五自由度机械手设计,五自由度机械臂设计

机械手臂的组成部分

手臂由以下几部分组成：（1）运动元件。如油缸、气缸、齿条、凸轮等是驱动手臂运动的部件。（2）导向装置。是保证手臂的正确方面及承受由于工件的重量所产生的弯曲和扭转的力矩。（3）手臂。起着连接和承受外力的作用。

手臂由以下几部分组成：（1）运动元件。如油缸、气缸、齿条、凸轮等是驱动手臂运动的部件。（2）导向装置。是保证手臂的正确方向及承受由于工件的重量所产生的弯曲和扭转的力矩。（3）手臂。起着连接和承受外力的作用。

机械手臂根据结构形式的不同分为多关节机械手臂，直角坐标系机械手臂，球坐标系机械手臂，极坐标机械手臂，柱坐标机械手臂等。右图为常见的六自由度机械手臂。他有X移动，Y移动，Z移动，X转动，Y转动，Z转动六个自由度组成。

一般来说，6轴机械臂由多个部件组成，包括机械臂本体、电机、减速器、编码器、传感器等。

五轴伺服机械手具备哪些优势

1、根据需求机械手各轴可采用AC伺服马达驱动，使机械手运行中稳定性强、速度快、多点定位精确，为机械手与治具、周边设备配合提供有力支持。 控制系统运用紧凑型伺服集成模块，机械手自身不再需要外部控制箱。

2、加工稳固牢靠 实现盘算机掌握，消除人为误差，零件加工一致性好，质量稳固牢靠。高柔性 加工对象转变时，一般只须要更改数控顺序，表现出很好的适应性，可大小节俭生产预备时光。

3、通常来说，三轴机械手是XYZ三轴的机械手。SCARA属于平行轴机械手。它们是有三个联动自由度。五轴机械手通常是在XYZ三轴上增加B轴和C轴，有五个自由度，往往称为桁架机械手。

在设计工业机器人时如何选择自由度?

工业机器人的本体轴是用伺服电机的，好处是定位精度高，可采用蜗轮蜗杆，速度快，相应快，自由度和机器人的轴的数量有关，轴摆动的幅度有关，臂长有关，以上三项可以决定机器人手臂自由度。

自由度越多就越接近人手的动作机能，通用性就越好；但是自由度越多，结构越复杂，对机器人的整体要求就越高，这是机器人设计中的一个矛盾。随着轴数的增加，机器人的灵活性也随之增长。

因为只有达到6个自由度，才能让工业机器人更好的完成三维层次的工作。三维空间内刚体位置姿态需要六个参数，无约束的刚体在三维空间内的自由度就是6，工业机器人末端假如想在三维空间内实现不受约束的运动，需要6个自由度。

目前大部分机器人都具有3~6个自由度，可以根据实际工作的复杂程度和障碍进行选择。

工业机器人运动自由度数小于6个。自由度数表示机器人动作的灵活程度，机器人的自由度少于6个，也有多于6个的。工业机器人的自由度是指机器人能够在三维空间中自由移动的能力，也就是机器人的运动自由度。

制作五自由度机械手需要考虑除了设计原理、实现的功能、所需要的知识...

1、需要知道硬件设备的性能及不同品牌优势。如所需要直线轴承、马达电机、选用钢材等。

2、位置精度高。为了获得机械手的高位置精度，除了采用先进的控制方法外，在结构上还应注意以下问题：（1）机械手的刚度、重量力矩、惯性力和缓冲作用直接影响手臂的位置精度。（2）增加设定装置和行程检测机构。

3、在设备运行的时候，五轴机械手臂是取代人工操作的好方法。

机械设计基础,这个自由度怎么算?

1、计算机构的自由度是指构成机构的零部件可以相对自由地运动的数量。计算机构自由度的公式为：f = 3（n-1） - 2j 其中，n表示机构中链接件的数量，j表示机构中固定件的数量，f表示机构的自由度。

2、自由度数 k=3n-2p5-5p4=3*4-2*2-0=2 两个自由度，需两个原动件机构才有确定的运动。只有一个原动件，机构没有确定的运动，比如，将右下端的杆固定在任意位置，其余三个活动构件在原动件带动下可以自由运动。

3、解析：首先去除一个局部自由度（即滚子，把它和上方的杆件看成一体的就好）。这样也就算是有3个活动构建（即凸轮、中间杆件和上方杆件）。

4、自由度为1，构件数为5，低副数为6，高副数为2。自由度F=3x5-2x6-2=1。2个滚子均为局部自由度。如下图所示。蓝色为构件，红色圈为低副，绿色圈为高副。

设计机械手(机器手)的结构要注意的问题

对于两臂同时操作的机械手，两臂的排列应尽可能对称于中心，以达到平衡。位置精度高。

打开机器人总开关后，必须先检查机器人在不在原点位置，如果不在，请手动跟踪机器人返到原点，严禁打开机器人总开关后，机器人不在原点时按启动按钮启动机器人。

为简化机械手结构和降低制造成本，机械手各自由度均采用气动驱动。驱动部分有回转气缸、升降气缸、伸缩气缸和开合气缸。注塑机机械手在总体结构设计时在保证功能实现的同时，追求结构的简单化，尽量降低成本和便于保养和维护。

对于双臂同时操作的机械手，则应使两臂的布置尽量对称于中心，以达到平衡。

注塑机机械手在工作过程中，如有不正常工作，要按“急停”按钮。 报警灯（红灯）亮时，检查原因，并用完全手动模式调整机械手，同时报警信号复位。 如果注塑机不正常，注塑机和机械手都要暂停工作。

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