微电机驱动机械手设计与运动仿真
微电机驱动机械手设计与运动仿真
机械手的快速发展已经使其在工业领域中获得了非常广泛的应用，特别是在制造业当中，鉴于其自动化程度之高，机械手已经成为各大企业生产线上的必不可少的一部分。现如今，不单单是在工业中，机械手的应用范围已经加大到各个领域，包括我们的日常生活中也是随处可见。
本文主要是设计一个简易的机械手，用于日常清洁领域（主要用于垃圾的拾取）。从机械手的总体设计方案出发，运用实际与理论结合来确定机械手的各部件之间的相对运动，从而确定各部件之间的相关尺寸参数，再运用Solidworks这一软件进行运动仿真，最后运用3D打印技术打印出各个零部件，组装成型。
关键词 机械手，solidworks，3D打印
1 引言 1
1.1 机械手的结构 2
1.2 机械手的分类 5
1.3 机械手国内外发展状况 5
2 机械手的整体架构设计 6
2.1 机械手各部件的结构设计说明 8
2.2 机械手驱动系统和控制系统的确定 10
2.3 机械手的各零部件尺寸参数的确定 12
2.4 机械手的整体运动 16
3 基于solidworks机械手的建立与运动仿真 20
3.1 solidworks对于机械手的建模 22
3.2 机械手的运动仿真 25
4 机械手的硬件制造与装配 26
4.1 3D打印技术 26
4.2 3D打印机的选用 27
4.3 机械手各零部件的加工 28
4.4 各部件组装成型 32
结论 34
致谢 35
参考文献 36
1 引言
在科技日益进步的今天，机器人这一概念人们已经并不陌生了，而机械手作为机器人极其重要的一部分，其发挥着巨大的作用。尤其是在最近的几十年里，机器人学逐渐发展成为一门高新学科，它所涉及的范围，十分广泛。特别是在工业制造领域，应用极广，在机械制造、电子业、轻工业、冶炼锻造业等[1]，都能看到有机械手的身影。它可以按照人们所设定的工作程序来一步步完成所需要完成的规定操作，在最近一段时间，随着传感器技术取得的进步，将传感器与机械手结合起来，还将使得机械手获得更高的自动化程度，能够根据自身的工作情况进行自我调整，以完成更深层次的难度更大的任务。
随着机械手的不断发展，它的复杂程度也是越来越高，功能也变得越来越强大。而且，机械手也开始走进我们的日常生活中，发挥着重要的作用[2]。城市环境和城市绿化是城市建设一个极其重要的问题，在城市的日常清洁领域，随着城市规模的扩大和消费水平的提高，人类所产生的生活垃圾也是随之增加，并且随着城市绿化带的扩大，树木落叶处理的规模也将扩大，难度也将继而加大。因此，在这样一个随时都有垃圾废物产生的环境中，仅仅考人力是十分的有限的，那么在有限的人力、精力情况下，把机械手应用于这一领域，将大大改善人类的生存环境。机械手作为主要的执行机构，将在生活中扮演清洁工的角色，很好的解决了在清洁领域的人力、精力问题[3]。
结 论
本次毕业设计基本完成了所需完成内容，达到了通过微电机作为动力源，使机械手完成任务的目的，基本实现了机械手的夹取、松开功能。从设计到建模，再从仿真到3D打印，最后组装成型。让我基本了解了设计制造的一般步骤。
总体来说，这次毕业设计达到了基本要求，但也由于能力的有限和自身的经验缺乏，我制作的简易机械手必定有一些不完美的地方。不过通过这次机会，我很好的巩固了四年所学的内容，并且将其运用到实践中，培养了我的动手动脑能力。也使得自己能够初步设计一些简易的物件，基本了解了一般的设计制作步骤。
致 谢
本次毕业设计，前前后后历时三个多月，在这三个月里，我学到了许多有用的东西，在大学的四年学习中，十分感谢学校的老师和同学都给予了我很大的帮助，这四年来教导我的各位老师，帮我完善了理论知识，让我初步具备了设计制造的能力。
也要感谢这次毕业设计的指导袁天然老师，他认真、负责，并且对我们严格要求，他要我们以严谨的态度来对待我们的毕业设计，独立思考问题。并且在完成毕业设计的过程中，他也一直给我们一些十分有用的指导和建议，对我完成毕业设计有很大的帮助。
还有机床加工基地的各位师傅们，十分感谢他们对我给予的帮助。
参 考 文 献
1 孙群，张民，孙霖.基于虚拟样机技术的四自由度机械手设计与仿真.聊城大学，2009
2 陆祥生, 杨秀莲.机械手理论及应用.北京：中国铁道出版社,1985
3 李润娟，贾宇向.苹果采摘机械手设计探讨.河南广播电视大学，2014
4 周伯英.工业机器人设计.北京：机械工业出版社，1995
5 梁景凯，盖玉先.机电一体化技术与系统.哈尔滨工业大学.北京：机械工业出版社，2012
6 马光，申桂英.工业机器人的现状及发展趋势.温州大学.机械工程学院，2002
7 刘国栋.我国的机器人研究和发展.江南学院学报，2001（4）：35~38
8 孙学俭，于国辉，周文乔，徐光霁.对世界工业机器人发展特点分析.北京石化学院.机器人技术与应用，2002，3
9 黄贤新.工业机器人机械手设计.天津工程大学.机械工程学院，2012
10 李秀玲，魏保立.机械手电机驱动模块设计.装备制造技术，2013，9
11 何煜琛，陆利锋.SolidWorks2005中文版基础及应用教程.北京：电子工业出版社，2005
12 郑向华.基于solidworks的机械手运动仿真设计.成都工业学院机电工程系，2012
13 李金生.基于solidworks的建模与运动仿真设计.华中光电技术研究所，2012
14 Walters，P.& Davies，K.3D printing for artists：research and creative practice. Journal of the Norwegian Print Association，2010（1）：12~15
15 王雪莹.3D打印技术与产业的发展及前景分析.上海市科学研究所，2012
机械手的快速发展已经使其在工业领域中获得了非常广泛的应用，特别是在制造业当中，鉴于其自动化程度之高，机械手已经成为各大企业生产线上的必不可少的一部分。现如今，不单单是在工业中，机械手的应用范围已经加大到各个领域，包括我们的日常生活中也是随处可见。
本文主要是设计一个简易的机械手，用于日常清洁领域（主要用于垃圾的拾取）。从机械手的总体设计方案出发，运用实际与理论结合来确定机械手的各部件之间的相对运动，从而确定各部件之间的相关尺寸参数，再运用Solidworks这一软件进行运动仿真，最后运用3D打印技术打印出各个零部件，组装成型。
关键词 机械手，solidworks，3D打印
1 引言 1
1.1 机械手的结构 2
1.2 机械手的分类 5
1.3 机械手国内外发展状况 5
2 机械手的整体架构设计 6
2.1 机械手各部件的结构设计说明 8
2.2 机械手驱动系统和控制系统的确定 10
2.3 机械手的各零部件尺寸参数的确定 12
2.4 机械手的整体运动 16
3 基于solidworks机械手的建立与运动仿真 20
3.1 solidworks对于机械手的建模 22
3.2 机械手的运动仿真 25
4 机械手的硬件制造与装配 26
4.1 3D打印技术 26
4.2 3D打印机的选用 27
4.3 机械手各零部件的加工 28
4.4 各部件组装成型 32
结论 34
致谢 35
参考文献 36
1 引言
在科技日益进步的今天，机器人这一概念人们已经并不陌生了，而机械手作为机器人极其重要的一部分，其发挥着巨大的作用。尤其是在最近的几十年里，机器人学逐渐发展成为一门高新学科，它所涉及的范围，十分广泛。特别是在工业制造领域，应用极广，在机械制造、电子业、轻工业、冶炼锻造业等[1]，都能看到有机械手的身影。它可以按照人们所设定的工作程序来一步步完成所需要完成的规定操作，在最近一段时间，随着传感器技术取得的进步，将传感器与机械手结合起来，还将使得机械手获得更高的自动化程度，能够根据自身的工作情况进行自我调整，以完成更深层次的难度更大的任务。
随着机械手的不断发展，它的复杂程度也是越来越高，功能也变得越来越强大。而且，机械手也开始走进我们的日常生活中，发挥着重要的作用[2]。城市环境和城市绿化是城市建设一个极其重要的问题，在城市的日常清洁领域，随着城市规模的扩大和消费水平的提高，人类所产生的生活垃圾也是随之增加，并且随着城市绿化带的扩大，树木落叶处理的规模也将扩大，难度也将继而加大。因此，在这样一个随时都有垃圾废物产生的环境中，仅仅考人力是十分的有限的，那么在有限的人力、精力情况下，把机械手应用于这一领域，将大大改善人类的生存环境。机械手作为主要的执行机构，将在生活中扮演清洁工的角色，很好的解决了在清洁领域的人力、精力问题[3]。
结 论
本次毕业设计基本完成了所需完成内容，达到了通过微电机作为动力源，使机械手完成任务的目的，基本实现了机械手的夹取、松开功能。从设计到建模，再从仿真到3D打印，最后组装成型。让我基本了解了设计制造的一般步骤。
总体来说，这次毕业设计达到了基本要求，但也由于能力的有限和自身的经验缺乏，我制作的简易机械手必定有一些不完美的地方。不过通过这次机会，我很好的巩固了四年所学的内容，并且将其运用到实践中，培养了我的动手动脑能力。也使得自己能够初步设计一些简易的物件，基本了解了一般的设计制作步骤。
致 谢
本次毕业设计，前前后后历时三个多月，在这三个月里，我学到了许多有用的东西，在大学的四年学习中，十分感谢学校的老师和同学都给予了我很大的帮助，这四年来教导我的各位老师，帮我完善了理论知识，让我初步具备了设计制造的能力。
也要感谢这次毕业设计的指导袁天然老师，他认真、负责，并且对我们严格要求，他要我们以严谨的态度来对待我们的毕业设计，独立思考问题。并且在完成毕业设计的过程中，他也一直给我们一些十分有用的指导和建议，对我完成毕业设计有很大的帮助。
还有机床加工基地的各位师傅们，十分感谢他们对我给予的帮助。
参 考 文 献
1 孙群，张民，孙霖.基于虚拟样机技术的四自由度机械手设计与仿真.聊城大学，2009
2 陆祥生, 杨秀莲.机械手理论及应用.北京：中国铁道出版社,1985
3 李润娟，贾宇向.苹果采摘机械手设计探讨.河南广播电视大学，2014
4 周伯英.工业机器人设计.北京：机械工业出版社，1995
5 梁景凯，盖玉先.机电一体化技术与系统.哈尔滨工业大学.北京：机械工业出版社，2012
6 马光，申桂英.工业机器人的现状及发展趋势.温州大学.机械工程学院，2002
7 刘国栋.我国的机器人研究和发展.江南学院学报，2001（4）：35~38
8 孙学俭，于国辉，周文乔，徐光霁.对世界工业机器人发展特点分析.北京石化学院.机器人技术与应用，2002，3
9 黄贤新.工业机器人机械手设计.天津工程大学.机械工程学院，2012
10 李秀玲，魏保立.机械手电机驱动模块设计.装备制造技术，2013，9
11 何煜琛，陆利锋.SolidWorks2005中文版基础及应用教程.北京：电子工业出版社，2005
12 郑向华.基于solidworks的机械手运动仿真设计.成都工业学院机电工程系，2012
13 李金生.基于solidworks的建模与运动仿真设计.华中光电技术研究所，2012
14 Walters，P.& Davies，K.3D printing for artists：research and creative practice. Journal of the Norwegian Print Association，2010（1）：12~15
15 王雪莹.3D打印技术与产业的发展及前景分析.上海市科学研究所，2012
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