工业机械手结构设计

工业机械手结构设计

陈文超 郝绘坤 【 通讯作者】

山东协和学院 山东济南 250107

摘要：随着时代的发展，科学技术的进步，越来越多的高科技、人工智能已经融入到我们的生活中。目前这些人工智能在生活中已经随处可见，被运用在各种场合。机械手又名工业机器人,是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并已成为现代科技的一个重要组成部分。工业机械手就是目前生活中在工业行业中运用广泛的一种，它能够在较小的占地面积范围内建造高效、节能的全自动砌块成型机生产线的构想变成现实。工业机器人运作灵活精准、快速高效、稳定性高，作业效率高，大大节省了劳动力，节省空间。

关键词：工业机械手 同步带传动 结构设计 三维设计

引言

工业机械手被广泛地用于工业生产，尤其是在自动化处理生产线，由于其结构紧凑，强度高，简单的运动，和较大的工作范围。工业机械手搬运机器人发挥整个自动化系统中起关键作用。本课题来自于交通系统在企业的自动化生产线。该研究的目的是提供一种简单，高效和成本有效的方法为基于总的应用技术的研究（机械结构，控制装置等）的综合应用溶液工业机械手。为了提高生产线的处理效率，从而提高整体生产效率，达到降低生产成本，创造更大的价值。

1 整体方案设计

根据工作环境和国内外工业机械手的研究现状，确定机械手的基本工作原理和总体结构设计方案，选择合适的工业机械手。根据作业要求确定机械手的构型方案，选择合适的驱动方式，确定机械手的自由度和基本尺寸，完成机械手的结构设计。根据果实的力学特性，完成机械手的结构和主要部件的设计。

2 工业机械手设计方案

为了满足机械手参数和性能要求，首先应从功能效果满足机械要求。具体功能需要每个轴的运动模式，每个轴的传动功率，以及水平传输速率速度。高升降的速度，同步带皮带轮的速度是一种简单的传动方式，良好的工艺，高传输距离，满足机器人的整体抓握操作的稳定性，易于使用等。本设计的设计原则是工业机械手多自由度，五伺服电机控制六自由度，底部旋转连接装置和伺服电机。一种皮带旋转装置、一旋转环形齿轮、一啮合齿环齿轮、一用于旋转整个机械手的旋转装置以及一旋转装置。伺服电机用于控制第一级旋转臂的旋转运动，伺服电动机与传动轴连接,传动轴通过扁键与主旋转臂连接。使得具有整个腰部的结构通过伺服电机的旋转而旋转。二级回转臂和多自由度臂的旋转的方式和一级回转臂的旋转方式一样。

图1 工业机械手

3 传动系统设计

同步齿带传动是一种柔性传动。传动的基本部件是皮带轮和皮带。当主动轮旋转时，利用皮带与主动带之间的啮合作用，将运动和动力通过皮带传递给主动轮。同步齿带传动具有结构简单、传动平稳、传动准确、减震等特点，在现代机械中得到了广泛的应用。工业机需要伺服控制，需要实现准确的传动，所以选择同步齿轮带传动。

4 减速器选型

根据传动比分配计算，本设计中需要确定一个传动比i=3和两个传动比i=3.85的一级行星减速器，其输入轴的最高转速分别为1500r∕min和3000r∕min，启动前润滑油应预热。接下来一次确定腰部机构选择减速器型号、腕部结构选择减速器型号和手臂结构选择减速器型号

5 结论

对于本文的项目的设备研究，最大的目的是解决国内在同类型的工业机械手机构中存在的一些技术不足或者前瞻性不足。在和国外的设备比拼中不断提高工业机械手的总体表现和市场份额是本文作者的重要动力，经过课题中项目经费和研究导师的大力支持，课题的研究内容相对杂志上的文章要详细和有实际参照意义。论文在确定了总设计思路后，直接分析了工业机械手具体的结构选择和重要功能零件的结构设计，从设备的外形是否满足一些限制要求到设备外壳和框架的确定，这是一个经过团队分析和前几代产品开发效果比较得出的过程，课题还采用了建模软件中一些动态仿真插件获得设备外形结构不会被外力作用出现裂纹和的保证。仿真数次结果表示设备的外壳或者支撑垂直杆在受到设备输入载荷接近极限时候，一定要有较小的变形和集中应力才不会将内部的传动机构的传动特性给破坏。

参考文献

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