摘要:科学发展观为我国工程技术的发展开辟了广阔道路，而机械手作为一种高科技自动化生产设备，已经广泛应用于国民经济的各个领域。

本文简要介绍了机械手的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和坐标形式及国内外的发展状况。

本课题设计的小型零件装配机械手，主要包括机械手的总体方案设计、机械手的机械结构设计以及驱动、控制系统设计等，实现了机械手的三自由度运动：X、Y轴的移动以及X轴的旋转。设计中选用滚珠丝杠来实现X、Y方向的直线运动，采用步进电机进行驱动，同时采用步进电机实现X轴的旋转。机械手直接采用电磁吸盘抓取工件。设计的机械手结构简单，便于操作。在单片机的控制下，完成预定的装配任务。

关键词 机械手；三自由度；滚珠丝杠；单片机

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 机械手概述-1

1.1.1 机械手的组成和分类-1

1.1.2 国内外发展状况-4

1.2 本课题研究的主要内容-5

1.3 小型零件装配机械手的功能要求及现实意义-6

1.3.1 小型零件装配机械手的功能要求-6

1.3.2 小型零件装配机械手的现实意义-6

2 机械手总体设计方案-7

2.1 机械手的坐标型式与自由度-7

2.1.1 机械手的坐标型式-7

2.1.2 机械手的自由度-8

2.2 总体设计方案-8

2.2.1 传动行走机构-8

2.2.2 驱动行走机构-9

2.3 机械手的设计参数-10

3 机械手机械系统设计-12

3.1 X轴结构的设计与选择-12

3.1.1X轴滚珠丝杆副尺寸选择计算-12

3.1.2滚动轴承型号选择计算-16

3.1.3驱动电机的选择计算-17

3.1.4X轴键的选择计算-18

3.2Y轴结构的设计与选择-19

3.2.1滚珠丝杠副尺寸选择计算-19

3.2.2滚动轴承型号选择计算-23

3.2.3驱动电动机的选择计算-25

3.2.4Y轴键的校核-26

3.2.5二维工作台底板的选择及校核-27

4 机械手控制系统设计-29

4.1 控制系统的结构分类-29

4.2 控制方式-29

4.3机械手的控制电路-30

4.3.1 增量式光电编码器辨向电路-30

4.3.2增量式光电编码器计数电路-31

4.3.3二相混合式步进电机的控制-31

4.3.4二相混合式步进电机双极型驱动电路的设计-31

4.3.5双极型驱动方式脉冲分配器的设计-32

结论-35

致谢-36

参考文献-37