六自由度機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)①

邸韜

[摘 要] 機(jī)械手也被稱為自動手，能模仿人手臂的某些動作功能。隨著我國《中國制造2025》的制定與實(shí)施，我國機(jī)器人的研制與發(fā)展也列為今后發(fā)展的重要方向，而作為機(jī)器人的發(fā)展重點(diǎn)又是機(jī)械手的研制與控制系統(tǒng)，在研究手運(yùn)動的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出六自由度機(jī)械手包括六關(guān)節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)的機(jī)械手關(guān)節(jié)為連桿系的開鏈結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)人手臂的重要運(yùn)動。

[關(guān) 鍵 詞] 六自由度；機(jī)械手；開鏈結(jié)構(gòu)

[中圖分類號] TP241 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）11-0040-01

從機(jī)械手臂投入商用起，已經(jīng)有了幾十年的應(yīng)用和發(fā)展歷史。將模塊化的設(shè)計(jì)思路與理念引入機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)中，能夠充分發(fā)揮其靈活、可拆分、可組合的特點(diǎn)，并將其應(yīng)用于更多的場合，包括服務(wù)機(jī)器人，工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等。本文結(jié)合機(jī)械臂設(shè)計(jì)的模塊化理念，著重對其進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)，包括旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、傳動系統(tǒng)、減速系統(tǒng)，具有比較好的理論價值與實(shí)踐意義。

一、國內(nèi)外發(fā)展綜述

中國要從一個制造業(yè)大國轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞓I(yè)強(qiáng)國，要實(shí)現(xiàn)制造業(yè)自動化必然缺不了機(jī)械手的應(yīng)用，這樣就需要擁有多自由度的機(jī)械手來滿足在不同工作環(huán)境和特點(diǎn)下多方位的工作需求。我國的機(jī)械手臂研究與制造已經(jīng)有了幾十年發(fā)展，現(xiàn)在較成熟及應(yīng)用的有三自由度、四自由度及五自由度機(jī)械手，而在國內(nèi)六自由度機(jī)械手的研制與應(yīng)用尚處于剛興起階段。

二、六自由度機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）機(jī)械手基本形式的選擇