问题陈述

为了解决在室温下从一个传送带到另一个传送带拾取和放置具有6cm直径和150克重量的圆柱形物体的问题，以减少人力和有效的材料处理。两台输送机之间的距离为50厘米。

机械臂的设计

该项目的机械结构是建立和组装机器人臂体。在全面考虑了该领域的所有前述工作之后，选择了具有可变编程运动的四自由度操纵器来执行各种环境中的各种任务。这是一种四轴铰接式机械手，用于移动机器零件，工具，专用设备等材料。它由四个伺服电机驱动，并具有夹具作为末端执行器。夹具的手指抓住和操纵的物体大小为150毫升圆柱形瓶子，整个手臂工作空间的重量约为150克。

设计考虑

1.由于电力需求小，重量轻，适用于该设计，因此选择电动执行器DC伺服而不是液压和气动执行器。

2.用于制造的材料本地采购可用材料。

3.用于设计的材料重量轻，以减少基座和肩部的重量集中。

4.由于链条重量轻，稳定性好，减轻了手臂的重量，所以选择矩形板代替链板。

5.选择连续路径控制器（使用PIC单片机）。

6.扭矩完全由电动机的惯性平衡。

自由度（DOF）的选择

一个物体可以在三维空间中执行的独立运动的数量被称为自由度（DOF）的数量。因此，空间自由的刚体具有六个自由度-三个位置和三个方向。对于我们的应用4自由度是适合的。

材料选择

制造手臂结构的最合适的材料必须轻而坚固。否则，伺服电机将无法拉起手臂并执行所需的转动角度。可以考虑制造该结构的材料包括铝，有机玻璃，塑料聚合物和碳纤维。在选择制造材料时，还应考虑材料的可用性，整体成本和成型灵活性。因此，在所考虑的四种材料中，铝是作为制造材料选择的最理想的材料。

4种规格的机械臂：

该项目的机器人手臂是与人体手臂非常相似的旋转类型。安装在基座上的肩膀可以将手臂从两侧的水平移动到垂直180度。肩部使用大型舵机，提供抬起手臂其余部分所需的扭矩，以及可能抓住的任何物体。附在肩膀上的是一个可以移动180度的肘部，也可以通过大型伺服驱动。手腕由一个标准伺服器组成，可以沿垂直方向移动180度。手腕上附有一个双指抓手，利用围绕单个标准伺服机构的独特设计。

考虑到设计的各个方面，CAD模型（Creo软件）用于机器人手臂设计。机器人手臂的各种组件是肩膀，手肘，手腕，抓手。利用Creo软件的目的是因为Creo可以提供详细信息，真实图像和演示概览以演示设计。图3显示了机器人手臂各部分的三维视图。