搬运机械手结构设计

骆晨

摘 要：本文的控制对象是由三个操纵器组成的一组操纵器。每个机械手完成八个基本动作，三个机械手相互配合。机械手由气缸驱动，气缸由电磁阀控制。限位开关检测操纵器是否达到固定位置。本文以西门子S7-200系列CPU224为核心，对EM221数字输入模块和EM222继电器输出模块进行了扩展。机械手的开关信号直接输入PLC，PLC通过中间继电器控制电磁阀。在软件方面，设计了主程序和子程序。主程序控制操纵器组动作，子程序控制每个操纵器动作。

关键词：农业机械手;自由度;结构设计

中图分类号：TP241 文献标识码：A

0 引言

机械手最初用于汽车制造业，通常用于焊接、喷漆、装卸和搬运。机械手扩大了人的手、脚和大脑的功能。在危险、有害、有毒、低温、高热的环境中工作，可以替代人类。它可以代替人完成繁重单调的重复性工作，提高劳动生产率，保证产品质量。

1 机械手总体设计

主要由4个大零件和5个液压缸组成的操纵机械手：（1）手使用线性液压缸通过机构的运动来进行手柄的打开和关闭。（2）对于手腕，使用旋转的液压缸将手旋转180°。（3）手臂使用线性液压缸以实现手臂的位移。（4）机体采用线性液压缸和旋转液压缸进行臂的抬升和旋转。

2 手部设计

在拉杆3的作用下，钉子的销钉2的上拉力为F，两个手指1在销钉上的反作用力通过中心点O分别是F1和F2，力的方向跟中心线OO1和OO2平行，交F1和F2的延长线于A及B。

式中a为手指的回转支点到对称中心的距离;为育苗盘手柄被夹紧时手指的销轴方向与两回转支点的夹角。

3 机械手运动分析

3.1 机械手对象的建模

在机械手运动仿真中使用函数来驱动机械手模型。首先，6个关节角度的变化范围要有限制，然后输入匹配角度或调整滑块以更改机器人关节角度，这将改变机器人末端效果集的位置。

3.2 机械手运动学分析

机械手运动学分析处理的元素主要是位置、速度和加速度等与时间的关系。

3.2.1 正问题情况

利用Robotics Toolbox中函数和来处理机械手运动学仿真的正问题情况。

关节坐标系的初始位置，机械手关节的最终位姿由函数控制，则执行将得到机械手末端执行器的齐次坐标变换矩阵。在运动过程中通过函数来捕捉末端执行器的姿态变化轨迹。

手臂的末端在两秒钟内从原始位置移动到[0 pi/2～pi/2000]的空间坐标变化。最终效果的x轴从0.7 m移至0.19 m，y轴不变，而z轴从-0.6 m移至-1.2 m，关节角变化之间的关系在正动力学方程中。

3.2.2 逆问题情况

利用Robotics Toolbox中函数、函数和函数来处理机械手运动学仿真的逆问题情况。

3.3 機械手动力学分析

机械手动力学分析的正问题情况使用Robotics Toolbox中的函数和函数来处理的。

4 结论

控制器由自由度技术的可编程控制器控制，这是机电一体化的现代自动化生产线的重要辅助手段。他可以做到上下，左右和望远镜的三维运动。更适合现代量产和灵活生产。它可以完成物品、材料、机械零件等的运输、搬运、装卸和其他操作。遵循某些控制要求和程序，并在必要时更改程序以更改操作。

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