步进电机三自由度直角型机械手设计摘要计算基本动态额定负载各动作模式下的轴向负载的计算加速时加速度轴向负载匀速时轴向负载减速时轴向负载各动作模式次循环所需的时间螺距为的负载条件根据上述两表所示条件计算轴向均负载与平均转速计算所需基本动态额定负载根据预期寿命，扣除停止时间后的净运行使用寿命预计夹紧上下运动将运行系数带入公式中因此选择丝杠容许屈曲载荷危险速度计算研讨丝杠轴全场与危险速度屈曲载荷最大行程螺母长度余量末端尺寸下面就屈曲载荷进行讨论，设负载作用点间距式中开始引起压曲的负载负载作用点距离杨氏模量丝杠轴最小惯性矩由丝杠的支撑方式决定系数铰支铰支固定铰支选用固定铰支固定自由.式中屈曲载荷安全系数.说明容许轴向负载充分满足使用条件由于电机速度比较慢肯定安全无需校核危险速度最终选型结果适合的滚珠丝杠的形式为支座型号为校核驱动电机传动系统等效转动惯量计算电机转子转动惯量滚珠丝杆的转动惯量的折算手臂上下移动惯量的折算工作台是移动部件，其移动质量折算到滚珠丝杠轴上下移动的惯量可按下式进行计算式中，是丝杆导程为工作台质量。所以联轴器转动惯量系统等效转动惯量验算矩频特性步进电机最大静转矩是指电机的定位转矩，从附件中查得步进电机的名义启动转矩与最大静转矩的关系为查的。所以步进电机空载启动是指电机在没有外加工作负载下的启动。步进电机所需空载启动力矩可按下式计算式中为空载启动力矩为空载启动时运动部件由静止升速到最大快进速度，折算到电机轴上的加速力矩.为空载时折算到电机轴上的摩擦力矩.有关的各项力矩值计算如下加速力矩式中为传动系统的等效转动惯量为电机的最大角加速度为与运动部件最大快进速度对应的电机最大转速为运动部件从静止启动加速到最大快进速度所需的时间为运动部件最大快进速度为初选步进电机的步距角为脉冲当量空载摩擦力矩式中为运动部件的总重量为导轨摩擦系数为传动系统总效率为滚珠丝杠的最大行程附加摩擦力矩式中为滚珠丝杠预紧力为最大轴向负载的为滚珠丝杠未预紧时的传动效率，现取所以，步进电机所需空载启动力矩初选电机型号应满足步进电机所需空载启动力矩小于步进电机名义启动转矩步进电机三自由度直角型机械手设计摘要基于,步进,电机,机电,自由度,直角,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸摘要在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制计算机系统机器人等。其中工业机器人是相对较新的机械电子设备，它在现代化工业生产中正扮演着越来越重要的角色。全自动化工业机械手有能模仿人手和手臂的些动作功能，用固定程序搬运，抓取物体或操作工具的自动操作装置，机械手主要由手部和运动机构组成。按照搬运或者抓去的物件形状尺寸重量材料和作业环境等的要求的不同，手部有几种结构形式，吸附型，托持型和夹持型等。运动机构的功能是使手部完成各种动作移动转动等运动来实现规定的动作。机构的伸缩升降和旋转等运动方式，称为机械手的自由度。本设计选用三自由度直角坐标型工业机器人，其工作方向为四个直线方向，是通过滚珠丝杠来实现小臂与大臂的伸缩，升降。而这些动作都是通过在步进电机的带动下进行。在控制器的作用下，它将执行将工件从条流水线抓取并运送到另条流水线这简单的动作。本篇论文主要对机械手的传动部分滚珠丝杠与步进电机进行了计算，计算内容主要包括工业机器人的传动机构的设计，以及其机械传动装置的选择。另外对控制部分的描述主要有单片机的控制方案，接线原理图以及程序流程图等。关键词三自由度，直角坐标，工业机器工业机器人的设计分析设计要求总体方案拟定工业机器人的主要技术参数.控制系统的设计分析工业机的机械系统设计.工业机器人的运动系统分析.工业机器人的执行机构设计末端执行机构设计气缸的确定手臂机构的计算设计基座的计算设计.工业机器人的机械传动装置的选择联轴器的选择滚珠丝杠的选择机械手的单片机控制系统设计.机械手单片机控制方案控制系统的控制原理及控制要求机械手的工作流程驱动器的选择.机械手单片机接线原理图的设计电源电路时钟电路复位电路接线原理图.机械手单片机程序流程图的设计.汇编语言的设计结论绪论.装配机械手的概述机械手是在机械化自动化生产过程中发展起来的种新型装置。在工业生产线中，机械手具有很广泛的用途。它是工作抓取和装配系统中的个重要组成部分。它的基本作用是从指定位置抓取工件运送到另个指定的位置进行装配。机械手臂代替了人工的繁杂劳动，并且操作精度高，提高了产品质量和生产效率。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械手和自动化的有机结合。在机械行业中它可以用于零部件组装，加工工件的搬运装卸，装配机械手以刚性高的手臂为主体，与人相比，可以有更快的运动速度，可以搬运更重的东西，而且定位精度相当高，它可以根据外部来的信号，自动进行各种操作。它适应于中小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。本课题主要应用于生产加工生产线，实现加工过程上料加工下料的自动化无人化。通过对机械电子工程机电体化方向专业大学本科的所学知识进行整合，完成个特定功能特殊要求的数控机床送料机械手设计，能够比较好地体现机械电子工程机电体化方向专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。.设计背景与应用意义机械手工程是近二十多年来迅速发展起来的综合学科。它集中了机械工程电子工程计算机工程自动控制工程以及人工智能等多种学科的最

（图纸） Y轴大臂支撑架.dwg

（图纸） Z轴导向杆.dwg

（图纸） 电动连接架.dwg

（图纸） 机械手固定座.dwg

（图纸） 机械手装配总图.dwg

（图纸） 接线原理图.dwg

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（其他） 设计任务书.doc

（论文） 设计说明书.doc

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