè)計(jì)和制造中，不單單只有各零部件的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，而且還需要將各零部件當(dāng)成一個(gè)整體進(jìn)行考慮，對(duì)其功能進(jìn)行考察，只有滿足機(jī)器人功能的零件組合才是一個(gè)成功的系統(tǒng)。制造出具有良好機(jī)械手產(chǎn)品，用在機(jī)械工廠中來(lái)滿足工作的需求。復(fù)雜的機(jī)械手中，系統(tǒng)組成也非常復(fù)雜。

在工業(yè)操作中，機(jī)械手的功能多樣和調(diào)整的靈活性是其最重要的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，所以在柔性制造系統(tǒng)中，機(jī)械手可以發(fā)揮重要作用。比如靈活地傳送各類零件，完成零件的組合和裝配等。在柔性制造系統(tǒng)中，除了機(jī)械手以外，基礎(chǔ)的工藝設(shè)備、輔 助設(shè)備、控制裝置通過(guò)相互配合，組成了各種功能的技術(shù)綜合體系。除了制造業(yè)生產(chǎn)部門，非制造業(yè)也會(huì)用到機(jī)械手系統(tǒng)，與制造業(yè)的類似，例如醫(yī)療、農(nóng)用、軍工、采礦、交通運(yùn)輸?shù)取?/p>

2.2 工業(yè)機(jī)械手總體設(shè)計(jì)方案論述（一）確定負(fù)載 國(guó)內(nèi)外目前普遍使用的機(jī)械手，額定負(fù)載大小不一，差別范圍較大，最大負(fù)載已經(jīng)超過(guò)了九千N，最小額定負(fù)載比5N更低。機(jī)械手的額定負(fù)載的大小與以下因素有關(guān)：在每個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上，機(jī)械接口上所受到的的力以及扭矩。確定機(jī)械手負(fù)載也是機(jī)械手設(shè)計(jì)中較為關(guān)鍵的一步，機(jī)械手末端執(zhí)行器的質(zhì)量以及關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)部件的質(zhì)量是這些力和扭矩的來(lái)源，除此之外，還包含工件在運(yùn)動(dòng)中的加速度和速度產(chǎn)生的慣性力。通過(guò)這次設(shè)計(jì)所給的參數(shù)可以知道，負(fù)載數(shù)是一個(gè)很小的值。

（二）驅(qū)動(dòng)方式 伺服電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)很多，如在控制系統(tǒng)中具有較好的控制性能，能夠精準(zhǔn)控制速度和位置，靈活性較強(qiáng)等等，該驅(qū)動(dòng)方式噪音較小，對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響小，有很高效率，適用在中小型機(jī)械手中，因?yàn)檫@些機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)中具有嚴(yán)格的控制要求，所以這次設(shè)計(jì)選用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

（三）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在機(jī)械手裝置中盡量使機(jī)構(gòu)變的緊密、質(zhì)量較輕、減少慣性力和降低占用的面積，首先在傳動(dòng)鏈中需要對(duì)間隙進(jìn)行處理，去除間隙可以提升機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和精準(zhǔn)點(diǎn)位。在傳動(dòng)系統(tǒng)中，我們常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳等。因?yàn)辇X輪傳動(dòng)具備高效率，有精確的傳動(dòng)比，機(jī)構(gòu)緊密、在作業(yè)時(shí)質(zhì)量可以得到保障、使用時(shí)間長(zhǎng)，再加上在大學(xué)期間對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)，更好的掌握了傳動(dòng)比設(shè)計(jì)，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是適合本次機(jī)械設(shè)計(jì)的。

（四）工作范圍 機(jī)械手的工作范圍較廣，但也有局限性，工業(yè)操縱器在操作期間的操作范圍和軌道是機(jī)械手工作范圍的衡量標(biāo)準(zhǔn)，并且由工作地方實(shí)現(xiàn)。工作地方的外形以及面積會(huì)對(duì)機(jī)械手的機(jī)械坐標(biāo)、自由度個(gè)數(shù)和每個(gè)機(jī)械臂的大小長(zhǎng)短有影響，同時(shí)工作地點(diǎn)還會(huì)影響到機(jī)械手臂關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度，以及整個(gè)機(jī)械手的移動(dòng)范圍。

（五）運(yùn)動(dòng)速度 在確定機(jī)械手的機(jī)械臂在工作時(shí)最大的運(yùn)動(dòng)范圍后，接下來(lái)就可以確定機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)速度，用m/s來(lái)表示，并且在每個(gè)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分派中有非常多的因素需要考慮。例如：機(jī)械臂在旋轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)間，還有考慮各個(gè)機(jī)械臂在工作時(shí)先后順序。應(yīng)給制作一個(gè)各個(gè)機(jī)械臂在工作不同時(shí)間的表格，并進(jìn)行分析，在制作時(shí)間表格時(shí)，不僅需要思考機(jī)械臂工作時(shí)運(yùn)動(dòng)的范圍，還需要考慮到定位的精度是否滿足要求、驅(qū)動(dòng)和控制采用哪種方式、機(jī)械臂路徑以及長(zhǎng)短的規(guī)劃。

2.3 機(jī)械手機(jī)械傳動(dòng)原理 下圖是關(guān)節(jié)型機(jī)械手的示意圖：

關(guān)節(jié)型機(jī)械手示意圖 關(guān)節(jié)型機(jī)械手的組成部件如下：

機(jī)身部位，可列舉出基座，齒輪傳動(dòng)構(gòu)件，軸承，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。機(jī)身和底座用于支撐，支撐和旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂部件，并且臂應(yīng)具有非常高的硬度=度和容量，而所有關(guān)節(jié)操縱器支持工作重量和負(fù)載。這也需要底座底部的大面積，以確保機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能夠正常工作。

機(jī)械臂像人的手臂一樣，分為上半部分的大臂，包括步進(jìn)電動(dòng)機(jī)整個(gè)臂架和齒輪傳動(dòng)裝置，以及下半部分的小臂——包括小臂、驅(qū)動(dòng)軸以及傳動(dòng)帶等。在小臂左端，安裝有一個(gè)能使手腕運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。

2.4 機(jī)械手總體方案設(shè)計(jì) 下圖展示了關(guān)節(jié)型機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)，三個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)共同完成了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手結(jié)構(gòu)十分緊湊，占地面積小，并且在工作時(shí)，具有較大的靈活性。對(duì)機(jī)械手自身的長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)，機(jī)械手工作環(huán)境比較大，可以完成所需要的工作需求。這種關(guān)節(jié)型機(jī)械手生產(chǎn)和生活有著起著至關(guān)重要作用。比如焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配等工作。關(guān)節(jié)型機(jī)械手在生產(chǎn)和生活被普遍使用。

按照任務(wù)書(shū)數(shù)據(jù)要求應(yīng)給選擇機(jī)械手類型是關(guān)節(jié)型 主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1-1 3手部設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1對(duì)手部設(shè)計(jì)的要求(a)夾緊力應(yīng)合適 機(jī)械手臂只有有足夠大的夾緊力才能夾住工件，避免工件掉落；

同時(shí)夾緊力也不能太大，容易導(dǎo)致工件形狀發(fā)生變化，而且還要要求不破壞工件面的粗糙度。而剛性較小的工件夾取的力度并不能完全不變，應(yīng)該留有調(diào)節(jié)的余地，并且應(yīng)該設(shè)置自動(dòng)鎖，保證工作時(shí)工件的安全。

(b)開(kāi)閉范圍應(yīng)保持足夠 由工件外部圓的直徑長(zhǎng)度可知,夾具尺寸至少比120mm大。

機(jī)械手的手抓具有打開(kāi)關(guān)閉功能。在手抓抓取零件是，手爪打開(kāi)和關(guān)閉兩點(diǎn)之間的最遠(yuǎn)距離叫做閉合區(qū)間。機(jī)械手的開(kāi)閉范圍受很多因素的影響，例如零件樣式和零件表面積的尺度，通常，假如在工作條件狀況允許的情況下，手爪打開(kāi)和關(guān)閉之間的距離應(yīng)該變的大，這樣能滿足對(duì)零件工作要求。如下圖所示：

(c)手抓的設(shè)置應(yīng)合理 手腕的最前端，即是手抓所在的位置。在操作期間運(yùn)動(dòng)狀況是可變的，完整手抓機(jī)構(gòu)的構(gòu)造受零件質(zhì)量和占用面積的影響。并且手爪部還具有抓取零件，確定位置的準(zhǔn)確度，運(yùn)動(dòng)速度等功能。所以，手抓在設(shè)置和制作過(guò)程中應(yīng)充分考慮到使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單便利的需求，盡可能自重較小，不增加整體占用空間。

(d)機(jī)械臂的手指具有較大的強(qiáng)度和剛度(e)除以上要求外，還應(yīng)滿足：

工件大小，重量，形狀，進(jìn)給和夾緊機(jī)械手機(jī)構(gòu)，最常用外卡式雙指鉗口，夾取零件的常用方法用彈簧進(jìn)行加緊零件，松開(kāi)零件時(shí)，使用單一式液壓缸。這樣的好處是制作和使用過(guò)程都比較簡(jiǎn)單。

3.2拉緊裝置 下圖是整個(gè)油缸的工作示意圖，油缸在右邊機(jī)器里，當(dāng)不進(jìn)油時(shí)，彈簧自身的彈力將工件夾緊，當(dāng)進(jìn)油時(shí)，單一式液壓缸使彈簧將工件松開(kāi)。

P（1）設(shè)定活塞的直徑D=50mm,系統(tǒng)壓力P=25Mpa，可計(jì)算右腔推力：

（2）根據(jù)手爪抓取工件的位置，通過(guò)查表，得出以下夾緊力計(jì)算公式：

其中 N′=498N=392N，帶入公式計(jì)算得到：

可求得實(shí)際加緊力為：

取整可得：F1=3500N 由公式得：

（3）手部活塞桿行程長(zhǎng)L的計(jì)算 取整可得：L=25mm（4）確定“V”型鉗爪的L、β。

取L/Rcp=3 式中：

Rcp=P/4=200/4=50 由公式得：L=3×Rcp=150 選用機(jī)械手手部的角度2α=120o，那么旋轉(zhuǎn)角β采取最優(yōu)旋轉(zhuǎn)角。

查表得：

β=22o39′ 3.3機(jī)械運(yùn)動(dòng)范圍（速度）(a)伸縮運(yùn)動(dòng) Vmax=500mm/s Vmin=50mm/s(b)上升運(yùn)動(dòng) Vmax=500mm/s Vmin=40mm/s(c)下降Vmax=800mm/s Vmin=80mm/s(d)回轉(zhuǎn) =90o/s =30o/s 所以取手部驅(qū)動(dòng)活塞速度V=60mm/s 3.4手部右腔流量 =60 =60×3.14×252 =1177.5mm3/s 3.5手部工作壓強(qiáng) =3500/1962.5=1.78Mpa 4 移動(dòng)關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1驅(qū)動(dòng)方式的比較 機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式有四種：根據(jù)驅(qū)動(dòng)是由液體還是氣體壓力，分為液壓和氣壓驅(qū)動(dòng)，除此之外還有電機(jī)驅(qū)動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)。機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式很少只用到其中一種，大多是組合式，在一些工作比較復(fù)雜的機(jī)械手中可采取多種方式驅(qū)動(dòng)，各種驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)見(jiàn)表4-1。

4.2汽缸的設(shè)計(jì) 由于氣壓運(yùn)行時(shí)較小，所以對(duì)組成氣動(dòng)各個(gè)元件和加工零件的形狀，尺寸低于液壓，而且對(duì)環(huán)境沒(méi)有影響，工作時(shí)活動(dòng)靈活，反應(yīng)快。保養(yǎng)外型容易，利用起來(lái)安全。因?yàn)檫@個(gè)地方對(duì)物體的力沒(méi)有必要太大，所以選氣壓傳動(dòng)。

汽缸內(nèi)型選擇：由于活塞來(lái)回移動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng)并且來(lái)回反復(fù)移動(dòng)動(dòng)，所以因此選單活塞汽缸。采用擠壓氣體的方式，活塞可在來(lái)回反復(fù)運(yùn)動(dòng)。

令活塞桿直徑d=12mm，則活塞桿的質(zhì)量可以估算得到：

取整可約等于5N。

取80N 氣壓缸內(nèi)徑D的計(jì)算 按《液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)》公式 13-1 D表示汽缸的里面圓的大小(m)，P表示工作壓力（Pa）,表示單位時(shí)間擔(dān)負(fù)的工作量，其中單位時(shí)間擔(dān)負(fù)的工作量與汽缸工作壓力有這一定的關(guān)系，取，查《液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)》表13-2 由于汽缸垂直安裝，所以取P=0.3。一般，所以選0.3 根據(jù)“液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)”表13-3得出圓的直徑為40mm 一般，此選0.3 mm 汽缸壁厚的計(jì)算 根據(jù)“液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)”表13-5查得 汽缸重量的計(jì)算 其中：R表示汽缸外部圓的半徑，r表示汽缸里面圓的半徑，h表示汽缸尺寸，g取10，表示汽缸材料密度 取25N 5小臂的設(shè)計(jì) 機(jī)械臂是機(jī)械手的主要操作部分，它的功能是支持手爪和手腕，機(jī)械臂可以使零件的方位發(fā)生變化。手臂的運(yùn)動(dòng)決定手爪的活動(dòng)范圍。

5.1 小臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求(1)小臂選取的材料很堅(jiān)固，應(yīng)正確選用機(jī)械臂部的表面外形和尺寸，普通用鋼管做機(jī)械臂和導(dǎo)桿。支撐板由工字鋼和槽鋼制成。用來(lái)保證剛度的要求，達(dá)到最佳選材效果(2)偏重力矩不能過(guò)大。

(3)機(jī)械臂本身的質(zhì)量和慣量都不能太大，這是為了盡可能地減小機(jī)械臂在工作過(guò)程中遭受的沖擊和碰撞，緩沖是解決辦法之一，同時(shí)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)應(yīng)該設(shè)置得更為緊湊合理，保障一體性，重量上也需要達(dá)到較輕程度，這樣可以降低慣性力。

(4)具有較好的導(dǎo)向性。

5.2 小臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 小臂的表面采用工字鋼的造型，抗變型程度可以顯著增強(qiáng)，小臂的表面積也可以因此設(shè)計(jì)的更小。從而可以降低機(jī)械手小臂重量，降低的制造的成本，手臂活動(dòng)起來(lái)也方便快捷。

5.3小臂電機(jī)及減速器選型 將小臂轉(zhuǎn)速w設(shè)置為15度，角速度從0一直增加到15度所需要的時(shí)間為，輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算得到：

當(dāng)考慮慣性力矩和圍繞機(jī)器人臂的每個(gè)部分的重心的摩擦力矩時(shí)，在臂的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)假設(shè)起動(dòng)扭矩為10N / m并且安全系數(shù)為2。

這是輸出諧波減速器所需的最小轉(zhuǎn)矩計(jì)算為：

選擇型號(hào)為XB3-50-100的諧波減速器，額定輸出轉(zhuǎn)矩和減速比分別為：20N.m，i1=100 設(shè)諧波減速器的的傳遞效率為：，可計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)應(yīng)輸出力矩：

選擇型號(hào)為55BF003的BF反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 靜轉(zhuǎn)矩：0.686N.m 步距角：1.5° 5.4小臂的計(jì)算 選10號(hào)工字鋼。理論重,小臂長(zhǎng)為600mm。

較核：（N）取75N 其受力如下圖: F=75+105=180（N）根據(jù)“材料力學(xué)”公式5.11 其中h表示工字鋼的長(zhǎng)度，b表示 工字鋼腰部的長(zhǎng)度，Q表示受到的力。

所以 所以選10號(hào)工字鋼合適。

5.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸的直徑為20mm，材料為45號(hào)鋼。

受力如下圖: 驗(yàn)算：

F=180N 所以合適 5.6 軸承的選擇 由于上軸承僅承受徑向力，下軸承承受軸向力和徑向力，因此選擇圓錐滾子軸承，并根據(jù)“機(jī)械零件手冊(cè)”表9-6-1（GB 297-84），選擇7304E。

d為20 mm e為0.3 5.7 軸承的校核 由于臂軸承在工件工作期間以低速振蕩，因此需要進(jìn)行軸承試驗(yàn)。如果接觸應(yīng)力太大，則永久壓痕也會(huì)增加（即，材料具有不可接受的永久變形）并且選擇負(fù)載能力。公式是：

根據(jù)“機(jī)械設(shè)計(jì)”13-17 其中靜載荷用表示，軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù)表示，都是由軸承的使用決定的。根據(jù)“機(jī)械設(shè)計(jì)”表3-8 作搖晃運(yùn)動(dòng)軸承,在碰撞時(shí)產(chǎn)生不同的載荷, 此處1.5.上軸承受純徑向載荷, 所以 因此軸承合適.下軸承受徑向和軸向載荷, R為徑向載荷 A為軸向載荷 用X 和Y分別代表徑向和軸向載荷系數(shù)。根據(jù)“機(jī)械設(shè)計(jì)”表13－5查取需要的參數(shù)值 從 可得：

進(jìn)而，從而軸承是適合的并且承受的力較小，不必進(jìn)行校準(zhǔn)。

5.8 計(jì)算軸承摩擦力矩：

如果（C和P分別表基本額定動(dòng)載荷和當(dāng)量動(dòng)載荷），根據(jù)“機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)”第二版(16.1-13)公式: 估算可以得到數(shù)值 上式子中的FD分別是滾動(dòng)軸承摩擦因數(shù)，軸承載荷，軸承內(nèi)徑。

查表可得得 所以 根據(jù)“機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)”第二版 表16.1-29得，同樣可以估算 保留兩位小數(shù)是0.1 5.9步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和齒輪選擇 驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂的力并不需要多大，精度沒(méi)有特別高的要求，控制越方便越好，所以選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的時(shí)候，最好是誤差不容易積累的類型。

可選擇步距角度較小并且同時(shí)還能達(dá)到最大靜轉(zhuǎn)矩，兩個(gè)要求都滿足的情況下，矩頻特性就可以不用考慮了，因?yàn)檗D(zhuǎn)速不大，按照參數(shù)表可以選45BF005，相關(guān)參數(shù)為：步近電動(dòng)機(jī)矩角=1.5°，U=27V，最大靜轉(zhuǎn)矩0.2N/M，m=400g,D=45mm,l=58mm,軸的直徑4mm。

驗(yàn)證精度后發(fā)現(xiàn)可以滿足要求：

采用一級(jí)齒輪傳動(dòng)，目的是為了提高精度：.5 和的齒數(shù)分別為二十和七十。

根據(jù)“機(jī)械原理”表8-2標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表GB1357-87取m=1，取 則 齒輪寬度計(jì)算：

根據(jù)“機(jī)械設(shè)計(jì)”表10-7 圓柱齒輪的齒寬度系數(shù) 兩個(gè)軸承相對(duì)于小齒輪對(duì)稱布置，取值范圍在0.9-1.4之間，本文取1.則 兩個(gè)齒輪組裝在機(jī)械手機(jī)上后，應(yīng)避免少量齒輪在軸向上錯(cuò)位，使齒輪的齒輪寬度減小，因此寬度需要再增加一些，所以需要24 mm。

大臂的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1大臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求 在關(guān)節(jié)型機(jī)械手中，大臂用來(lái)將機(jī)身和小臂結(jié)合起來(lái)，并且?guī)?dòng)小臂做旋轉(zhuǎn)。

是最為重要的零部件之一，大臂部運(yùn)動(dòng)的目的:主要帶動(dòng)小臂部運(yùn)動(dòng)這樣可以使手部抓取的工件按任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到工作的需要。假如改變了手部旋轉(zhuǎn)姿勢(shì)，那么機(jī)械手臂部自由度得到實(shí)現(xiàn)。因此，一般來(lái)說(shuō)臂部設(shè)計(jì)基本要求:(1)大臂應(yīng)當(dāng)有很強(qiáng)的承受能力、硬度要好、自身的質(zhì)量輕。

手臂部通常是彎曲的(可以在任何地方發(fā)生的彎曲)，而且還能扭曲，因此使用更大硬度的彎曲和抗扭的橫截面形狀，所以在具有同等大的橫截面積下，重量基本一致的前提下，圓鋼的軸向力矩是遠(yuǎn)小于工字鋼，鋼管和槽鋼的。所以在制造關(guān)節(jié)型機(jī)械手的導(dǎo)桿時(shí)，鋼管是合適的材料。用工字鋼或槽鋼作為支撐鋼，這樣不僅提增大了機(jī)械手臂的硬度，還大幅度降低了自身的重量，而且在空心的內(nèi)部還可以裝備驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置以及管道，由此可以讓機(jī)械臂結(jié)構(gòu)緊密、外部形狀看起來(lái)美觀又能節(jié)省制作時(shí)用的材料。

(2)大臂的運(yùn)動(dòng)速度快，慣性小 通常情況在，手臂在工作時(shí)要運(yùn)動(dòng)速度均勻，正常工作是這樣，但是在啟動(dòng)和關(guān)閉的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，所以瞬時(shí)速度也發(fā)生了變化，要求機(jī)械手在開(kāi)始時(shí)，加速度不能太大，在停止時(shí)，速度不能過(guò)快，為了避免發(fā)生碰撞和損壞，要不然會(huì)引起手臂碰撞。

(3)為減少剛體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的慣性量度，對(duì)其作出了規(guī)定: 第一，機(jī)械臂制作應(yīng)選擇自重輕，有一定剛度和硬度的材料 第二，機(jī)械臂整體尺寸盡量縮減 第三，回轉(zhuǎn)半徑應(yīng)盡量減小 第四，緩沖裝置的設(shè)置必不可少(4)手臂應(yīng)靈活運(yùn)轉(zhuǎn)。

降低臂在工作時(shí)個(gè)工件之間存在摩擦力，選用滾動(dòng)摩擦去替換滑動(dòng)摩擦。

(5)要求有較高的位置精度。

機(jī)械手的位置精度依照關(guān)節(jié)手的不同類型而不同，關(guān)節(jié)型的機(jī)械手就屬于較難定位，位置精度不好控制的一種類型，所以更需要在關(guān)節(jié)型機(jī)械手的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)位置精度提出更高的要求。為了提高機(jī)械臂的定位精度，可以在小臂上設(shè)置定位裝置，同時(shí)應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的位置檢測(cè)裝置。

機(jī)械臂的外壁材料采用鋁合金，就是為了使機(jī)械臂的強(qiáng)度和硬度達(dá)到要求，同時(shí)可降低機(jī)械臂質(zhì)量，降低機(jī)座關(guān)節(jié)型電動(dòng)機(jī)所承受重量并增大了機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)時(shí)瞬時(shí)反應(yīng)的困難。壁厚不能鑄造得過(guò)大：各種各樣合金材料都有適合自己厚度，各種各樣合金的“最小壁厚””也是不一樣的。壁厚是跟材料和尺寸相關(guān)，下表反映了壁厚和尺寸材料的關(guān)系：

上表描述了砂型鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，但在鑄造工藝的特殊情況下，工藝和方法的不同，應(yīng)根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)的不同應(yīng)采用不同的鑄造方法，性能也不一樣。關(guān)節(jié)型機(jī)械臂的外幣材料采用的是鋁合金，生產(chǎn)方式為鑄造。

6.2 大臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 大臂機(jī)身材料使用鑄鋁材料，形狀為長(zhǎng)方形，自身的體重較輕，具有較大的強(qiáng)度和硬度。

6.3 大臂電機(jī)及減速器選型 假設(shè)臂部圍繞軸的質(zhì)量：

大臂轉(zhuǎn)速為每分鐘十轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩如下：

式中：T-旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)轉(zhuǎn)矩 N.m J – 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m2-角加速度rad/s2 到所花費(fèi)時(shí)長(zhǎng)：則：

當(dāng)考慮慣性力矩和圍繞機(jī)器人臂的每個(gè)部分的重心的摩擦力矩時(shí)，在臂的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)假設(shè)起動(dòng)扭矩 10Nm和安全系數(shù)2。

這是輸出諧波減速器所需的最小轉(zhuǎn)速。則可以得到：

選擇諧波減速器：

⑴型號(hào)：XB3-50-120（XB3型扁平式諧波減速器）額定輸出轉(zhuǎn)矩：20N.m 減速比：i1=120 設(shè)諧波減速器的的傳遞效率為：，步進(jìn)電機(jī)應(yīng)輸出力矩為：

選擇BF反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 型號(hào)：55BF003 靜轉(zhuǎn)矩：0.686N.m 步距角：1.5° 6.4大臂的計(jì)算 選14號(hào)工字鋼。理論重,大臂長(zhǎng)為700mm。

較核：（N）取140N 其受力如圖: 依據(jù)書(shū)中公式可知：

其中h表示工字鋼的長(zhǎng)度，b表示工字鋼腰部的尺寸，Q表示所受的力。

算出 結(jié)果表明10號(hào)工字鋼是適合的。

6.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸的材料選擇為45號(hào)鋼，D=20mm。

其受力如下圖: 驗(yàn)算：

材料選擇和直徑選取是可以的。

6.6軸承的選擇 當(dāng)工件工作時(shí)，臂軸承總是以低速擺動(dòng)，因此需要進(jìn)行軸承檢查。如果接觸應(yīng)力太大，永久壓痕也會(huì)增加（即，材料具有不可接受的永久變形）并且軸承載荷是：

上式中的分別是靜載荷和軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù)，根據(jù)書(shū)上表中的數(shù)據(jù),在碰撞時(shí)產(chǎn)生不同的載荷,選擇1.5是合適的.上軸承受純徑向載荷, 因此 可知軸承的選擇是可以的 下軸承受徑向和軸向載荷, R為徑向載荷 A為軸向載荷 用X 和Y分別代表徑向和軸向載荷系數(shù)。那么需要的參數(shù)值根據(jù)“機(jī)械設(shè)計(jì)”表13－5查取 依據(jù) 可得到 因此 可知軸承的選擇是可以的，不必校準(zhǔn)因?yàn)槭芰π　?/p>

6.7 軸承摩擦力矩的計(jì)算 如果（C表示基本額定動(dòng)載荷，P表示所受當(dāng)量動(dòng)載荷），那么數(shù)值根據(jù)“機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)”第二版(16.1-29)公式: 估算 其中:滾動(dòng)軸承摩擦因數(shù)用代表，軸承載荷用F代表，軸承內(nèi)徑用d代表。

查表《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版 表16.1-29得，所以也可以用這個(gè)公式估算 所以 根據(jù)“機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)”第二版 表16.1-29得，所以也可以用此公式估算 所以 取0.1 6.8步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和齒輪的選擇 由于機(jī)械臂需要較少的驅(qū)動(dòng)功率并且所需的精度不是很高，因此選擇具有實(shí)際控制和輸出角度而沒(méi)有頻繁累積誤差的步進(jìn)電機(jī)。

步進(jìn)電機(jī)選擇：步進(jìn)角必須更小，并且需要最大靜態(tài)扭矩。由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，因此不需要考慮轉(zhuǎn)矩頻率曲線。為此，請(qǐng)根據(jù)“機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)一般說(shuō)明”中表2-11中反應(yīng)型BF的步進(jìn)電機(jī)技術(shù)參數(shù)檢查表格。

選擇45BF005。相關(guān)參數(shù)為：

步進(jìn)電機(jī)的扭矩角為1.5°，U=27V，最大靜止扭矩為0.196Nm,m=400g，外徑為45mm，長(zhǎng)度為58mm，軸直徑為4mm。

進(jìn)行精度驗(yàn)算后發(fā)現(xiàn)：

精度是不滿足要求的,所以直接傳動(dòng)的可能性被排除了,需要變速機(jī)構(gòu)來(lái)輔助完成傳動(dòng)，此處選擇直齒圓柱齒輪是合適的。

一級(jí)齒輪傳動(dòng)有助于提高精度： 的齒數(shù)分別是二十和七十。

根據(jù)書(shū)上相關(guān)參數(shù)表，取，則 齒輪寬度計(jì)算：

根據(jù)“機(jī)械設(shè)計(jì)”表10-7 圓柱齒輪的齒寬度系數(shù) 兩個(gè)承相對(duì)小齒輪進(jìn)行對(duì)稱布置取0.9—1.4,選擇1是合適的 則 兩個(gè)齒輪組裝在機(jī)械手上后，應(yīng)避免少量齒輪在軸向上錯(cuò)位，使齒輪的齒輪寬度減小，因此需要適當(dāng)加寬，所以需要24 mm。

7.機(jī)身的設(shè)計(jì) 機(jī)械手的機(jī)身是直接支承和傳動(dòng)手臂的部件。通常促進(jìn)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)。起落、回旋等操作的驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)構(gòu)件都裝配在主體上。要不就組成機(jī)身主體與底盤相通。機(jī)械臂和身軀的配置組成說(shuō)明了機(jī)械手機(jī)構(gòu)的基本分布。

機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的主體設(shè)計(jì)為座椅式。使得機(jī)械臂裝置獨(dú)立，具有獨(dú)立系統(tǒng)的整體機(jī)構(gòu)，易于任意擺放和移動(dòng)，還具有行走功能。機(jī)械臂裝置在底座中柱之間，常在回旋型機(jī)械臂裝置。手臂的旋轉(zhuǎn)由齒輪在減速器軸上的旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)機(jī)身的旋轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)自由度。

機(jī)身部運(yùn)用了電動(dòng)機(jī)，為了帶動(dòng)機(jī)身的回旋轉(zhuǎn)動(dòng)。

帶動(dòng)機(jī)身回轉(zhuǎn)的電機(jī)：

初選轉(zhuǎn)速 W =60o/s N =1/6轉(zhuǎn)/秒 =10轉(zhuǎn)/分 由于齒輪 I =3 減速器 I =30 所以 n =10×3×30=900轉(zhuǎn)/分 使用 Y90L-6型籠型異步電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)采用B級(jí)絕緣。外部防護(hù)等級(jí)為IP44，降溫方式為I（014）U為380V，P為50Hz 如表 Y90S-6電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)所示：

Y90L-6電動(dòng)機(jī)技術(shù) 型號(hào) 額定功率KW 滿載時(shí) 堵轉(zhuǎn)電流 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 電流 A 轉(zhuǎn)速 r/min 效率 % 功率因素 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 Y9OL-6 1.1 3.2 910 73.5 0.72 6.0 2.0 2.0 8 電機(jī)選型有關(guān)參數(shù)計(jì)算 8.1 相關(guān)參數(shù)的計(jì)算(1)如果傳動(dòng)負(fù)載的運(yùn)動(dòng)方式為直線運(yùn)動(dòng)，那么有 負(fù)載額定功率：

負(fù)載加速功率：

負(fù)載力矩：

負(fù)載：

起動(dòng)時(shí)間：

制動(dòng)時(shí)間：

(2)若傳動(dòng)負(fù)載作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 負(fù)載額定功率：

負(fù)載加速功率：

負(fù)載力矩：

起動(dòng)時(shí)間：

制動(dòng)時(shí)間：

式中-----為額定功率，KW；

-----為加速功率，KW；

-----為負(fù)載軸回轉(zhuǎn)速度，r/min；

-----為電機(jī)軸回轉(zhuǎn)速度，r/min；

-----為負(fù)載的速度，m/min；

-----為減速機(jī)效率；

-----為摩擦系數(shù)；

-----為負(fù)載轉(zhuǎn)矩（負(fù)載軸），；

-----為電機(jī)啟動(dòng)最大轉(zhuǎn)矩，；

-----為負(fù)載轉(zhuǎn)矩（折算到電機(jī)軸上），；

-----為負(fù)載的，；

-----為負(fù)載（折算到電機(jī)軸上），；

-----為電機(jī)的。

因?yàn)闄C(jī)械臂的腰部沒(méi)有受其他扭轉(zhuǎn)力，只有摩擦力，但它存在旋轉(zhuǎn)軸上。

式中-----為滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)，取0.005；

-----為機(jī)械手本身與負(fù)載的重量之和，取100；

-----為回轉(zhuǎn)軸上傳動(dòng)大齒輪分度圓半徑，R=240。

將這些數(shù)據(jù)帶入計(jì)算得到的結(jié)果為: =0.12；

同時(shí)，腰部回轉(zhuǎn)速度定為=5r/min；

傳動(dòng)比定為1/120；

且，帶入數(shù)據(jù)得：

=10.45667。

帶入計(jì)算公式式，可以算出：

并且計(jì)算出啟動(dòng)和停止時(shí)間 ；

；

負(fù)載轉(zhuǎn)矩（折算到電機(jī)軸上）算出來(lái)是：。

8.2 電機(jī)型號(hào)的選擇 按照上文的計(jì)算和分析，可以選擇三種型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)：

110BYG550B-SAKRMA-0301 或 110BYG550B-SAKRMT-0301 或 110BYG550B-BAKRMT-0301, 以上選擇的步進(jìn)電機(jī)具有以下特點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩高，振副頻率小，各種功能都比較良好，下面是此型電機(jī)矩頻有關(guān)性能參數(shù)。

采用升頻升壓的驅(qū)動(dòng)方式，步距角度為0.36°。

機(jī)械臂的腰部齒輪傳動(dòng)比為一比一百二，減速以后，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)到旋轉(zhuǎn)軸，在理論上，電動(dòng)機(jī)實(shí)際步進(jìn)角應(yīng)該是旋轉(zhuǎn)軸的實(shí)際的步進(jìn)角的120倍，旋轉(zhuǎn)角的最小步距角也時(shí)非常小的，因此精度非常高，他只是滿足機(jī)械手在工作時(shí)有很好位置確定。

圖3-2 所選電機(jī)相關(guān)參數(shù) 總結(jié)與展望 本文首先研究了關(guān)節(jié)型機(jī)械手臂整體機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式和功能，重點(diǎn)完成了各重要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。

因?yàn)閷?duì)關(guān)于機(jī)械手制作設(shè)計(jì)過(guò)程并不是很了解，如傳感器技術(shù)、控制技術(shù)等，仍然有很多需要去更深一步討論或者研究：

(1)對(duì)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化和升級(jí) 機(jī)械手的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，最關(guān)鍵的兩個(gè)部分，一是機(jī)械臂的設(shè)計(jì)，二是對(duì)每一個(gè)模塊的細(xì)節(jié)化設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)械臂的每一個(gè)重要零部件，都進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)和規(guī)結(jié)構(gòu)規(guī)劃，以保證在組合成一個(gè)系統(tǒng)的整體時(shí)可以有效運(yùn)轉(zhuǎn)。但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，每個(gè)參數(shù)的選擇都要經(jīng)過(guò)合理的運(yùn)算，并且要符合強(qiáng)度和硬度的多方位要求，有相當(dāng)多的零件為了滿足設(shè)計(jì)要求的值，實(shí)際零件會(huì)比計(jì)算選擇的結(jié)果小。在一些非關(guān)鍵的零部件的設(shè)計(jì)上，通常會(huì)采用前人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行型號(hào)選擇，這樣會(huì)導(dǎo)致制造零件時(shí)的材料浪費(fèi)，也在無(wú)形之間增加了機(jī)械制造成本。

（1）在機(jī)械臂的設(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)有限元軟件分析是比較有用的工具，但是由于筆者缺乏對(duì)相關(guān)軟件的了解和認(rèn)知，可以得到零件的強(qiáng)度和剛度以及機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)分析達(dá)到最有的結(jié)構(gòu)，所以在此次設(shè)計(jì)中并沒(méi)有用到，之后可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

（2）筆者在論文中并沒(méi)有深入討論機(jī)械手控制系統(tǒng)如何建立，控制系統(tǒng)中涉及到的運(yùn)動(dòng)如何控制、路徑如何規(guī)劃、如何進(jìn)行定位和導(dǎo)航等等技術(shù)都是以后的研究方向。

機(jī)械手在工廠及非制造業(yè)公司中有非常廣闊的用途，并且隨著技術(shù)的提升，會(huì)有更廣闊的的技術(shù)前景。如應(yīng)用在軍事中的話，我國(guó)的國(guó)防和軍事力量也將有顯著的進(jìn)步。在此次機(jī)械手的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，筆者及同學(xué)都積累了大量理論應(yīng)用于實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)，也對(duì)關(guān)節(jié)型機(jī)械手的認(rèn)知更為深刻，相信筆者可以在改良機(jī)械手的進(jìn)程中貢獻(xiàn)自己的一份力量，使機(jī)械手臂的技術(shù)更為先進(jìn)、實(shí)用程度更高。

致 謝 經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的畢業(yè)，最終論文終于完成了。在此期間，我成功完成了四年大學(xué)知識(shí)的最終設(shè)計(jì)。一步一步的地進(jìn)行理論設(shè)計(jì)計(jì)算，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，技術(shù)圖紙的繪制，撰寫設(shè)計(jì)規(guī)范等。個(gè)人理論水平和個(gè)人的實(shí)際操作技能的設(shè)計(jì)得到了進(jìn)一步改進(jìn)和有關(guān)個(gè)人的技能在設(shè)計(jì)，分析和實(shí)際應(yīng)用等方面的實(shí)踐，同時(shí)采用以前學(xué)到的知識(shí)。得到鞏固和加強(qiáng)。

最終項(xiàng)目已成功完成。我的導(dǎo)師和同學(xué)在專業(yè)知識(shí)方面給了我很多幫助。我想先謝謝他們。在初步設(shè)計(jì)階段的準(zhǔn)備階段，我的導(dǎo)師非常關(guān)注我的設(shè)計(jì)題目，給出了主題的方向，并幫助分析了主題的可行性和實(shí)際情況中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。在選擇過(guò)程中，向我展示需要掌握的知識(shí)量，并幫助我分析設(shè)計(jì)知識(shí)和困難的原則，以便我的最終設(shè)計(jì)能夠順利進(jìn)行。

與此同時(shí)，我要感謝那些在大學(xué)里沒(méi)有給我很多幫助四年的老師們。他們的教誨使我學(xué)到了很多專業(yè)知識(shí)，為我未來(lái)的工作和未來(lái)的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。正是老師們的敬業(yè)精神使我更加了解應(yīng)該如何做事、做人，并給我一個(gè)關(guān)于我未來(lái)生活的更深刻印象。我真誠(chéng)地感謝所有幫助過(guò)我的老師。此外，我很感謝許多其他學(xué)生，他們的許多想法和建議給了我很大的啟發(fā)。謝謝你們！由于時(shí)間和個(gè)人知識(shí)和技能有限，論文中可能存在缺陷或錯(cuò)誤。希望老師批評(píng)和糾正。謝謝！參考文獻(xiàn)：

[1] 包志軍.關(guān)節(jié)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)特性研究[D].上海交通大學(xué)博士論文.2000: 14-48.[2] 姜山，程君實(shí)，陳佳品，包志軍.基于遺傳算法的機(jī)械手步態(tài)優(yōu)化[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào).1999，vo1.33(10): 1280～1283.[3] 劉志遠(yuǎn).機(jī)械手動(dòng)態(tài)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士論文.1991.[4] 劉志遠(yuǎn)，戴紹安，裴潤(rùn)，張栓，傅佩深.零力矩點(diǎn)與機(jī)械手動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的關(guān)系[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).1994，vol.26(1):38～42.[5] 紀(jì)軍紅.HIT-I機(jī)械手步態(tài)規(guī)劃研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士論文，2000:15～71.[6] 麻亮，紀(jì)軍紅，強(qiáng)文義，傅佩深.基于力矩傳感器的雙足機(jī)械手在線模糊步態(tài)調(diào)整器設(shè)計(jì)[J].控制與決策.2000，Vol.15(6):734～736.[7] 竺長(zhǎng)安.機(jī)械手系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)控制[D].國(guó)防科技大學(xué)博士論文.1992.[8] 馬宏緒.機(jī)械手動(dòng)態(tài)研究[D].國(guó)防科技大學(xué)博士論文.1995.[9] 馬宏緒，應(yīng)偉福，張彭.機(jī)械手姿態(tài)穩(wěn)定性分析[J].計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化.1997，vol.16(3):14～18.[10] 馬宏緒，張彭，張良起.機(jī)械手動(dòng)態(tài)的步態(tài)控制與實(shí)時(shí)時(shí)位控制方法機(jī)械手.2005，vo120(l):10～18.[11] 繩濤，馬宏緒，王越.仿人機(jī)械手未知地面控制方法研究[N].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào).2004年31期:161～163.[12] Mae GeerT.Passive Dynamie Walking of Roboties Researeh[D].1990，9(2): 62～82.[13] 包志軍.關(guān)節(jié)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)特性研究[D].上海交通大學(xué)博士論文.2000: 14-48.[14]

第二篇：《關(guān)節(jié)》教學(xué)設(shè)計(jì)

《關(guān)節(jié)》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教材分析：本課通過(guò)觀察、體驗(yàn)等探究活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)人體的主要關(guān)節(jié)及其作用。具體認(rèn)識(shí)人體的幾個(gè)大關(guān)節(jié)。了解各大關(guān)節(jié)的名稱及其作用。在引導(dǎo)學(xué)生了解常見(jiàn)關(guān)節(jié)病變得基礎(chǔ)上，向?qū)W生進(jìn)行關(guān)節(jié)衛(wèi)生保健教育。

二、教學(xué)目標(biāo)：

過(guò)程與方法

1、能夠通過(guò)活動(dòng)找出人體上可以自由活動(dòng)的關(guān)節(jié)；

2、能夠通過(guò)多種活動(dòng)體驗(yàn)、比較人體上各種關(guān)節(jié)的多種連接方式；

3、能夠借助于模型、實(shí)物等了解幾種常見(jiàn)的自由活動(dòng)關(guān)節(jié)的工作方式及原理。

知識(shí)與技能

1、知道骨頭與骨頭相連的地方叫關(guān)節(jié)；

2、知道有了關(guān)節(jié)，骨可以按不同的方式運(yùn)動(dòng)；

3、認(rèn)識(shí)鉸鏈關(guān)節(jié)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、鞍狀關(guān)節(jié)、球狀關(guān)節(jié)等四種常見(jiàn)的自由活動(dòng)關(guān)節(jié)。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1、體會(huì)到關(guān)節(jié)在人體各種運(yùn)動(dòng)中所發(fā)揮的重要作用；

2、認(rèn)識(shí)到人體各部分的結(jié)構(gòu)與功能是緊密聯(lián)系并相互適應(yīng)的；

3、感受人體關(guān)節(jié)的神奇與巧妙，激發(fā)研究人體的興趣。

三、教學(xué)重點(diǎn)：

認(rèn)識(shí)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)作用和緩沖作用 教學(xué)難點(diǎn)：

認(rèn)識(shí)關(guān)節(jié)類型和運(yùn)動(dòng)方式

四、教學(xué)準(zhǔn)備：

1．學(xué)生課前準(zhǔn)備一些方便用來(lái)固定手指、手臂、下肢等部位的木棒、膠帶等物品；

2．四種常見(jiàn)的自由活動(dòng)關(guān)節(jié)的模型及生活中具有相似結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的某些物品，如鉸鏈關(guān)節(jié)——鉸鏈、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)——旋轉(zhuǎn)式門鎖等； 3．課前去菜場(chǎng)購(gòu)買部分豬蹄、去肉排骨等作為觀察關(guān)節(jié)連接的材料； 4．學(xué)生課前吃雞、鴨、排骨等的時(shí)候注意觀察動(dòng)物的骨頭與骨頭之間是如何連接的。

五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

一、交流談話，揭示課題

1．投影出示邁克杰克遜跳舞的視頻，觀察：他的舞姿為什么能與眾不同？

2．學(xué)生交流介紹。

3．提問(wèn)：人可以靈活地做各種動(dòng)作跟我們身上的哪部分結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系呢？（揭示課題：關(guān)節(jié)）4．談話：關(guān)于關(guān)節(jié)，你想知道些什么？

二、認(rèn)識(shí)關(guān)節(jié)，體驗(yàn)關(guān)節(jié)的作用

1．講解：什么是關(guān)節(jié)？（骨頭與骨頭相連的地方叫關(guān)節(jié)）2．講述：人體的支架——骨骼是一個(gè)完整的整體。人體由許多塊小骨組成，而不是一塊塊的大骨，每?jī)蓧K小骨之間由關(guān)節(jié)相連。3．介紹：關(guān)節(jié)可以分為固定關(guān)節(jié)和活動(dòng)關(guān)節(jié)兩種。身體內(nèi)的某些關(guān)節(jié)以某種方式連結(jié)后，骨的活動(dòng)性較小，或是不能運(yùn)動(dòng)。我們把這些骨的連接叫做固定關(guān)節(jié)。頭蓋骨的骨就是由固定關(guān)節(jié)連結(jié)的，連接肋骨和胸骨的也是固定關(guān)節(jié)。人體內(nèi)的大多數(shù)關(guān)節(jié)都是活動(dòng)關(guān)節(jié)。活動(dòng)關(guān)節(jié)使人體能夠進(jìn)行大幅度的運(yùn)動(dòng)。

4．小組活動(dòng)：活動(dòng)一下身體，找一找身上有哪些是可以自由活動(dòng)的關(guān)節(jié)，在人體圖上標(biāo)出來(lái)。5．匯報(bào)交流，實(shí)踐體驗(yàn)。

三、做找關(guān)節(jié)的游戲。

1.設(shè)疑：這些可以自由活動(dòng)的關(guān)節(jié)有什么作用呢？你能想辦法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下嗎？

談話：如果這些自由活動(dòng)的關(guān)節(jié)不能夠自由活動(dòng)了，會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況呢？

2.活動(dòng)：分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，體驗(yàn)一下，關(guān)節(jié)綁住之后做這些動(dòng)作跟原來(lái)比較有什么不一樣？

（1）綁住食指關(guān)節(jié)——寫字、穿回形針項(xiàng)鏈、把豆子放進(jìn)小口瓶；

（2）綁住肘關(guān)節(jié)——系鞋帶、拉拉鏈、寫字；

（3）綁住膝關(guān)節(jié)——走路、下蹲。

3.匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，交流試驗(yàn)體驗(yàn)。

4.小結(jié)：如果沒(méi)有關(guān)節(jié)，人體就會(huì)像木板一樣僵硬。

四、體驗(yàn)關(guān)節(jié)的多種連接方式

1．活動(dòng)：按要求做各種動(dòng)作，比較一下，身上的關(guān)節(jié)所能夠做的動(dòng)作有什么不同。2．學(xué)生交流匯報(bào)。

3．預(yù)測(cè)：里面的骨頭是怎么連接的？

4．談話：你的預(yù)測(cè)正確嗎？請(qǐng)閱讀資料：四種常見(jiàn)的自由活動(dòng)關(guān)節(jié)。5．學(xué)生交流討論。

6．出示豬蹄、排骨等實(shí)物，指導(dǎo)學(xué)生觀察骨與骨之間是如何連接的。7．完成下列各項(xiàng)活動(dòng)：

（1）轉(zhuǎn)動(dòng)你的胳膊；

（2）推開(kāi)門；

（3）從桌子上拿起一本書(shū)；

（4）大幅度甩手；

（5）轉(zhuǎn)動(dòng)你的頭；

（6）跪下。

列出完成每一項(xiàng)動(dòng)作所涉及到的關(guān)節(jié)的類型。

8．對(duì)號(hào)入座——找一找身上還有哪些部位的關(guān)節(jié)分別是這四種常見(jiàn)關(guān)節(jié)類型。

9．小結(jié)：不同的活動(dòng)關(guān)節(jié)使人體能以多種方式運(yùn)動(dòng)。

五、總結(jié)拓展

1．談話：通過(guò)今天這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你對(duì)關(guān)節(jié)有了哪些了解？ 2．思考：關(guān)節(jié)還有什么作用？

3．活動(dòng)體驗(yàn)：將你的腳尖踮起，然后迅速將腳跟落下。比較一下，在身體挺直和膝關(guān)節(jié)彎曲兩種狀態(tài)下，做這個(gè)活動(dòng)你的感覺(jué)有什么不同？

板書(shū)設(shè)計(jì)：關(guān)節(jié)

骨頭與骨頭相連的地方

第三篇：《關(guān)節(jié)》教學(xué)設(shè)計(jì)

《關(guān)節(jié)》(教學(xué)設(shè)計(jì))

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.能應(yīng)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)所提出的問(wèn)題作假設(shè)性解釋。

2.想知道，愛(ài)提問(wèn)，用學(xué)到的知識(shí)改善生活。3.認(rèn)識(shí)關(guān)節(jié)，知道六大關(guān)節(jié)的名稱，了解所在位置及其作用。教學(xué)過(guò)程描述：

一、導(dǎo)入新課

同學(xué)們見(jiàn)過(guò)機(jī)器人嗎？ 誰(shuí)來(lái)學(xué)學(xué)機(jī)器人的行走？

機(jī)器人行動(dòng)起來(lái)與我們有什么不同？

你知道為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？（機(jī)器人沒(méi)有關(guān)節(jié)、機(jī)器人的關(guān)節(jié)不靈活）原來(lái)，機(jī)器人活動(dòng)不靈活與關(guān)節(jié)有關(guān)。

這一節(jié)課我們就一起來(lái)學(xué)習(xí)關(guān)節(jié)。（板書(shū)課題：關(guān)節(jié)）

二、學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)

（課件）教師出示學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)目標(biāo)在我們的預(yù)學(xué)案上已經(jīng)有了，同學(xué)們也都看了。

三、交流預(yù)習(xí)情況

課前我們進(jìn)行了預(yù)習(xí)，請(qǐng)同學(xué)們拿出預(yù)學(xué)案我們交流一下，在交流之前先看一下交流提示。（課件出示交流提示）（生讀）

學(xué)生組內(nèi)交流。

哪個(gè)小組先來(lái)匯報(bào)一下你們的交流結(jié)果。

剛才同學(xué)們?cè)诮涣鞯倪^(guò)程中提出了很多問(wèn)題，今天我們就利用這節(jié)課的時(shí)間來(lái)認(rèn)識(shí)關(guān)節(jié)。

四、學(xué)習(xí)新課

什么是關(guān)節(jié)？我們身體哪些地方有關(guān)節(jié)呢？這些地方有什么特點(diǎn)？下面我們打開(kāi)導(dǎo)學(xué)案看一下活動(dòng)一。

（一）活動(dòng)一：認(rèn)識(shí)關(guān)節(jié)。

1.活動(dòng)活動(dòng)身體，找一找身上哪些地方有關(guān)節(jié)？說(shuō)給同桌聽(tīng)聽(tīng)。（肩膀、胳膊肘、手指、手腕、腳腕等）

2.小組內(nèi)討論：這些地方與其他地方有什么不同？這些地方又有什么共同特點(diǎn)呢？

（這些地方能夠活動(dòng)，這些地方都是兩塊骨的交接處）

通過(guò)剛才的活動(dòng)和討論，同學(xué)們知道什么是關(guān)節(jié)了嗎？（板書(shū)：骨與骨連接的地方 活動(dòng)）

（二）活動(dòng)二：認(rèn)識(shí)六大關(guān)節(jié)的位置及作用。

1.剛才同學(xué)們?cè)谏眢w上找到了這么多的關(guān)節(jié)，下面我們主要認(rèn)識(shí)六大關(guān)節(jié)。請(qǐng)同學(xué)們看活動(dòng)二。

2.對(duì)照?qǐng)D示，活動(dòng)身體找到各大關(guān)節(jié)，記住名稱，說(shuō)給同桌聽(tīng)。3.游戲：師說(shuō)出關(guān)節(jié)的名稱，生迅速在身上找到關(guān)節(jié)的位置。

（二）活動(dòng)三：體驗(yàn)關(guān)節(jié)的作用。

過(guò)渡句：這么多關(guān)節(jié)對(duì)人體有什么作用？想不想體驗(yàn)一下？請(qǐng)同學(xué)們看活動(dòng)三：

開(kāi)展立定跳遠(yuǎn)、踢毽子、跳繩活動(dòng)，觀察關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)情況。填寫活動(dòng)記錄表。通過(guò)剛才的活動(dòng)我們知道一個(gè)活動(dòng)都有多個(gè)關(guān)節(jié)的參與，關(guān)節(jié)是怎樣協(xié)調(diào)人體運(yùn)動(dòng)的呢？（看視頻）人體在行走的過(guò)程中是由多個(gè)關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的。

如果我們的人體沒(méi)有關(guān)節(jié)會(huì)怎樣呢？（一動(dòng)不動(dòng)、不能走路、不能抬手、也不能搖頭、動(dòng)手指頭）

大家想不想試試？請(qǐng)同學(xué)們起立，不讓膝關(guān)節(jié)活動(dòng)，也就是不打彎，向前走幾步，體驗(yàn)一下有什么感覺(jué)？（身體變得很僵硬，活動(dòng)不靈活）

沒(méi)有關(guān)節(jié)行不行？

五、拓展延伸：讓我們的關(guān)節(jié)更靈活

關(guān)節(jié)對(duì)人體很重要，我們應(yīng)該怎么辦？（保護(hù)關(guān)節(jié)）可是在我們的生活中經(jīng)常會(huì)遇到這種情況（課件）：脫臼、體育活動(dòng)前做準(zhǔn)備活動(dòng)。還有一些活動(dòng)像舞蹈、專業(yè)的運(yùn)動(dòng)跨欄等需要在老師的指導(dǎo)下活動(dòng)，這樣才能不至于使我們的關(guān)節(jié)受傷。

我們要運(yùn)動(dòng)，但是我們要科學(xué)地運(yùn)動(dòng)，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)會(huì)使我們的關(guān)節(jié)更靈活、更牢固。下面我們就一起來(lái)活動(dòng)活動(dòng)關(guān)節(jié)，請(qǐng)同學(xué)們起立，跟著音樂(lè)跳起來(lái)?？凑l(shuí)跳得好，學(xué)得快。

讓我們的關(guān)節(jié)一起動(dòng)起來(lái)。（播放《健康歌》MTV）

剛才同學(xué)們跳得很好，在剛才跳得過(guò)程中我們體會(huì)到一個(gè)活動(dòng)都有多個(gè)關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，所以我們要經(jīng)常的活動(dòng)關(guān)節(jié)，這樣才能更利于我們的成長(zhǎng)。

六、課堂檢測(cè)

這一節(jié)課同學(xué)們學(xué)得怎樣呢？下面我們打開(kāi)檢測(cè)案，看活動(dòng)要求。（生讀）下面我們按照活動(dòng)要求看哪一個(gè)小組能在最短的時(shí)間內(nèi)完成。

小組展示。

通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們積極討論發(fā)言，下面我們一起來(lái)看一下哪個(gè)小組獲得了優(yōu)勝小組。對(duì)獲得優(yōu)勝的小組我們掌聲鼓勵(lì)一下。

七、課后拓展

關(guān)節(jié)炎的預(yù)防和和治療方法。板書(shū)設(shè)計(jì)：

關(guān)節(jié)

骨與骨連接的地方

活動(dòng)

第四篇：機(jī)械手教學(xué)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

機(jī)械手的 PLC 的自動(dòng)控制

一、教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)目標(biāo)

(1掌握機(jī)械手的工作原理。(2熟練運(yùn)用梯形圖繪制 PLC 程序。(3掌握利用輔助繼電器的編程技巧。2.能力目標(biāo)

(1知道每個(gè)輔助繼電器的功能。(2知道定時(shí)器是如何定時(shí)工作的。(3培養(yǎng)學(xué)生單獨(dú)接線、編程的能力。3.情感目標(biāo)

先通過(guò)機(jī)械手動(dòng)作的實(shí)驗(yàn), 使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣。繼而帶著興趣, 主動(dòng)地 去學(xué)習(xí)。為了使學(xué)生容易理解,在學(xué)習(xí)過(guò)程中,先逐個(gè)分析每條語(yǔ)句的功能,最 后再整體講解。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握機(jī)械手的程序設(shè)計(jì)。

2.進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)輔助繼電器的理解和運(yùn)用。3.鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。

三、實(shí)驗(yàn)器材

1.FX2N-48MR 型的 PLC 主機(jī) 一臺(tái) 2.機(jī)械手演示裝置 一臺(tái) 3.微型計(jì)算機(jī) 一臺(tái) 4.編程電纜 一根 5.連接導(dǎo)線 若干

四、教學(xué)過(guò)程 1.引入新課

我們知道現(xiàn)在科技發(fā)展越來(lái)越快, 在不久的將來(lái)機(jī)器人將代替我們?nèi)祟惞ぷ?今天讓我們大家也嘗試著做一次科學(xué)家,讓機(jī)器人用他們的機(jī)械手為我們搬運(yùn) 物料。

2.學(xué)生思考

(1 常用開(kāi)關(guān)和傳感器有何區(qū)別?(2 輸入、輸出點(diǎn)怎樣定義的?(3 機(jī)器人怎樣搬運(yùn)?分為幾個(gè)步驟? 3.教師講解

第一節(jié)課 :復(fù)習(xí)基本指令(定時(shí)器,輔助繼電器,左移位指令;解答學(xué)生的思考題。

(1常用開(kāi)關(guān)是點(diǎn)動(dòng)控制的,如果傳感器檢測(cè)到物料相當(dāng)于常閉的開(kāi)關(guān)。(2輸入點(diǎn)是傳感器,輸出點(diǎn)是執(zhí)行動(dòng)作。輸入點(diǎn):

檢測(cè)光電傳感器 X2 手臂伸出限位傳感器 X5 手爪下降限位傳感器 X10 手爪夾緊限位傳感器 X11 手爪提升限位傳感器 X7 手臂縮回限位傳感器 X6 手臂旋轉(zhuǎn)右限位傳感器 X4 輸出點(diǎn): 手臂前伸 Y5 手臂下降 Y4 手爪抓取物料 Y1 手臂上升 Y3 手臂縮回 Y6 手臂向右轉(zhuǎn)動(dòng) Y10 第二節(jié)課 :分析機(jī)械手的工作原理 首先考慮機(jī)械手的初始狀態(tài);按下啟動(dòng)按鈕 X0,線圈 M10得電, M10常開(kāi)觸頭閉合;當(dāng)檢測(cè)光電傳感器檢測(cè)物料 1S 后,手臂前伸;手臂伸出限位傳感器檢測(cè)到位后,手臂下降;

手臂下降限位傳感器檢測(cè)到位后,手爪抓取物料;手爪夾緊限位傳感器檢測(cè)到夾緊信號(hào) 0.5S 后;手臂上升;手臂提升限位傳感器檢測(cè)到位后,手臂縮回;手臂縮回限位傳感器檢測(cè)到位后;手臂向右轉(zhuǎn)動(dòng);手臂旋轉(zhuǎn)右限位傳感器檢測(cè)到位后,手臂前伸;手臂伸出限位傳感器檢測(cè)到位后,手臂下降;手臂下降限位傳感器檢測(cè)到位后,手爪放開(kāi)物料;手臂上升,手臂提升限位傳感器檢測(cè)到位后,手臂氣缸縮回;手臂縮回限位傳感器檢測(cè)到位后;手臂向左轉(zhuǎn)動(dòng), 等待下一個(gè)物料到位, 重 復(fù)上面的動(dòng)作,在分揀氣缸完成分揀后,再將物料放入輸送線上。

第三節(jié)課 :在學(xué)生理解了機(jī)械手的工作原理的情況下,繪制梯形圖并接線。注意強(qiáng)調(diào)接線安全, 不能把接地和接電源的線接反了, 否則會(huì)引起器件的損 壞。

五、探究活動(dòng)

結(jié)合職業(yè)中學(xué)的特點(diǎn),多開(kāi)展聯(lián)系生活實(shí)際的實(shí)踐課,使學(xué)生多學(xué)習(xí)PLC 產(chǎn)生濃厚的興趣。比如運(yùn)料小車,十字路口紅綠燈,搶答器等等。

第五篇：搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

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本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）

題

目：學(xué)生姓名：學(xué)

號(hào)：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：

（屆）

搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)

職稱：

****年**月**日

搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和自動(dòng)化生產(chǎn)線在企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，機(jī)械手作為自動(dòng)化生產(chǎn)線的重要組成部分也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)械手的發(fā)展在企業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)收上起到了舉足輕重的作用。本文簡(jiǎn)單介紹了本課題的意義和內(nèi)容，回顧了國(guó)內(nèi)外機(jī)械手的發(fā)展概況，并對(duì)工件搬運(yùn)機(jī)械手的研究。作者根據(jù)本課題的研究依據(jù)，對(duì)機(jī)械手的機(jī)械系統(tǒng)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確整體結(jié)構(gòu)和機(jī)、氣一體化的實(shí)現(xiàn)方法，畫(huà)出了各主要部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。

關(guān)鍵字：機(jī)械手；氣動(dòng)；設(shè)計(jì)研究

Design of Manipulator for Transportation Abstract：With the development of the science and technology and the application of the automobile product line in the production, the manipulator, who serves as the important part of the automobile product line, has also experienced dramatic progress and development, manipulator as to play an extremely important part in the development and income of the corporations.This paper introduces the content and practical application value of the thesis, and reviews the development of manipulators inside and abroad, and manipulator which used transport workpiece has been studied.The writer introduces the gist of research, designs the machine system project of the manipulator, confirms the gantry configuration and the realization way with the machinery, gas-motivated and draws the machine configuration picture of master parts.Key words：manipulator, pneumatics, design and study

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目 錄 緒論...........................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.1 前言..........................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.2 機(jī)械手國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.3 當(dāng)今機(jī)械手具有的特點(diǎn).........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2 機(jī)械手總體設(shè)計(jì)方案.............................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.1 機(jī)械手基本形式的選擇.........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2 機(jī)械手的主要運(yùn)動(dòng)方式和部件...................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.3 驅(qū)動(dòng)方式的選擇...............................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.4 機(jī)械手的主要設(shè)計(jì)參數(shù).........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3 機(jī)械手手部設(shè)計(jì).................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.1 手部的種類及設(shè)計(jì)基本要求.....................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.1.1 手部的種類.............................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.1.2 手部設(shè)計(jì)基本要求.......................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2 手部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸的計(jì)算...................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2.1 手部的設(shè)計(jì).............................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2.2 手指指端設(shè)計(jì)...........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2.3 手部各主要尺寸的確定...................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.3 手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì)...........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.3.1 手部加緊力FN的計(jì)算.....................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.3.2 手部夾緊氣缸主要尺寸的確定.............................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4 機(jī)械手手腕設(shè)計(jì).................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.1 手腕設(shè)計(jì)基本要求.............................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.2 手腕的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)...............................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.3 手腕回轉(zhuǎn)氣缸的設(shè)計(jì)...........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.3.1 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需驅(qū)動(dòng)力矩M驅(qū)的計(jì)算.......................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.3.2 手腕回轉(zhuǎn)氣缸主要尺寸的確定.............................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5 機(jī)械手手臂設(shè)計(jì).................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.1 手臂設(shè)計(jì)的基本要求...........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.2 手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)...............................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.3 手臂伸縮氣缸的設(shè)計(jì)...........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

I 本工作室有大量設(shè)計(jì)資料，承接機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)，需購(gòu)買或設(shè)計(jì)請(qǐng)加Q631768401

5.3.1 手臂伸縮運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力F的計(jì)算.............................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.3.2 手臂伸縮氣缸主要尺寸的確定.............................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6 機(jī)械手機(jī)身設(shè)計(jì).................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.1 機(jī)身整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)...........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.1.1 常見(jiàn)機(jī)身的結(jié)構(gòu).........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.1.2 機(jī)身整體結(jié)構(gòu)的選擇.....................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.2 機(jī)身回轉(zhuǎn)氣缸的設(shè)計(jì)...........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.2.1 回轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動(dòng)力矩M驅(qū)的計(jì)算..............................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.2.2 機(jī)身回轉(zhuǎn)氣缸主要尺寸的確定.............................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.3 機(jī)身升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)...........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.3.1 手臂偏重力矩M偏的計(jì)算..................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.3.2 升降不自鎖條件分析計(jì)算.................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.3.3 機(jī)身升降運(yùn)動(dòng)的液壓缸驅(qū)動(dòng)力F的計(jì)算.....................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.3.4 軸承的選擇分析.........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。7 全文總結(jié)與展望.................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。7.1 全文總結(jié)......................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。7.1.1 機(jī)械系統(tǒng)方面...........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。7.1.2 驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)方面...........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。7.2 展望..........................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn)..........................................................................27 致謝..............................................................................28 附錄..............................................................................29

II 本工作室有大量設(shè)計(jì)資料，承接機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)，需購(gòu)買或設(shè)計(jì)請(qǐng)加Q631768401

附 錄

1.氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手

QDBYJXS-A0 2.手部部件

SBBJ-A1 3.花鍵套

HJT-A2 4.花鍵軸

HJZ-A2 5.活塞軸

HSZ-A2 6.回轉(zhuǎn)氣缸上蓋

HZQGSG-A2 7.回轉(zhuǎn)氣缸下蓋

HZQGXG-A2 8.氣缸蓋及導(dǎo)桿

QGGJDG-A2 9.升降氣缸蓋(底座)

SJQGGDZ-A2 10.手臂支架及導(dǎo)桿套

SBZJJDGT-A2 11.手指

SZ-A3 12.手指端

SZD-A3 13.手指圓柱銷桿

SZYZXG-A3 14.手指支架及驅(qū)動(dòng)桿套

SZZJJQDGT-A3 15.工件

GJ-A4 本工作室有大量設(shè)計(jì)資料，承接機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)，需購(gòu)買或設(shè)計(jì)請(qǐng)加Q631768401