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齿轮传动与一般的齿轮传动具有本质上的差别。 （3）螺旋传动
螺旋传动及丝杠螺母，它主要是用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。螺旋传动有传递能量为主的，如螺旋压力机、千斤顶等；有以传递运动为主的，如机床工作台的进给丝杠。
丝杠螺母传动分为普通丝杠（滑动摩擦）和滚珠丝杠（滚动摩擦），前者结构简单、加工方便、制造成本低，具有自锁能力；但是摩擦阻力矩大、传动效率低（30%~40%）。后者虽然结构复杂、制造成本高，但是其最大的优点是摩擦阻力矩小、传动效率高（92%~98%），其运动平稳性好，灵活度高。通过预紧，能消除间隙、提高传动刚度；进给精度和重复定位精度高。使用寿命长；而且同步性好，使用可靠、润滑简单，因此滚珠丝杠在机器人中应用很多。由于滚珠丝杠传动返行程不能自锁；因此在用于垂直方向传动时，须附加自锁机构或制动装置。 （4）同步带传动
同步带传动是综合了普通带传动和链轮链条传动优点的一种新型传动，它在带的工作面及带轮外周上均制有啮合齿，通过带齿与轮齿作啮合传动。为保证带和带轮作无滑动的同步传动，齿形带采用了承载后无弹性变形的高强力材料，无弹性滑动，以保证节距不变。同步带具有传动比准确、传动效率高（可达98%）、节能效果好；能吸振、噪声低、不需要润滑；传动平稳，能高速传动（可达40m/s）、传动比可达10，结构紧凑、维护方便等优点，故在机器人中使用很多。其主要缺点是安装精度要求高、中心距要求严格，同时具有一定的蠕变性。同步带带轮齿形有梯形齿形和圆弧齿形。（5）钢带传动
钢带传动的特点是钢带与带轮间接触面积大，是无间隙传动、摩擦阻力大，无滑动，结构简单紧凑、运行可靠、噪声低，驱动力矩大、寿命长，钢带无蠕变、传动效率高。 （6)链传动
机器人的手腕传动采用链传动，考虑到降低机器人尾端的重量，经常将腕关节处的驱动电机安装在大臂关节处或小臂后端。 （7)钢丝绳轮传动
钢丝绳轮传动的有点有传动刚度大、结构柔软、成本较低、结构简单等。其缺点有加速度不宜太高、带轮较大、安装面积大等。
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2.4 机械手的基本形式选择
根据手臂的动作形态分析,常见的工业机械手按坐标形式大致可以分为以下4种: (1)直角坐标型机械手;(2)圆柱坐标型机械手; (3)球坐标(极坐标)型机械手; (4)多关节型机机械手。
图2.1 机械手基本形式
按照此次设计机械手的工作环境选用直角坐标型机械手，其特点是结构简单紧凑，定位精度高，比较满足设计要求。
2.5 机械手直臂部分的主要部件及运动
在直角坐标型机械手的基本方案选定后，根据设计任务，为了满足设计要求，关于机械手具有4个自由度 即：手爪张合；手腕回转；直臂升降；横臂平移4个主要运动。
机械手主要由3个大部件和4个电机组成：（1）手部，采用滑动丝杆结构，通过电机带动实现手抓的张合。（2） 腕部，采用一个步进电机带动蜗轮蜗杆实现手部回转 0°~180°（3）臂部，采用滚珠丝杠，电机带动丝杆使螺母在横臂上移动来实现手臂平动，带动丝杆螺母使丝杆在直臂上移动实现手臂升降。
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图2.2 机械手直臂与夹持部件总装三维图
图2.3 二维示意图
2.6 机械手的技术参数
（1）用途：自动上下料 （2）设计技术的参数:
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1、抓取重量:600g (夹持式手爪) 2、自由度数:4个自由度 3、坐标型式:直角坐标型 4、横臂手臂的长度:2000mm 5、手臂最大的高度:3000mm 6、手臂运动的参数 升降行程：950mm 升降速度：150mm/s 7、手腕运动的参数 回转的范围:0°-180°
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3机械手手爪的三维设计
3.1 手部设计基本要求
（1） 应具有适当的夹紧力及驱动力。应考虑到在一定的夹紧力的条件下，不同的传动机构需要不同大小的的驱动力。
（2） 为了方便的抓取工件，手指必须能够张开足够的范围以达到所需的开闭角度（即手指从张开到闭合绕支点所转过的角度）??。
（3） 手部设计应该做到结构紧凑、效率高、重量轻，在保证本身刚度、强度的前提下，尽可能使结构紧凑、重量轻，以利于减轻手臂的负载。 （4） 应保证手抓的夹持精度。
3.2 典型的手部结构
（1） 回转型 包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种。 （2） 移动型 移动型即两手指相对支座作往复运动。 （3） 平面平移型。
3.3 机械手手爪的设计计算
3.3.1选择手爪的类型和夹紧装置
本设计是设计抓取圆柱形物块的机械手。常用的工业机械手手爪按握持工件的原理,分为吸附和夹持两大类。吸附式常用于抓取工件表面平整、面积较大的板状物体,不适合用于本方案。本设计机械手采用夹持式手指,夹持式机械手按运动形式可分为回转型和平移型。平移型手指的张开闭合靠手指的平行移动,这种手指结构简单, 适于夹持平板和圆柱类材料, 且工件径向尺寸的变化不影响其轴心的位置, 其理论夹持误差为零。通过综合考虑，本设计选择平移型夹持式手爪，采用滑动丝杆这种传动结构方式。
运行方式为电机带动直齿轮使丝杠转动进而带动手爪接触块移动，从而形成手爪的张合，当手爪抓到零件时，电机停止转动，手爪产生自锁，在机械手臂的带动下带动零件移动。
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自动上下料机械手的主要零部件设计及三维造型
