标题中的“电动式关节型机器人机械手的结构设计与仿真”揭示了本次毕业设计的核心内容,涉及到了机器人学、机械工程、动力系统以及计算机仿真等多个关键领域。这是一项旨在研究和设计一种能够模拟人类手臂动作的电动驱动机器人机械手的项目。
我们需要理解机械手的结构设计。在机械设计中,关节型机器人机械手通常由多个关节构成,每个关节对应一个自由度,允许机械手在三维空间中进行灵活运动。设计中可能包括以下几个关键部分:
1. **机身**:作为机械手的基础支撑结构,它为其他部件提供固定平台,并承担部分重量。机身的设计需考虑强度、刚度以及整体稳定性。
2. **臂部**:臂部是连接机身和末端执行器(如抓取工具)的部分,通常包含多个关节,使机械手能够伸缩和旋转。每个关节可能包含一套独立的驱动装置和传动机构。
3. **轴和齿轮轴**:这些是实现关节转动的关键部件。轴用于传递扭矩,而齿轮轴则可能包含减速齿轮,以提供更大的扭矩和精确的运动控制。
4. **装配图和零件图**:DWG图纸中的装配图展示了各部件如何组合成完整的机械手,而零件图则详细描绘了每个单独组件的形状、尺寸和制造要求,对于制造和组装至关重要。
5. **传动原理图**:展示了动力从电机传递到各个关节的具体路径,可能包括齿轮传动、链传动或皮带传动等不同方式,每种方式都有其优缺点,需要根据具体需求选择。
6. **工作空间图**:定义了机械手在三维空间中可以到达的所有位置,对于规划其工作范围和避免碰撞非常重要。
7. **机构简图**:简化了复杂机械结构,便于理解机械手的工作原理和运动特性。
在“仿真”方面,通常会使用专业的机械仿真软件,如Adams、MATLAB/Simulink或SolidWorks Motion等,来模拟机械手的动态行为,验证设计的合理性,预测其性能和潜在问题。仿真可以帮助优化设计参数,如电机功率、关节速度和传动比,确保机械手在实际操作中能够精确、高效地完成任务。
这个毕业设计涵盖了机械设计的多个关键环节,从概念到实体,从理论分析到实物制作,再到计算机模拟,是机械工程领域一次全面的实践训练,对于学生理解和掌握机器人技术具有重要意义。