六自由度简易机械手臂

附件1：

序号： 编码：

第十三届“挑战杯”黑龙江省大学生课外学术科技作

品竞赛

作品申报书

作品名称： 六自由度简易机械手臂

学校全称： 佳木斯大学

申报者姓名

（集体名称）： 创新之旅团队

类别：

□ 自然科学类学术论文

□ 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 □ 科技发明制作A类 科技发明制作B类

说 明

1．申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。 2．申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。

3．表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。

4．“学校学籍管理部门意见”、序号、编码由校团委填写。 5．学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字左右（文章版面尺寸14.5×22cm左右）。

A2申报者情况（集体项目）

说明：

1．必须由申报者本人按要求填写；

2. 申报者代表必须是所有作者中学历最高者，其余作者填写按学历由高到低排列；

B3．申报作品情况（科技发明制作）

说明：1.必须由申报者本人填写;

2.本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认;

3.本表必须附有研究报告,并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图（照片），也可附鉴定证书和应用证书；

操作与运动方式，采用更多的关节则可以做到足够多的自由度以实现更 加细腻灵活的运动，在机械手臂动力源的选取上，决定放弃使用电动机， 因为作为示教类小型机械手臂，如果在关节上加入过多的电动机将会因 为机械手臂本身的重量而严重影响灵活性，过多的电动机还将会在控制 上带来很多的难题，从而间接影响机械手臂操作的准确性，同时，基于 节能环保、减少电能损失的考虑，在不影响机械手臂示教功能的前提下， 利用人体天然的双手作为动力源，这样不仅可以实现人体本身的体验性 操作，让操作者本身身临其境，体会机械手臂的操作，而且控制起来十 分方便，便于操作掌控，这样才能使多自由度所带来的应用自由流畅变 得更具实际意义，此外使用人手操作不必浪费过多的资源，节能环保。 在机械手臂的传动方式上， 主要采用齿轮传动和柔性钢线传动两种方式， 齿轮传动应用于对机械臂的控制， 齿轮传动最主要的特点就是传动平稳、 准确，可以在很大的一段范围内实现传动比的变化，基于这些优点我们 选择齿轮作为控制系统的主要传动方式，也就是机械臂的抬起、下降、 前伸、收起。利用机械手臂主体和底座之间的腰部连接能够实现手臂主 体与底座之间相对的自由旋转，这样更加有利于操作者的灵活操作和准 确定位。对于机械手的控制我们采取柔性钢线传动的方式，柔性传

动可 以避免许多在装配设计方面所产生的零件空间重叠问题，机构简单，直 接作用于机械手，中间不需要任何复杂的零件组成，此外它还不会受机 械臂在运动中所产生的影响。机械手方面为了实现多种状态多种功能的 抓取，放弃了最原始的二指机构，在保证机构足够简洁的基础上采取三 指机构，这样在抓取普通块状物体时采取二指抓取的方式，而在抓取一

些不易抓取物体，例如，球体时，采取柔性传动三指并用的方式解决， 这样既实现了功能的最大化，又节约了材料降低了成本。大化又大大的 降低了成本。

创新点：(1) 在机械手的控制方法上采用最直接也是非常简单易行的柔性钢 线传动，充分利用柔性传动的优势，使得对机械手的控制更加易行、到 位。 (2)执行机构采用改进的三指机构，可以实现二指与三指的灵活切 换，在抓取普通比较规则的块状物体时采取二指抓取的方式，而在抓取 一些不易抓取的物体，例如，球体时，则采取柔性传动三指并用的方式 进行抓取移动。

技术关键：柔性钢线传动、三指、二指可切换抓取机构。

主要技术指标：整体尺寸长约 120 厘米、高约 65 厘米、宽 40 厘米左右。 臂长约 80 厘米。 工作半径约 100 厘米。 最大抓取质量约 1.5 千克

图 1 简易机械手臂建模仿真照片

图 2 简易机械手臂工作实物照片

图 3 简易机械手臂静止实物照片

(2)科学性与先进性：

作品的科学性 先进性(必须 说明与现有技 术相比、该作 品是否具有突 出的实质性技

目前现状：目前，随着人们的生产需要，机械手臂的应用已经渗透 到各行各业，但是大多数对于机械臂的研究都是把机构学、控制学、电 脑编程、以及复杂的数学计算结合在一起 ，这样就给机械臂披上了一[1]

层神秘的外衣，使得很多初学者，特别是大学生等知识水平有限的群体 望而却步。

术特点和显著 (2)现有技术： 进步。请提供 技术性分析说 明和参考文献 资料)

现在的机械手臂大多数都是少自由度而且都是采用电机、液压等输

出动力机构与各手指 …… 此处隐藏：3418字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……