五自由度機(jī)械臂設(shè)計

五自由度機(jī)械臂設(shè)計,自由度,機(jī)械,設(shè)計 五 自 由 度 機(jī) 械 手 臂 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計答辯人：一、設(shè)計方案的確定此液壓手臂由四個液壓缸和一個旋轉(zhuǎn)氣缸實現(xiàn)五自由度的此液壓手臂由四個液壓缸和一個旋轉(zhuǎn)氣缸實現(xiàn)五自由度的空間運動?？臻g運動。三維總裝圖如下三維總裝圖如下機(jī)械手底部通過兩條滑軌較大行程的液壓缸實現(xiàn)水平位移。機(jī)械手底部通過兩條滑軌較大行程的液壓缸實現(xiàn)水平位移。設(shè)計方案液壓油缸與前后搭檔板法蘭連接回轉(zhuǎn)裝置通過液壓缸活塞桿帶動齒條并驅(qū)動回轉(zhuǎn)齒輪完成回轉(zhuǎn)裝置通過液壓缸活塞桿帶動齒條并驅(qū)動回轉(zhuǎn)齒輪完成180180度水平回轉(zhuǎn)運動。度水平回轉(zhuǎn)運動。設(shè)計方案軸承座支撐板限位并導(dǎo)向齒條直線往復(fù)運動采用較大尺寸推力圓柱滾子軸承分擔(dān)重量，由軸承座上端延伸圓凸臺內(nèi)徑定位。設(shè)計方案升降裝置通過液壓缸和兩滑軌及其附屬直線軸承實現(xiàn)升降裝置通過液壓缸和兩滑軌及其附屬直線軸承實現(xiàn)Y Y軸升軸升降運動。降運動。液壓油缸因行程較小采用前端法蘭裝配活塞桿直徑經(jīng)校核符合設(shè)計要求設(shè)計方案小臂俯仰裝置通過液壓缸活塞桿與小臂鉸接實現(xiàn)較小行程小臂俯仰裝置通過液壓缸活塞桿與小臂鉸接實現(xiàn)較小行程的俯仰運動。的俯仰運動。大小臂關(guān)節(jié)處通過雙深溝球支撐關(guān)節(jié)裝配方案實現(xiàn)自由回轉(zhuǎn)。設(shè)計方案手腕部通過直接選型的旋轉(zhuǎn)氣缸帶動銷軸回轉(zhuǎn)實現(xiàn)手爪俯仰。手腕部通過直接選型的旋轉(zhuǎn)氣缸帶動銷軸回轉(zhuǎn)實現(xiàn)手爪俯仰。旋轉(zhuǎn)氣缸由于尺寸原因，通過小臂側(cè)面外墊一法蘭圓盤安裝。二、主要零件設(shè)計選用主要零件包含四個液壓油缸、一個主要零件包含四個液壓油缸、一個smcsmc旋轉(zhuǎn)氣缸、齒輪、齒條、旋轉(zhuǎn)氣缸、齒輪、齒條、回轉(zhuǎn)軸和手爪部分。回轉(zhuǎn)軸和手爪部分。1.液壓缸選用液壓缸選用 通過公式通過公式 可以算出液壓缸可以算出液壓缸最小缸內(nèi)徑值，并通過相關(guān)手冊尺寸對照表設(shè)計出液壓缸缸徑最小缸內(nèi)徑值，并通過相關(guān)手冊尺寸對照表設(shè)計出液壓缸缸徑(回回轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)裝置的F F通過計算轉(zhuǎn)動慣性力矩和摩擦力矩求出。通過計算轉(zhuǎn)動慣性力矩和摩擦力矩求出。）經(jīng)計算，缸內(nèi)徑分別為經(jīng)計算，缸內(nèi)徑分別為32mm32mm、40mm40mm、40mm40mm、50mm50mm。主要零件2.2.回轉(zhuǎn)軸尺寸確定回轉(zhuǎn)軸尺寸確定 回轉(zhuǎn)軸尺寸由具體裝配要求確定，軸徑通過扭矩強(qiáng)度?；剞D(zhuǎn)軸尺寸由具體裝配要求確定，軸徑通過扭矩強(qiáng)度校核。核。軸上端由圓螺母定位。軸上端由圓螺母定位。主要零件3.3.齒輪齒條設(shè)計齒輪齒條設(shè)計 通過齒面彎曲強(qiáng)度校核，通過齒面彎曲強(qiáng)度校核，齒輪齒條選取較大模數(shù)，齒數(shù)齒輪齒條選取較大模數(shù)，齒數(shù)確定為確定為3636。油路系統(tǒng)方案確定4.4.手爪手爪 單活塞氣缸驅(qū)動手爪兩側(cè)連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)抓緊、松開的手單活塞氣缸驅(qū)動手爪兩側(cè)連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)抓緊、松開的手指運動。指運動。三、總結(jié)展望 此五自由度機(jī)械手臂可勝任很多場合，液壓與氣壓的驅(qū)動方式具有綠色環(huán)保、工作穩(wěn)定的優(yōu)點。但同時此設(shè)計依然存在不足：手臂活動較為緩慢笨拙；液壓系統(tǒng)易臟并不易維護(hù)。希望在不斷學(xué)習(xí)過程中可以設(shè)計出更加完美的機(jī)械手臂。感 謝 老 師 的 聆 聽 與 指 導(dǎo)答辯人：金東澤