四自由度机械手设计 摘要
本课题设计了一种四自由度机械手，主要包括机械手的总体方案设计，机械手的坐标形式和自由度的确定，机械手的技术参数以及机械手机械机构设计，动力和控制部分设计。同时简要介绍了机器人的概念，机械手的组成和分类，液压技术的特点，及国内外的发展状况。本机械手的手臂采用推力液压缸实现伸缩，手腕采用摆动式液压缸实现回转，机身机座采用电机实现上升和回转。相对于人来说，机械手能在高温、低温、深水、宇宙、反射性和其他有毒、有污染环境条件上进行操作，更显其优越性，有着广阔的应用前景。
关键词 机械手；液压；电机；结构设计 目 录
1 绪论 1
1.1机械手的概念 1
1.2 工业机械手的简史 1
1.3工业机械手在生产中的应用 3
1.3.1 建造旋转零件（转轴、盘类、环类）自动线 3
1.3.2 在实现单机自动化方面 3
1.3.3 铸、锻、焊热处理等热加工方面 4
1.4 机械手的组成 4
1.4.1 执行机构 4
1.4.2 驱动机构 5
1.4.3 控制系统分类 5
1.5工业机械手的发展趋势 5
1.6 本文主要研究内容 6
1.7 本章小结 7
2机械手总体设计方案 8
2.1运动形式的选择 8
2.1.1直角坐标型机器人 8
2.1.2圆柱坐标型机器人 8
2.1.3极坐标型机器人 8
2.1.4多关节机器人 9
2.2驱动方式的选择 10
2.2.1液压驱动 10
2.2.2气压驱动 11
2.2.3电动机驱动 11
2.3总体结构设计 11
3 机械手机构设计与校核 13
3.1手部设计计算 13
3.1.1对手部设计的要求 13
3.1.2拉紧装置原理 14
3.2腕部设计计算 16
3.3臂伸缩机构设计 17
3.4机械手机身机座的结构设计 19
3.4.1电机的选择 20
3.4.2螺柱的设计与校核 21
4 液压系统原理设计及草图 24
4.1手部抓取缸 24
4.2腕部摆动液压回路 25
4.3小臂伸缩缸液压回路 26
4.4总体系统图 27
5 机械手的定位与平稳性 28
5.1常用的定位方式 28
5.2影响平稳性和定位精度的因素 28
5.3机械手运动的缓冲装置 29
致谢 30
参考资献 32
附录 33
英文原文 33
中文翻译 50
参考资献
[1] 徐灏主.机械设计手册[M](第3卷).机械工业出版社，1992.1
[2] 徐灏主.机械设计手册[M](第4卷).机械工业出版社，1992.1
[3] 徐灏主.机械设计手册[M](第5卷).机械工业出版社，1992.1
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