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五自由度关节式机械手结构论文

五自由度关节式机械手结构论文

摘 要:通过Solisworks设计完成五自由度机械手,并将其模型导入ANSYS内进行有限元分析,确保载荷最大状态时机械手工作的安全性,以验证机械手整体设计的正确性,并及时发现不足之处予以优化,同时也为后续控制系统设计打下基础。

关键词:Solidworks 关节型 工业机器人 ANSYS 有限元分析

随着自动化技术的发展,工业机械手的应用场合不断扩展,在装配、喷涂、焊接等各种危险和单调的重复劳动中发挥重要角色。这里基于SolidWorks和ANSYS完成了一款五自由度关节式机械手设计及分析。

1 机械手结构方案

关节式机器人具有很好的作业适应性,是目前通用工业机器人的主要结构形式。

机械手的驱动形式主要有液压驱动、电驱动、气动等。液压驱动主要用于承载大、要求快速反应场所;气动具有价格低、适用负载小、结构简单等特点,但其难以实现伺服控制;电驱动由于拥有噪声低、控制方便、精度高等特点而被广泛运用[1]。本设计中采用伺服电机作为驱动源,通过齿轮、同步带(轮)等进行传动。腕关节上设计有装配手爪用法兰,可以通过更换手爪来实现不同的作业任务。

五自由度机械手为基本的关节式结构,图1为其结构简图,共

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