摘 要

当今时代的大部分企业日常生产中，凸轮轴件等大批量生产零件的搬运是衡量一个企业的生产能力的重要标准，现如今，旧式的人力传统搬运以及渐渐的被大量生产的自动化搬运机械手所取代。工业自动化搬运机械手技术的逐渐成熟，对于降低生产企业车间工作人员的劳动强度、提升企业生产效率、减少企业制造本钱等这些问题上都起到了重要的作用，自动化机械手技术的发展与成熟也会反馈到企业的创新及发展成果上。顾名思义，机械手就是通过设置不同的工作程序或者是工作轨迹来完成对于需要抓取搬运的零件进行自动夹持的一种自动化的机械结构。自动化机械手也是从上个世纪末到现在迅速发展成熟的现代化自动生产装置。本课题目的是设计一种凸轮轴件抓取机器人，目的是实现对于凸轮轴件的上下料一机搬运。

关键字：机器人；抓取装置；工业机械手；手爪

Abstract

Most of today's enterprises in the daily production, camshaft parts and other high-volume production parts handling is an important measure of the production capacity of an enterprise, now, the old man-made traditional handling and gradually mass production of automated handling robot replace.The gradual maturity of industrial automation handling technology has played an important role in reducing the labor intensity of the workshop staff, improving the production efficiency and reducing the manufacturing cost of the manufacturing enterprises. The development and maturity of the automated robot technology will also feedback To the enterprise's innovation and development results.As the name suggests, the robot is through the establishment of different work procedures or work trajectory to complete the need for crawling parts automatically clamped an automated mechanical structure.Automated robots are also from the last century to the present rapid development of mature modern automated production device. The purpose of this project is to design a camshaft gripping robot, the purpose is to achieve the camshaft for a machine loading and unloading.

Keywords: robot ；grasping device；industrial manipulator； gripper

目录

第1章 绪论 1

1.1题目背景 1

1.2目的及意义 1

1.3国内外研究现状 1

1.4 设计目标 3

1.5 设计的基本内容 3

第2章 机械手的总体设计 5

2.1机械手的设计原则 5

2.2机械手的座标型式与自由度 5

2.2.1确定大体参数 6

2.4机械手的手腕结构方案设计 6

2.5机械手的手臂结构方案设计 7

2.6机械手的传动原理 7

2.7机械手的主要技术参数 7

第3章 手部结构设计 9

3.1夹持式手部结构 9

3.1.1手指的形状和分类 9

3.1.2设计时考虑的几个问题 9

3.1.3手部夹紧力的计算 10

第4章 手腕结构设计 13

4.1手腕的自由度 13

4.2手腕的驱动力矩的计算 13

4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩 13

第5章 手臂结构的设计 15

5.1机械手小臂伸缩机构的设计 15

5.1.1小臂伸缩计算 15

5.2机械手大臂升降机构的设计 17

5.2.1 确定滚珠丝杠副的导程 17

5.2.2 滚珠丝杠副的载荷及转速计算 17

5.2.3 滚珠丝杠副预期额定动载荷 18

5.2.4 估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量 19

5.2.5估算滚珠丝杠副的螺纹底X 19

5.2.6导程精度的选择 19

5.2.7确定滚珠丝杠副规格代号 19

5.3 机械手大臂升降伺服电机选型计算 20

5.3.1机械手手臂升降伺服电机的选择 20

第6章  总结与展望 23

6.1 总结 23

6.2 展望 23

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1题目背景

凸轮轴作为内燃机配气机构中的一个重要部件。保证内燃机气缸内部良好的换气、高效的充气、减小换气过程的损失、提升发动机的动力性和机械性以及自身的工作过程中的噪声低和可靠性高这些都是配气机构的主要作用。控制内燃机气缸气门的开闭都是凸轮轴的作用之一。在凸轮轴的设计过程中，对于其材料的选择大都为特种铸铁，也有部分用的是锻件，这都是考虑到特种铸铁和锻件的强度和支撑方面的性能好，因为发动机凸轮轴的转速非常高同时有非常大的扭矩，故其对于强度以及支撑方面的要求都非常高。衡量一台发动机的动力特性以及运转特征的主要依据就是气门的运动特性，所以凸轮轴件的生产在发动机的整体设计制造中起到了举足轻重的作用。

伴随着现代化的科学技术的成熟与完善，在当今大部分工厂的发动机制造过程中，凸轮轴工件的运输以及上下料的内容慢慢的被可自动抓取的机器人替代了。同时机器人各方面技术的日趋成熟还能够给我们带来许多的方便，如减小汽车发动机厂工作工人的劳动强度以及减小工作时的困难、大量提升工作速率和大幅度提高公司的生产质量，也对于降低工厂制造价格上发挥了举足轻重的意义，当今时代机器人各方面技术的进步关乎这大部分相关企业的未来。本课题目的是设计一种凸轮轴件抓取机器人，目的是实现对于凸轮轴件的上下料以及搬运。同时，还要明确设计该自动化搬运机械手的功能、伸缩行程、升降行程、工作平均移动和速度、夹持范围等技术参数、驱动方式以及各个机械手部位的传动工作原理、机械手各部位的主要机械结构。要求改机械手设计的结构简单、抓取重量能够满足大部分生产线零件、运行可靠，来达到提升企业生产线零件的生产效率的目的。

1.2目的及意义