買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 目錄  第一章  緒   論  . 1 機械手的介紹  . 1 械手的發(fā)展概況  . 1 的和現(xiàn)實意義  . 2 內(nèi)外研究現(xiàn)狀  . 2 展和研究方向  . 3 第二章  件介紹  . 5 品介紹 . 5 述  . 5 特點  . 7 第三章  六自由度機械手零件的建模  . 9 自由度機械手手指建模  . 9 自由度機械手手掌建模  . 12 自由度機械手手腕建模  . 13 自由度機械手手臂建模  . 14 自由度機械手垂直軸旋轉(zhuǎn)體建模  . 15 自由度機械手垂直軸支撐體建模  . 15 自由度機械手底座建模  . 16 第四章  六自由度機械手的裝配  . 17 裝配  . 17 自由度機械手裝配步驟及方法  . 17 第五章  六自由度機械手的運動仿真  . 19 動學仿真 . 19 入機構模塊  . 19 加“伺服電動機”  . 20 義初始條件  . 21 義分析  . 22 動仿真視頻制作  . 23 致   謝  . 25 參考文獻  . 26 附錄  外文翻譯  . 27 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 2 基于  六自由度機械手參數(shù)化建模及運動仿真  摘   要 ： 通過  這個三維軟件工具來進行六自由度機械手的參數(shù)化建模設計，完整體現(xiàn)產(chǎn)品設計的基本流程，提出一種產(chǎn)品設計的新思路 ,展示  在產(chǎn)品設計上的優(yōu)勢。首先利用  便捷的建模工具來對機械手的各零件進行造型設計；然后利用  按要求對機械手零件以各種約束和銷釘?shù)冗B接來進行合理裝配；接著利用  的機構模式 對機械手的裝配作添加伺服器等操作，來實現(xiàn)六自由度機械手的運動仿真。  方便的實現(xiàn)了對六自由度機械手的裝配和運動仿真，效果非常直觀。  關鍵字： ； 機械手 ； 建模 ；運動 仿真  買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 3 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 4 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 5 ix of   to of a of  in  to of  as in of as to be  in of as to of  to of of of of is ; 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 1 第一章  緒論  機械手 的介紹  機械手是一種 能模仿人手和 臂膀 的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。  機械手主要由手部和運動機構組成。手部是 用來抓持 工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式，稱為機械手的自 由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體 ， 需 有 6 個自由度 。 自由度是機械手設計的關鍵參數(shù) ， 自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。一般專用機械手有 2 3 個自由度。  機械手的種類，按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手 ； 按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種 ； 按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。  機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置，如在自動機床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操 縱，如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手。  機械手的發(fā)展狀況  機器人的歷史并不算長， 1959 年美國英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺工業(yè)機器人，機器人的歷史才真正開始。英格伯格在大學攻讀 伺服理論，這是一種研究運動機構如何才能更好地跟蹤控制信號的理論。 德沃爾曾于  1946 年發(fā)明了一種系統(tǒng)，可以“重演”所記錄的機器的運動。 1954 年 , 德沃爾又獲得可編程機械手專利，這種機械手臂按程序進行工作，可以根據(jù)不同的工作需要編制不同的程序，因此具有通用性和靈活性，英格伯格和德沃爾都在研究 機器人，認為汽車工業(yè)最適于用機器人干活，因為是用重型機器進行工作，生產(chǎn)過程較為固定。 1959 年，英格伯格和德沃爾聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人。它成為世界上第一臺真正的實用工業(yè)機器人。 此后英格伯格和德沃爾成立了“尤尼梅遜”公司，興辦了世界上第一家機器人制造工廠。第一批工業(yè)機器人被稱為“尤尼梅特”，意思是“萬能自動”。  他們因此被稱為機器人之父。  1962 年美國機械與鑄造公司也制造出工業(yè)機器人，稱為“沃爾薩特蘭”，意思是“萬能搬動”?！庇饶崦诽亍焙汀拔譅査_特蘭”就成為世界上最早的、至今仍在使用的工業(yè)機器人。近百 年來發(fā)展起來的機器人，大致經(jīng)歷了三個成長階段，也即三個時代。第一代為簡單個體機器人，  第二代為群體勞動機器人，第三代為類似人類的智能機器人，它的未來發(fā)展方向是有知覺、買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 2 有思維、能與人對話。第一代機器人屬于示教再現(xiàn)型  , 第二代則具備了感覺能力  , 第三代機器人是智能機器人  , 它不僅具有感覺能力  , 而且還具有獨立判斷和行動的能力。  英格伯格和德沃爾制造的工業(yè)機器人是第一代機器人，屬于示教再現(xiàn)型，即人手把著機械手，把應當完成的任務做一遍，或者人用“示教控制盒”發(fā)出指令，讓機器人的機械手臂運動，一步步完成它應當 完成的各個動作  。  目的和現(xiàn)實意義  在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程中的自動化已成為突出的主 題。各行各業(yè)的自動化水平越來越高，現(xiàn)代化加工車間，常配有機械手。其目的和現(xiàn)實意義在于：  一是 提高生產(chǎn)效率， 因為 在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)很大程度上不是連續(xù)的。據(jù)資料介紹，美國生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有 75%是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn) 批量 中有四分之三在 50 件以下，零件真正在機床上加工的時間僅占零件生產(chǎn)時間的 5%。從這里可以看出，裝卸、搬運等工序機械化的迫切性，工業(yè)機械手就是為實現(xiàn)這些工序的自動化而產(chǎn)生的。  二是 應用機械手可以代替人從事單調(diào)、重復或繁重的體力勞動，實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化 。  三是 代替人在有害環(huán)境下的手工操作，改善勞動條件，保證人身安全。 20 世紀 40年代后 期，美國在原子能實驗中，首先采用機械手搬運放射性材料，人在安全間 操縱機械手進行各種操作和實驗。 50 年代以后，機械手逐步推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門，用于在高溫、污染嚴重的地方取放工件和裝卸材料，也作為機床的輔助裝置在自動機床、自動生產(chǎn)線和加工中心中應用，完成上下料或從刀庫中取放刀具并按固定程序更換刀具等操作。 目前在我國機械手常用于完成的工作有：注塑工業(yè)中從模具 中快速抓取制品并將制品傳誦到下一個生產(chǎn)工序；機械手加工行業(yè)中用于取料、送料；澆鑄行業(yè)中用于提取高溫熔液等等。  國內(nèi)外研究現(xiàn)狀  從 94 年美國開發(fā)出“虛擬軸機床”以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應用的領域。我國的工業(yè)機器人從 80 年代“七五”科技攻關開始起步，在國家的支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關，目前已 基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統(tǒng)硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規(guī)劃技術，生產(chǎn)了部分機器人關鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人 ;其中有130 多臺套噴漆機器人在二十余家企業(yè)的近 30 條自動噴漆生產(chǎn)線 (站 )上獲得規(guī)模應用，弧焊機器人已 應用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，我國的工業(yè)機器人技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離，如 :可靠性低于國外產(chǎn)品 ， 機器人應用工程買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 3 起步較晚，應用領域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術與國外比有差距 。 在應用規(guī)模上，我國己安裝的國產(chǎn)工業(yè)機器人約 200 臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。以上原因主要 是沒有形成機器人產(chǎn)業(yè)，當前我國的機器人生產(chǎn)都是應用戶的要求， 品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低， 而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關鍵技術，對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、模塊化設計，積極推進產(chǎn)業(yè)化進程 。 我國的智能機器人和特種機器人在“ 863”計劃的支持下，也取得了不少成果。其中最為突出的是水下機器人， 6000m 水下無纜機器人的成果居世界領先水平，還開發(fā)出直接遙控機器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機種 。 在機器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎技術的開發(fā)應用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎。但是在多傳感器信息融合控制技術、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機器人、智能裝配 機器人、機器人化機械等的開發(fā)用方面則剛剛起步，與國外先進水平差距較大，需要在原有成績的基礎上，有重點地系統(tǒng)攻關，才能形成系統(tǒng)配套可供實用的技術和產(chǎn)品，以期在“十五”后期立于世界先進行列之中。  發(fā)展和研究方向  在工業(yè)生產(chǎn)中應用的機械手被稱為工業(yè)機械手。工業(yè)機械手是近代自動控制領域中出現(xiàn)的一項新技術，并已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，這種新技術發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學科 機械手工程。機械手涉及到力學、機械學、電器液壓技術、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學領域，是 一門跨學科綜合技術。  工業(yè)機器人不斷 向著 高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修 等 性能 提高， 而單機價格 卻 不斷下降 。  機械結構向模塊化、可重構化發(fā)展。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化 ： 由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機 ， 國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。  工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于 的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡化 ，器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結構 ， 大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。  機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位 置、速度、加速 度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等 傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環(huán)境建模及決策控制 ， 多傳感器融合配置技術在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應用。  虛擬現(xiàn)實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制 ， 如使遙控機買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 4 器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。  當代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發(fā)射到火星上 的“索杰納”機器人就是這種系統(tǒng)成功應用的最著名實買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 第二章  件介紹  品介紹  1985 年， 美國參數(shù)化技術公司 司 成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。 1988 年，  過 10 余年的發(fā)展， 經(jīng)成為三維建模軟件的領頭羊。 包括對大型裝配體的管理、功能 仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。  是一套機械設計自動化軟件系統(tǒng)，它是新一代 件，實現(xiàn)了產(chǎn)品零件或組件從概念設計到制造全過程設計的自動化，提供了以參數(shù)化為基礎，基于特征的實體造型技術，主要用于汽車及運輸機械，宇航和飛機制造，電子及計算機設備行業(yè)以及其他行業(yè)。同時 提供了目前所能達到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。它采用基于特征的參數(shù)化技術，具有產(chǎn)品的三維設計、分析、仿真、加工和二次開發(fā)等功能，該軟件已廣泛應用于機械、電子、家電、模具等行業(yè)，是目前國內(nèi)使用最廣泛的 三維設計軟件之一。  述  件包的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境在支持并行工作，它通過一系列完全相關的模塊表述產(chǎn)品的外形、裝配及其他功能。  能夠讓多個部門同時致力于單一的產(chǎn)品模型。包括對大型項目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據(jù)管理等。 可謂是個全方位的 3D 產(chǎn)品開發(fā)軟件，集合了零件設計、產(chǎn)品組合、模具開發(fā)、 金件設計、鑄造件設計、造型設計、逆向工程、自動測量、機構仿真、應力分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理于一體，其模塊眾多。主要由以下六大主模塊組成：工業(yè) 設計 (塊、機械設計 (塊、功能仿真 (塊、制造 (塊、數(shù)據(jù)管理 (塊和數(shù)據(jù)交換 (塊。  (1)、工業(yè)設計 (塊   工業(yè)設計模塊主要用于對產(chǎn)品進行幾何設計，以前，在零件未制造出時，是無法觀看零件形狀的，只能通過二維平面圖進行想象?，F(xiàn)在，用 3以生成實體模型，但用 3成的模型在工程實際中是“中看不中用”。用  生成的實體建模，不僅中看，而且相當管用。事實上，  后階段的各個工作數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都要依賴于實 體建模所生成的數(shù)據(jù)。  包括：  D 建模 )、  畫模擬 )、  念設計 )、 絡動畫合成 )、 片  買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 6 轉(zhuǎn)三維模型）、 片渲染 )幾個子模塊。  (2)、機械設計 (塊   機械設計模塊是一個高效的三維機械設計工具，它可繪制任意復雜形狀的零件。在實際中存在大量形狀不規(guī)則的物體表面，如自由曲面 等 。隨著人們生活水平的提高，對曲面產(chǎn)品的 需求將會大大增加。用   生成曲面僅需 2 步 3 步操 作。  生成曲面的方法有：拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃掠、網(wǎng)格、點陣等。由于生成曲面的方法較多，因此  可以迅速建立任何復雜曲面。   它既能作為高性能系統(tǒng)獨立使用，又能與其它實體建模模塊結合起來使用，它支持  標準。包括： 體裝配）、 路設計）、 管鋪設）、 用數(shù)據(jù)圖形顯示）、理模型數(shù)字化）、 面設計）、 接設計） 。  (3)、  功能仿真 (塊   功能仿真 (塊主要進行有限元分析。我們中國有句古話：“畫虎畫皮難畫骨，知人知面不知心”。主要是講事物內(nèi)在特征很難把握。機械零件的內(nèi)部變化情況是難以知曉的。有限元仿真使我們有了一雙慧眼，能“看到”零件內(nèi)部的受力狀態(tài)。利用該功能，在滿足零件受力要求的基礎上，便可充分優(yōu)化零件的設計。著名的可口可樂公司，利用有限元仿真，分析其飲料瓶，結果使瓶體質(zhì)量減輕了近 20，而其功能絲毫不受影響，僅此一項就取得了極 大的經(jīng)濟效益。   包括： 限元分析）、 定義載荷輸入）、 三方仿真程序連接）、 定環(huán)境下的裝配體運動分析）、 分析）、輪動力仿真）、 動分析）、 有限元網(wǎng)格劃分）。  (4)、  制造 (塊   在機械行業(yè)中用到的  造模塊中的功能是 控加工 )。說到數(shù)控功能，就不能不提八 十年代著名的“東芝事件”。當時，蘇聯(lián)從日本東芝公司引進了一套五坐 標數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控軟件 工出高精度、低噪聲的潛艇推進器，從而使西方的反潛系統(tǒng)完全失效，損失慘重。東芝公司因違反“巴統(tǒng)”協(xié)議，擅自出口高技術，受到了嚴厲的制裁。在這一事件中出盡風頭的 件就是一種數(shù)控模塊。   S 的數(shù)控模塊包括： 造模具設計）、 加工）、料模具設計）、 真）、  鈑金 設計）。  買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 7 (5)、  數(shù)據(jù)管理 (塊    的數(shù)據(jù)管理模塊就像一位保健醫(yī)生，它在計算機上對產(chǎn)品性能進行測試仿真，找出造成產(chǎn)品各種故障的原因，幫助你對癥下藥，排除產(chǎn)品故障，改進產(chǎn)品設計。它就像  家庭的一個大管家，將觸角伸到每一個任務模塊。并自動跟蹤你創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括你存貯在模型文件或庫中零件的數(shù)據(jù)。這個管家通過一定的機制，保證了 所有數(shù)據(jù)的安全及存取方便。   它包括： 據(jù)管理）、 型圖紙評估）。  (6)、  數(shù)據(jù)交換 (塊   在實際中還存在一些別的 統(tǒng)，如  ，由于它們門戶有別，所以自己的數(shù)據(jù)都難以被對方所識別。但在實際工作中，往往需要接受別的 據(jù)。這時幾何數(shù)據(jù)交換模塊就會發(fā)揮作用。    中幾何數(shù)據(jù)交換模塊有好幾個，如：  和 數(shù)據(jù)交換）、 維工 程圖接口）、  和福特汽車設計軟件的接口）、  軟件開發(fā)）、 維數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)輸入）、 業(yè)標準數(shù)據(jù)交換格式擴充）、 據(jù)和  交換）、 架 /曲面維護）、 模型數(shù)據(jù)庫進入）、 據(jù)輸出）  特點   所采用的造型技術和加工處理技術與其它同類型軟件相比具有明顯的優(yōu)勢。它具有基于特性；全參數(shù)；全相關；單一數(shù)據(jù)庫；全自動數(shù)控編程， 接數(shù)控加工，多軸的聯(lián)動 并 且加工精度高；適合復雜幾何造型，三維模具設計； 真、模擬；外接掃描儀、三坐標測量機可實現(xiàn)反求工程、數(shù)據(jù)光順，在計算機上再現(xiàn)被測零件的外形等特點。  基于特征的參數(shù)化造型： 用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構造要素。這些特征是一些普通的機械對象，并且可以按預先設置很容易的進行修改。例如：設 計特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。  裝配、加工、制造以及其它學科都使用這些領域獨特的特征。通過給這些特征設置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進行多次設計疊代，實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。 宏觀世界是基于特征的實體造型軟件，“基于特征”的意思是零件模型的構造是由各個特征來生成的零件的設計過程就是特征的累積過程，而所謂特征是指可以用參數(shù)驅(qū)動的實體模型，通常特征應滿足以下條件：  買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 8 （ 1）  特征必須是一個實體或零件的具體構成之一；  （ 2）  特征能對應某一形 狀；  （ 3）  特征的性質(zhì)是可以預料的；  全相關性： 所有模塊都是全相關的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進行的修改，能夠擴展到整個設計中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設計圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關性鼓勵在開發(fā)周期的任一點進行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。  數(shù)據(jù)管理：加速投放市場，需要在較短的時間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實現(xiàn)這種效率，必須允許多個學科的工程師同時對同一產(chǎn)品進行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門 用于管理并行工程中同時進行的各項工作，由于使用了特的全相關性功能，因而使之成為可能。  裝配管理： 基本結構能夠使用戶 利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設計意圖。高級的功能支持大型復雜裝配體的構造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。  易于使用：菜單以直觀的方式 出現(xiàn)，提供了邏輯選項和預先選取的最普通選項，同時還提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學習和使用。  總之， 承“易學易用、功能強大、互 連互通”的理念。軟件以使用方便、參數(shù)化造型和系統(tǒng)的全相關性而著 。買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 9 第三章  六自由度機械手零件的建模  在  軟件環(huán)境下，機械三維建模應該嚴格以設計構思或者前期計算為依據(jù)，盡量保持三維圖形數(shù)據(jù)的完整和正確性。三維模型的一般建模過程如圖所示。  圖   零件建模一般過程  由于在 實體模型可以有多種不同的構造方法，采取何種方法更為合理、高效，需要有一個經(jīng)驗積累過程。一般來說，要根據(jù)圖形的形狀選擇合適的構造模型的方式。因此，在設計實體模型之 前，必須要考慮好模型的生成方法和步驟。其中建模的難點在于輔助平面和輔助點的建立，只有建立好輔助平面和輔助點，才能保證零件模型的精確性。  圖 自由度 機械手  由課題資料提供圖 知，六自由度機械手的主要建模構件為：機械手指、 機械手掌、 機械手腕、機械手臂、垂直軸旋轉(zhuǎn)體、垂直軸支撐體 、底座 等。  六自由度機械手 手 指 建模  （ 1）運行 ，新建零件 創(chuàng)建和更改基準平面、基準軸、基準坐標，詳見 圖 型 文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 10 圖                                圖 （ 2）創(chuàng)建機械手指 的基本輪廓，這一步用草繪曲線的方法，選取 為基準面，單擊  拉伸工具，然后右鍵單擊（延時單擊）界面，出現(xiàn)右鍵菜單，選取定義內(nèi)部草繪（如上圖 出現(xiàn)草繪界面， 接著草繪機械手指外部輪廓，包括 長，寬，指 尖，斜背，內(nèi)槽，旋轉(zhuǎn)中心軸輪廓等，其草繪結果如下：  圖 （ 3）拉伸 形成 實體，確定草繪尺寸、輪廓無誤后，單擊草繪工具欄下方 按鈕，進入拉伸實體界面。此操作可定義機械手指 所需的厚度，雙擊界面中尺寸數(shù)字，輸入所需厚度 5，見下圖  圖 文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 11 敲 車鍵即完成定義。操作無誤后，單擊界面下方 按鈕，即完成機械手指 的實體拉伸。  （ 4）去除實體重合部位，由于機械手指 由兩瓣組成且形成對稱運動，所以兩瓣共一回轉(zhuǎn)中心 ，必然有實體重合，因此需進行實體重合部位的處理。其操作仍屬于拉伸實體，與步驟（ 3） 類似，只是拉伸實體時須額外步驟。現(xiàn)仍先選取 （亦機械手指底面）為基準面，單擊  拉伸工具，右鍵單擊進去草繪界面，草繪須拉伸的實體，旋轉(zhuǎn)中心外輪廓，如下圖                                    圖 繪完成后，單擊 確定按鈕，進去拉伸界面，定義拉伸厚度為 3，如上圖 示。  由于此次拉伸并不是增加實體，而是去除材料，所以應進行相應操作，如下圖所示  圖 擊界面下方工具欄中去 除材料按鈕即可，而后 單擊界面下方 按鈕， 即完成了實體重合部位的去除。  （ 5）打旋轉(zhuǎn)中心孔，  具有方便的打孔工具，選取需要打孔的面，然后單擊零件界面右邊工具欄 孔工具按鈕，而后選取的面上便出現(xiàn)了孔的示意模型，定義孔的位置 在旋轉(zhuǎn)中心上 ，深度 為至下一個曲面 ， 直徑為 3，見下圖  圖 文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 12 而后 單擊界面下方 按鈕，便完成了旋轉(zhuǎn)中心孔。  （ 6）倒圓角 邊 ，逐個選取所需倒圓角的邊，而后逐個倒圓角，或者按住 一次全選需 要 倒圓角的邊， 如下圖 后直接右鍵單擊出現(xiàn)圖中倒圓角 邊選項，選  圖 并定義圓角半徑即完成倒圓角邊操作。  六自由度機械手 手 掌 建模  由于機械 手 手指需嵌入手掌內(nèi)部 ，使起到固定和支撐的作用。故機械 手 手掌分為上部、下部兩部分。 機械 手 手掌 上部 建模過程如下：  （ 1）  利用拉伸工具，拉伸出手掌上部的主體。  （ 2）  利用基準工具，創(chuàng)建一基準平面，為后面的拉伸做準備。  （ 3）  利用拉伸工具，拉伸出機械 手 手指嵌入空間。  （ 4）  利用拉伸工具，拉伸出機械 手 手腕連接件的嵌入空間。  （ 5）  利用拉伸工具，拉伸出上下機械 手 手掌連接螺栓的支持柱。  （ 6）  利用孔工具，打出前后 2 個連接螺栓孔 和旋轉(zhuǎn)中心軸孔。  （ 7）  利用陣列工具，陣列機械 手 手腕連接件嵌入孔。  （ 8）  最后倒圓角邊。  買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 13 圖 六自由度機械手 手掌 上部  機械手手掌下部 建模過程如下：  （ 1）  利用拉伸工具，創(chuàng)建外形尺寸特征。  （ 2）  利用孔工具，打出前后 2 個連接螺栓孔。  （ 3）  倒圓角邊。  圖 六自由度機械手 手掌下部  六自由度機械手手腕建模  機械手手腕建模過程：  （ 1）  利用拉伸工具，拉伸機械手手腕主體。  （ 2）  利用拉伸工具，拉伸出機械手手掌連接件的活動槽。  （ 3）  利用拉伸工具，拉伸出與機械手手臂的連接桿。  買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 14 （ 4）  利用孔工具， 創(chuàng)建與機械手手掌連接件相配合的銷釘孔。  （ 5）  利用孔工具，創(chuàng)建連接桿上與機械手手臂 相配合的銷釘孔 。  圖 六自由度 機械手手腕  還有與之相關的連接件如下圖 ：  圖 連接件  六自由度機械手手臂建模  由于為六自由度機械手，手臂須分前臂和后臂 ， 才能達到所需靈活度與自由度 ，前臂與后臂模型一致。  機械手手臂 建模過程：  （ 1）  利用拉伸工具，拉伸機械手手臂主體。  （ 2）  利用拉伸工具，拉伸出機械手手腕連接件的活動槽。  （ 3）  利用拉伸工具，拉伸出與機械手手臂后臂的連接桿。  （ 4）  利用孔工具，創(chuàng)建與機械手手腕連接件相配合的銷釘孔。  （ 5）  利用孔工具，創(chuàng)建連接桿上與機械手手臂后臂相配合的銷釘孔。  （ 6）  倒圓角邊。  買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 15 圖 六自由度機械手手臂  六自由度機械手垂直軸旋轉(zhuǎn)體建模  垂直軸旋轉(zhuǎn)體建模 過程：  （ 1）  利用拉伸工具，創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)體主體。  （ 2）  利用拉伸工具，拉伸出與機械手手臂連接件的嵌入槽。  （ 3）  利用孔工具，創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)軸孔和旋轉(zhuǎn)體頂蓋固定螺釘孔。  （ 4）  利用鏡像工具，鏡像出對應的另外 2 個螺釘孔。  （ 5）  利用可變剖面掃描工具，創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)體 與支撐體間 活動滾珠運動槽。  （ 6）  倒圓角邊。  圖 六自由度機械手垂直軸旋轉(zhuǎn)體  六自由度機械手垂直軸支撐體建 模  垂直軸支撐體建模 ：  （ 1）  利用拉伸工具，拉伸出支撐體支撐柱實體。  （ 2）  利用拉伸工具，拉伸出支撐體支撐面板實體。  （ 3）  利用孔工具，創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)軸孔。  買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 16 （ 4）  利用可變剖面掃描工具，創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)體與支撐體間活動滾珠運動槽。  （ 5）  倒圓角邊。  圖 六自由度機械手垂直軸支撐體  自由度機械手底座建模  固定機械手的底座的建模 ：  （ 1）  利用拉伸工具，拉伸出底座底部面板實體。  （ 2）  利用拉伸工具，拉伸出與垂直軸支撐體相嵌的主體的實體。  （ 3）  倒圓角邊。  圖 六自由度機械手底座  買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 17 第四章  六自由度機械手的裝配  裝配   裝配的過程如圖 示 ：  圖  裝配一般過程  六自由度機械手構件的裝備關系比較簡單，其中各零件、連接件之間多為面匹配和軸對齊，而各活動關節(jié)間的裝配類型均為“銷釘”連接。  六自由度機械手 裝配步驟及方法  根據(jù)裝配關系分 析 ,采用的裝配序列為 : 六自由度機械手底座 垂直軸支撐體 垂直軸回轉(zhuǎn)體 機械手手臂 機械手手腕 機械手手掌 機械手手指  具體步驟如下：  （ 1） 運行 ，新建組件 確定進入裝配模式，單擊工具欄  按鈕，添加元件進入 裝配，首先根據(jù)文件目錄找到底座，單擊打開，便將底座引入了裝配環(huán)境。對于首個進入裝配環(huán)境的元件，應使其狀態(tài)達到完全約束，故應如圖  圖  下方狀態(tài)欄如圖 示完全約束時， 單擊 確定按鈕，完成第一個元件即底座的裝配。  （ 2） 按照裝配序列，依次添加各元件以及相應的連接件，若 元件間面面重合，或者面與面平行，則屬于匹配裝配；若元件間共軸線，則屬于 軸對齊，如圖 示選取相應裝配；而各活動關節(jié)間的裝配類型均為“銷釘”連接 ，則應選擇如圖 示的銷買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 18 釘選項。  圖                                   圖  3）全部零件裝配完畢后， 單擊菜單欄“視圖” “環(huán)境和外觀”對各零件進行著色， 六自由度機械手的裝配效果圖 和分解爆炸效果圖 如下：  圖 六自由度機械手裝配效果圖  圖 分解爆炸效果圖  買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 19 第五 章  六自由度機械手的運動仿真  運動學仿真  運動學仿真是對機構進行裝配之后，不給其施加力，不考慮零件之間的摩擦，只在機構上施加動力，構建運動副，使機構能進行運動，分析其運動軌跡 。 在 提供零件之間的運動副有 :凸輪連接運動副、槽連接運動副、齒輪連接運動副等。  進入機構模塊  運行 ，打開裝配 ，點擊菜 單欄“應用程序” “機構”，即進入了機構模塊，如圖 示。  圖 機構模塊                               圖  進入機構模塊后即可對各 運動 軸做參數(shù)設置，以限制主體之間的相對位置、運動范圍、 運動 軸零位置參照等 。如圖 擇旋轉(zhuǎn)軸，右鍵單擊并選擇菜單中編輯定義選項，進入運動軸設置對話框（圖 ，編輯運動軸的零位置和限  買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 20 圖 運動軸設置對話框  制，并可對編輯數(shù)據(jù)進行預覽。使用“拖動”功能可檢查為運動軸指定的限制是否滿足預期的運動范圍。  添加“伺服電動機”  在機構模式下，點擊  “伺服電 動機”圖標， 定義“伺服電動機” （如圖 ，名稱為“ 類型 欄選擇“運動軸”，點擊裝配時生成的銷釘軸；輪廓欄（如圖 “規(guī)范”選擇“速度”，“初始位置”為開始運動的位置，可定義當前位置，也可以定義任意位置為運動初始位置，并可以預覽，“模”選擇 “常數(shù)”，“ A”值為“ 10”。  圖 文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 21 圖 定義初始條件  點擊 “拖動元件”按鈕，點擊“快照”，生成“ 圖 擊“初始條件”按鈕，名稱為“ 選擇“快照”為“ 如圖 擊“確定”完成初