教学机械手的仿真与设计

摘 要

    进行一台6自由度的教学机械手模型的设计及仿真。它是一个水平 /垂直位移的机械设备 ,用来将工件由左工作台搬到右工作台 ,在PLC控制下可实现手动及自动等多种工作方式 ,包括外形设计机构设计运动学仿真，建立了位姿方程，并应用ADAMS对其进新仿真分析，为学习机械手的原理及应用提供一种理想的示教装置。

关键词   教学机械手  仿真   设计  示教装置

目    录

第一章 绪论.1

       1.1课题背景及意义.2

       1.2工业机器人发展与应用.2

1.2.1机械手的组成.2

1.2.2机械手的分类2

1.2.3国外机械手的发展状况2

1.2.4国外机械手发展预测.3

1.2.5我国机械手的发展状况3

       1.3教学机器人发展状况4

       1.4本文主要研究内容.5

第二章 总体方案设计7

2.1机构选择.7

2.1.1执行机构8

2.1.2驱动机构8

2.1.3 控制机构..8

2.2总体方案设计..8

第三章  操作臂运动学分析.10

第四章  机械系统设计14

      4.1执行机构设计14

   4.1.1手部设计..14

   4.1.2腕部的设计.16

   4.1.3机械手操作臂设计.16

   4.1.4导向装置..18

          4.1.5 基座结构设计..18

      4.2仿真分析. 19

4.2.1 模型建立 19

4.2.2仿真分析..20

第五章 控制系统设计..21

5.1控制系统PLC选型与I/O点确定..21

5.2可编程控制器.21

5.2.1 PLC的基本构成.21

5.2.2中央处理单元..21

5.2.3输入/输出部件22

5.2.4编程工具 .22

5.3 PLC的发展趋势..22

       5.4  机械手臂的 PLC 控制系统硬件设计.23

   5.4.1 控制系统工艺分析..23

5.5 PLC控制系统软件设计.24

5.5.1手动程序设计25

5.5.2自动程序设计26

5.5.3 控制系统的分析27

      5.6电动机驱动选型.27

 5.6.1手指驱动电机选型27

 5.6.2腕部驱动电机选型27   

 5.6.3直线电机简介.28

 5.6.4前臂驱动电机选型29

 5.6.5管式直线电机直线运动机构应用方面的优势..29

 5.6.6 圆筒型直线电机的工作原理与结构.30

 5.6.7小臂上下移动的驱动电机选型..31

 5.6.8大臂左右移动的驱动电机选型..31

第六章 结论.32

参考文献.33

致谢..35