【正文】 山東大學(xué)機(jī)電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 參考文獻(xiàn) [1] 成大先 . 機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè) [16].北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021 [2] 王守城 段俊勇 . 液壓元件及選用 .北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021 [3] 劉力 .機(jī)械制圖（第二版） .北京 ：高等教育出版社 ,2021 [4] 鄭志祥 張磊等 .機(jī)械零件 [第二版 ].北京 ： 高等教育出版社 ,2021 [5] 王昆 何小柏等 .機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) .北京 ： 高等教育出 ， 2021 [6] 沈鴻 .機(jī)械工程手冊(cè) [ 6].北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,1983 [7] 宋昭祥 .機(jī)械制造基礎(chǔ) .北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [8] 馬永林 .機(jī)械原理教程 .北京 ： 高等教育出版社 ,2021 [9] 宗偉剛 .機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)原理理論方法和算法 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [10] 周士昌 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [4].北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [11] 徐嘉元 曾家駒 .機(jī)械制造工藝學(xué) .北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [12] 張利平 . 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì) .北京 ： 化學(xué)出版社 ,2021 [13] 陳于萍 周兆元 .互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) .北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [14] 丁樹摸 周驥平 .液壓傳動(dòng) .北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [15] 梁俊有 李洪波 .CAD 工程設(shè)計(jì) .內(nèi)蒙古： 遠(yuǎn)方出版社 ， 2021 [16] 濮良貴 紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì) .北京：高等教育出版社， 2021 。在這難忘的三個(gè)多月中，沒有他們的支持，我的設(shè)計(jì)不可能這樣順利的完成。他給予了我們充分的指導(dǎo)，并且還培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考問題的能力。 由于設(shè)計(jì)者的水平有限，有許多的問題需要改善，例如底座設(shè)計(jì)時(shí)可才 用諧波減速器和電機(jī)配合來完成立柱的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，因?yàn)樗某休d能力大，可以使整個(gè)系統(tǒng)工作起來更加的平穩(wěn)。 (三 ).選擇電機(jī) 根據(jù)液壓泵功率選擇合適的電機(jī)，查電機(jī)產(chǎn)品列表選擇 Y160M4 型電機(jī)，其相關(guān)參數(shù)如下： 額定功率 11 kw 滿載轉(zhuǎn)速 1460 r/min 額定電壓 380 V 機(jī)械效率 88% 山東大學(xué)機(jī)電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì) 所做的主要工作有： 1．總體方案的確定。的機(jī)構(gòu)， 由公式 22 21( ) ( ) / 8mT b D d P P ?? ? ? （ 317） 取馬達(dá)容積高 mmb 28? 軸徑 mmd 38? 工作壓力 MpaP 32 ? 背壓 MpaP 11 ? 山東大學(xué)機(jī)電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 工作效率 ? ? 則 mmD 95? 取 mmD 105? （二） .葉片設(shè)計(jì) 葉片設(shè)計(jì)如下圖，帶鍵槽的通孔套在底座托盤軸徑為 Ф 38 的軸上，與之配合。 MdII zz ?? （ 311） ??? ? 將立柱視為Ф 90 1200 的均勻圓柱，估算其質(zhì)量 kgm 20? 則其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 11 2 /2zI mR? （ 312） ?? ? 則底座托盤以上整體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 39。 60D mm? 即手抓外缸徑上活塞直徑為 39。在此用做兩傳送帶上的圓柱型工件搬運(yùn)工作非常合適。在此設(shè)計(jì)中與手抓共同采用伸縮套筒組合液壓缸驅(qū)動(dòng)。 山東大學(xué)機(jī)電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 33 手爪結(jié)構(gòu)圖 1 指端部螺栓 2 指架 3 連接螺栓 4 活塞桿 5 連接塊 手部螺栓的選擇 經(jīng)計(jì)算 1V 型塊固定處螺栓受切應(yīng)力最大為 NF ? 選擇材料 Q235， 級(jí)螺栓，查表得其抗剪強(qiáng)度為 48Mpa 根據(jù)螺栓抗剪強(qiáng)度計(jì)算螺栓直徑 mmd ? 圓整為 mmd 10? 由于 1V 塊自身重力不大，圓整后根據(jù)配合要求取 M10 x 40 的螺栓即可完全滿足使用要求。 根據(jù)所夾取工件的大小取兩 V 型塊張開角度均為 120 度。 其中， 機(jī)座 采用 擺動(dòng)液壓缸同完成 驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn) 動(dòng)作 ， 小 臂及 手 爪采用 伸縮組合液壓 缸 完成動(dòng)作，大臂采用柱塞式液壓缸完成升降動(dòng)作。這三種方法各有所長，各種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)見表 21 表 21 三種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)對(duì)照 內(nèi)容 驅(qū)動(dòng)方式 山東大學(xué)機(jī)電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 液壓驅(qū)動(dòng) 氣動(dòng)驅(qū)動(dòng) 電 機(jī) 驅(qū)動(dòng) 輸出功率 很大，壓力范圍為50～ 140Pa 大， 壓 力 范 圍 為48～ 60 較大 控制性能 利用液體的不可壓縮性，控制精度較高，輸出功率大，可無級(jí)調(diào)速，反應(yīng)靈敏，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制 氣體壓縮性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，難以實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制 控制精度高，功率較大，能精確定位，反應(yīng)靈敏，可實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制，伺服特性好，控制系統(tǒng)復(fù)雜 響應(yīng)速度 很高 較高 很高 結(jié)構(gòu)性能及體積 結(jié)構(gòu)適當(dāng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可標(biāo)準(zhǔn)化、模擬化，易實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)。 山東大學(xué)機(jī)電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 2 章 工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì) 工業(yè)機(jī)器人總體方案擬定 本設(shè)計(jì)為三自由度工業(yè)機(jī)器人，其工作方向?yàn)閮蓚€(gè)直線方向和一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。 2）消化和利用國外機(jī)器人技術(shù)、資料、樣機(jī)和關(guān)鍵元器件，為我所用。我國國內(nèi)機(jī)器人生產(chǎn)廠家規(guī)模大都較小，甚至談不上規(guī)模，而國內(nèi)一般企業(yè)又沒有能力將機(jī)器人有效地集成到生產(chǎn)系統(tǒng)中去，因此，那些進(jìn)行系統(tǒng)集成并向用戶提供一條龍服務(wù)的公司，在機(jī)器人市場(chǎng)中將有較強(qiáng)的競(jìng)爭力。這些合資合作的開展，將會(huì)有效地推動(dòng)中國機(jī)器人工業(yè)的進(jìn)步，全面促進(jìn)中國機(jī)器人工業(yè)水平的提高，但是它也會(huì)和其他外國機(jī)器人公司一樣，沖擊 中國機(jī)器人市場(chǎng)，影響具有自主開發(fā)能力的中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的形成，也會(huì)使國內(nèi)其他的機(jī)器人生產(chǎn)廠家面臨一種嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 我國雖然開始研制工業(yè)機(jī)器人僅比日本晚 56 年，但是由于種種原因，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展比較慢。就日本來說， 1967 年，日本豐田織機(jī)公司 引進(jìn)美國的“ Versatran” ,川崎重工公司引進(jìn)“ Unimate”，并獲得迅速發(fā)展。據(jù)當(dāng)時(shí)統(tǒng)計(jì)，美國大約 200 臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，工作時(shí)間共達(dá) 60 萬小時(shí)以上，與此同時(shí)，出現(xiàn)了所謂了高級(jí)機(jī)器人，例如：森德斯蘭德公司（ Sundstrand）發(fā)明了用小型計(jì)算機(jī)控制 50 臺(tái)機(jī)器人的系統(tǒng)。這一時(shí)期，工業(yè)機(jī)器人在美國進(jìn)入應(yīng)用階段，例如，美國通用汽車公司 1968 年訂購了 68 臺(tái)工業(yè)機(jī)器人； 1969 年該公司又自行研制出 SAM 新工業(yè)機(jī)器人，并用 21 組成電焊小汽車車身的焊接自動(dòng)線；又如，美國克萊斯勒汽車公司 32 條沖壓自動(dòng)線上的 448 臺(tái)沖床都用工業(yè)機(jī)器人傳遞工件。 山東大學(xué)機(jī) 電一體化工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 美國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，大 致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段： （ 1） 19631967 年為試驗(yàn)定型階段。研究人員為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的性能和智能水平，要求機(jī)器人系統(tǒng)具有開放結(jié)構(gòu)和集成各種外部傳感器的能力。如發(fā)生某些偏離時(shí)，就將引起零部件甚至機(jī)器人本身的損壞。 目前，工業(yè)機(jī)器人主要用于裝卸、搬運(yùn)、焊接、鑄鍛和熱處理等方面，無論數(shù)量、品種和性能方面還不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。 第三代機(jī)器人（機(jī)器人）則能獨(dú)立地完成工作過程中的任務(wù)。 目前工業(yè)機(jī)器人大部分還屬于第一代，主要依靠人工進(jìn)行控制；控制方式則為開環(huán)式，沒有識(shí)別能力；改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度。 1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)器人。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供機(jī)器人各關(guān)節(jié)所需要 的動(dòng)力，傳動(dòng)系統(tǒng)則將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為滿足機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩和運(yùn)動(dòng)所要求的驅(qū)動(dòng)力或力矩。一般而言，機(jī)器人通常就是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)這三部分組成，如圖 11 所示。除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機(jī)來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電訊號(hào)操作機(jī)器人來進(jìn)行探測(cè)月球等。第一類是 不需要人工操作的通用機(jī)器人，也即本文所研究的對(duì)象。機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、維修容易的優(yōu)勢(shì)，但功能較少，適應(yīng)性較差。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。 山東大學(xué)機(jī) 電一體化工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 1 章 概述 機(jī)器