【正文】 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 五自由度液壓搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II 目錄 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 課題背景及研究現(xiàn)狀 ................................................................................ 1 機(jī)械手的研究意義及 其本身優(yōu)點(diǎn) ........................................................... 2 機(jī)械手的研究意義 .......................................................................... 2 機(jī)械手本身的優(yōu)點(diǎn) .......................................................................... 2 本章小結(jié) .................................................................................................... 3 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) ........................................................................................ 4 設(shè)計(jì)目標(biāo) .................................................................................................... 4 總體方案分析 ............................................................................................ 4 ........................................................................... 4 ........................................................................... 4 搬運(yùn)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)及驅(qū)動(dòng)方式 ................................................................ 5 本章小結(jié) .................................................................................................... 7 第 3 章 基本參數(shù)及二維外觀圖 ........................................................................ 8 基本參數(shù) .................................................................................................... 8 總體外觀圖 ................................................................................................ 8 ....................................................................................... 8 ....................................................................... 9 本章小結(jié) .................................................................................................. 10 第 4 章 各部分的具體計(jì)算 .............................................................................. 11 手部夾持器的計(jì)算 ................................................................................. 11 ..................................................................... 11 ..................................................................... 11 ................................................................................. 12 腕部回轉(zhuǎn)油缸計(jì)算 .................................................................................. 13 小臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................................................................... 17 俯仰缸設(shè)計(jì) .............................................................................................. 20 大臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................. 22 大臂升降結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................. 24 .................................................................. 26 腕部回轉(zhuǎn)油缸油孔尺寸確定 .................................................................. 26 大臂回轉(zhuǎn)油缸油孔尺寸確定 .................................................................. 27 大臂升降油缸油孔尺寸確定 ................................................................ 27 伸縮臂油缸油孔尺寸確定 .................................................................... 27 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 III 本章小結(jié) ................................................................................................ 28 第 5 章 各油缸活塞桿校核 .............................................................................. 29 手部驅(qū)動(dòng)油缸活塞桿校核 ..................................................................... 29 腕部回轉(zhuǎn)油缸活塞桿校核 ..................................................................... 29 伸縮 油缸活塞桿校核 ............................................................................. 30 俯仰油缸活塞桿校核 ............................................................................. 30 本章小結(jié) ................................................................................................. 31 第 6 章 總體三維圖 .......................................................................................... 32 總體三維圖 ............................................................................................. 32 本章小結(jié) ................................................................................................. 33 結(jié)論 .................................................................................................................... 34 致謝 .................................................................................................................... 35 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................ 36 附錄 .................................................................................................................... 38 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1章 緒論 課題背景及研究 現(xiàn)狀 機(jī)器人是典型的機(jī)電一體化裝置，它綜合運(yùn)用了機(jī)械與精密機(jī)械、微電子與計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制與驅(qū)動(dòng)、傳感器與信息處理以及人工智能等多學(xué)科的最新研究成果，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和各行各業(yè)對(duì)自動(dòng)化程度要求的提高，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品。機(jī)器人產(chǎn)品的實(shí)用化，既解決了許多單靠人力難以解決的實(shí)際問題，又促進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)程。目前，由于機(jī)器人的研制和開發(fā)涉及多方面的技術(shù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)和研制的成本普遍較高，在某種程度上限制了該項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，因此， 研制經(jīng)濟(jì)型、實(shí)用化、高可靠性機(jī)器人系統(tǒng)具有廣泛的社會(huì)現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 機(jī)械手自六十年代以來問世以來，發(fā)展非常迅速。目前，第二代產(chǎn)品，微機(jī)控制、直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小型工業(yè)機(jī)械手已成產(chǎn)品。 美國(guó)是最早研制和應(yīng)用機(jī)械手的國(guó)家，早在 1967 年就定型批量生產(chǎn)了 UNIMATE4000 型前身。 1969 年美國(guó)通用汽車公司自行研制了 SAM 工業(yè)機(jī)械手，并用 21 臺(tái)機(jī)器手組成了點(diǎn)焊轎車車身的自動(dòng)生產(chǎn)線。 70 年代，美國(guó)克萊斯勒汽車公司的 32 條沖繩自動(dòng)線的 448 臺(tái)沖床，全部采用了機(jī)械手傳送工件。 日本機(jī)械手工業(yè)雖比美國(guó)起步晚（六十 年代后期），但是發(fā)展速度更快，根據(jù)統(tǒng)計(jì)， 1982 年日本擁有工業(yè)機(jī)械手共 13000 余臺(tái)，生產(chǎn)廠家近200 家。 此外，瑞典、挪威、德國(guó)、意大利、俄國(guó)等國(guó)家也是發(fā)展迅速，例如挪威的 TRLLFA 公司生產(chǎn)的機(jī) 械手 ，瑞典的 ASEA 公 司、ELECTROLUX 公司和 KAVIELDT 公 司 生 產(chǎn) 的 機(jī) 械 手 ， 德 國(guó) 的VOLKSVAGEN 公司生產(chǎn)的機(jī)械手在歐洲市場(chǎng)，甚至在北美市場(chǎng)都占有很大的比重。 工業(yè)機(jī)械手可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高 勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運(yùn)和長(zhǎng)期頻繁，單調(diào)的 操作，如果沒有機(jī)械手那么工人的勞動(dòng)強(qiáng)度是很高的，有時(shí)候還要用行車員工件，生產(chǎn)速度大大延緩，這種情況采用機(jī)械手是很有效的。此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、反射性和其他有毒、有污染環(huán)境條件上進(jìn)行操作。更顯其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 工業(yè)機(jī)械手的主要應(yīng)用領(lǐng)域是機(jī)械加工過程中的上、下料及搬運(yùn)、裝配、焊接、沖壓、樹脂成型加工及其熱處理、鍛壓等。 表 11 機(jī)械手在各個(gè)行業(yè)所占比例