氣動機械手的設(shè)計.doc

畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）29輕工職業(yè)學院專科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目_氣動機械手的設(shè)計_學生姓名專業(yè)班級分段自動化091學號院（系）機電工程系指導教師(職稱)完成時間20年月日畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）30摘要在設(shè)計機械手臂座的時候，用兩個電機提供動力。左邊一電機通過諧波減速器減速后，通過齒輪來控制手臂的回轉(zhuǎn)，而手臂彎曲動作的動力，由右邊一電機提供。電機2同樣也是通過諧波減速器減速后，通過一個長軸，把動力傳到底部的小齒輪上，再由小齒輪與大齒輪的嚙合，把動力傳到那豎直的錐齒輪上，又通過錐齒輪之間的嚙合，把動力與運動傳遞到橫軸上，這樣，再通過鍵連接，就能把動力傳到那帶輪上。這樣，帶輪就以一定的速度不停的轉(zhuǎn)，以給臂關(guān)節(jié)通過同步齒型帶傳遞動力。在設(shè)計臂關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)時，我們用兩個同步齒形帶輪來傳遞動力，而帶輪又與軸和機械式離合器的左半邊相連，這樣，就使軸與左半邊相連的離合器轉(zhuǎn)動。在右半邊為一電磁制動器，制動器的左半邊與離合器的右半邊相連，而且通過盤與上臂相連。這時，當電磁鐵通電時，制動器吸合，這時離合器也分開。這樣，上臂就停止在所要求的位置上了。當電磁鐵失電時，由于彈簧力的作用，把制動器推開，同時離合器在彈簧力的作用下自動嚙合，手臂恢復原有的運動。注：機械手臂的運動范圍手其結(jié)構(gòu)的限制，在手臂的運動到達結(jié)構(gòu)位置之前，必須使其自動停止。機械手臂的運動機械位置是有關(guān)節(jié)處牙嵌離合齒上的突起部分而定。手臂在極限位置自動停止，反向運行的條件完全是靠離合齒上的凸起部分與滑塊的接觸實現(xiàn)的。為了使離合齒輪能順利的脫開和嚙合，對離合齒上的凸起部分斜面的升角arctg。只有滿足這個條件，離合齒上凸起部分的斜面與滑塊在滑動時才不會發(fā)生自鎖。這樣手臂才能自動停止和反向動作！方案二此方案在臂關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計上與方案一有所不同。這里設(shè)計成中心軸不轉(zhuǎn)動。改在同步帶輪處裝兩個軸承。這樣，帶輪可自由轉(zhuǎn)動，而不會影響軸，且把離合器的左半邊加工在帶輪上，這樣，不僅可以縮小空間，而且可以提高強度。其余與方案一相同。關(guān)鍵詞：機械手臂；極限位置；嚙合畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）31AbstractBlockinthedesignofrobotwhenpoweredbytwomotors.Theleftsideofamotorspeedreducerthroughtheharmonictothepublicthroughthegearstocontroltherotaryarm,andarmmovements,bendingmomentumprovidedbytherightsideofamotor.Motor2isalsoslowdowntheadoptionofharmonicreducerthroughalongaxis,themomentumspreadatthebottomofthepinion,andthenbythepiniongearmeshingwiththedrivingforcefortheverticalspreadofthebevelgearandthroughtheengagementbetweenthebevelgearstotransmitpowerandmovementtothehorizontalaxis,sothatthroughthebond,wewillbeabletospreadtothepulleyonthedrivingforce.Inthisway,pulleyonacertainclockspeedoftheswitchtothejointstothearmthroughthesynchronouspowertransmissionbeltteeth.Armjointsinthedesignofthestructure,weusetwotimingpulleystotransferpower,andthepulleywiththeshaftandmechanicalclutchconnectedtotheleftside,sothatmakestheaxiswiththeleftsideconnectedtotheclutchrotation.Intherighthalffortheelectromagneticbrakes,brakeandclutchleftsideoftherighthalfoflinked,butlinkedthroughthediskandtheupperarm.Atthistime,whentheelectromagnetpower,thebrakespull-in,whenitseparatedfromtheclutch.Inthisway,theupperarmtostopinthepositionrequiredbythe.Whentheelectromagnetpowerloss,duetotheroleofthespringforce,thebrakeopen,clutchatthesametimetheroleofforceinthespringundertheautomaticmeshing,armmovementtorestoretheoriginal.Note:Therangeofmotionoftherobothandofitsstructurallimitations,themovementinthearmtoreachthelocationofthestructurebeforetheautomaticcut-offmustbemade.MechanicalmovementoftherobotpositiononthesectionofDepartmentclutchteethtoothinlayonthepartoftheprocess.Limitthelocationofthearmintheautomaticstop,reverseoperationison-offconditionsontheteethandsliderprotrudingpartoftherealizationofthecontact.Inordertomakeasmoothclutchgearwastornoffandtheengagementoftheclutchteethontheprotrudingpartoftheslopeanglearctg.Onlytomeetthiscondition,clutchteethontheconvexpartoftheslopewiththesliderintheslidingdoesnotoccurwhentheself-locking.Thisarmcanautomaticallystopandreverseaction!Keywords:themechanicalarm,Extremepositions,Mesh,畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）32目錄摘要.4摘要英文譯文.5第一章前言1.1機械手概述.61.2機械手的組成和分類.71.2.1機械手的組成81.2.2機械手的分類8第二章機械手的設(shè)計方案2.1機械手的坐標型式與自由度102.2機械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計112.3機械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計122.4機械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計122.5機械手的驅(qū)動方案設(shè)計132.6機械手的控制方案設(shè)計132.7機械手的主要參數(shù)132.8機械手的技術(shù)參數(shù)列表13第三章手部結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1夾持式手部結(jié)構(gòu)143.1.1手指的形狀和分類143.1.2設(shè)計時考慮的幾個問題143.1.3手部夾緊氣缸的設(shè)計14第四章手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1手腕的自由度194.2手腕的驅(qū)動力矩的計算194.2.1手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩204.2.2回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩計算22第五章手臂伸縮，升降，回轉(zhuǎn)氣缸的設(shè)計與校核5.1手臂伸縮部分尺寸設(shè)計與校核235.1.1尺寸設(shè)計235.1.2尺寸校核245.1.3導向裝置255.1.4平衡裝置255.2手臂升降部分尺寸設(shè)計與校核265.2.1尺寸設(shè)計265.2.2尺寸校核265.3手臂回轉(zhuǎn)部分尺寸設(shè)計與校核275.3.1尺寸設(shè)計27畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）335.3.2尺寸校核27第六章機械手的PLC控制設(shè)計276.1可編程序控制器的選擇及工作過程276.1.1可編程序控制器的選擇276.1.2可編程序控制器的工作過程276.2可編程序控制器的使用步驟28第七章結(jié)論29致謝29參考文獻30專業(yè)相關(guān)的資料31畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）34第一章前言1.1.工業(yè)機械手概述工業(yè)機器人由操作機(機械本體)、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術(shù)，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領(lǐng)域。機器人應用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務性設(shè)各，也是先進制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備.機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應用的機械手被稱為“工業(yè)機械手”。生產(chǎn)中應用機械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率:可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。因此，在機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用.機械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強，僅為某臺機床的上下料裝置，是附屬于該機床的專用機械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。1.2.機械手的組成和分類1.2.1.機械手的組成機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖2-1所示。畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）35機械手組成方框圖:1-1(一)執(zhí)行機構(gòu)包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機構(gòu)。1、手部:即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型。回轉(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，故應用較廣泛。平移型應用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內(nèi)孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夾式和內(nèi)撐式；指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。而傳力機構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務。傳力機構(gòu)型式較多時常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。2、手腕:是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓取物件的方位(即姿勢)3、手臂:手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動手指去抓取物件，并