齿轮精整是利用数控精整冲床去除齿轮上毛刺以提高齿轮精度的一道工序,该工序需要将齿轮放置在冲床工作台的指定位置,且具有较高的定位精度。为了实现生产的自动化,提高生产效率,减少因人工疲劳所导致的危险事故,本文设计了齿轮抓取机械手来代替人工完成齿轮的放置并保证定位精度。本文首先根据现场实际工作要求并依据对机器人的分析完成了四自由度关节型抓取机械手的总体方案设计。然后,利用D-H法建立了机械手的坐标系,并在连杆坐标系简图的基础上,利用齐次坐标变换求解了其运动学的正问题和逆问题。分析了机械手各个运动构件与末端执行器在空间的位置关系,为轨迹规划和仿真奠定了基础。为了使机械手运动过程尽量平滑,避免位置、速度和加速度突变对它运动过程的影响,本文根据建立的运动学模型,利用机器人工具箱对其进行了轨迹的规划。同时本文基于ADAMS对其轨迹规划的合理性作了验证,并获得了该机械手在所规划的运动轨迹下末端执行器的运动速度、加速度和机械手动力学仿真曲线,为实际运动控制和关节驱动电机的选择提供依据。最后,为了使机械手按照期望的轨迹运动,本文针对它的动力学模型非线性、强耦合特性,设计了鲁棒神经网络控制算法对其轨迹跟踪作了研究,通过仿真实验证明了该算法的有效性。并结合控制电路相关知识,以DSP为核心控制器完成了该机械手的硬件电路和软件系统的设计。