[发明专利]一种气压驱动式四自由度教学仿真机械手设计

说明书

本发明专利涉及一种气压驱动式四自由度教学仿真机械手设计，本发明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，本发明实现了机械手的手臂四自由度运动：手臂的升降、伸缩和回转、手臂的夹紧，本发明采用回转气压缸来实现机械手的回转，设计的机械手结构简单，便于操作，在PLC的控制下完成预期的动作，能给学生以直观的印象，达到教学演示的目的。

技术领域

本发明专利涉及机械设计技术领域，尤其涉及一种气压驱动式四自由度教学仿真机械手设计。

背景技术

气动机械手由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。

发明专利内容

本发明专利涉及一种气压驱动式四自由度教学仿真机械手设计，本发明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，本发明实现了机械手的手臂四自由度运动：手臂的升降、伸缩和回转、手臂的夹紧，本发明采用回转气压缸来实现机械手的回转，设计的机械手结构简单，便于操作，在PLC的控制下完成预期的动作，能给学生以直观的印象，达到教学演示的目的。

附图说明

图1：机械手组成方框图。

图2：气压驱动式四自由度教学仿真机械手示意图。

图3：气压驱动式四自由度教学仿真机械手渲染效果图。

图4：双作用气缸内部结构图。

图5：双作用气缸简化图。

图6：机械手气爪的示意图。

图7：机械手气爪的渲染效果图。

图8：机械手运动示意图。

图9：机械手伸缩示意图。

图10：机械手伸缩手臂的渲染图。

图11：手臂升降的轴侧图。

图12：手臂升降的渲染图。

图13：回转臂设计的三维示意图。

图14：回转臂设计的渲染效果图。

图15：齿轮齿条式示意图。

图16：气压回路图。

图17：PLC硬件结构示意图。

图18：机械手控制系统流程图。

具体实施方式

为了使本发明专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。

本发明专利涉及一种气压驱动式四自由度教学仿真机械手设计，本发明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，本发明实现了机械手的手臂四自由度运动：手臂的升降、伸缩和回转、手臂的夹紧，本发明采用回转气压缸来实现机械手的回转，设计的机械手结构简单，便于操作，在PLC的控制下完成预期的动作，能给学生以直观的印象，达到教学演示的目的。