搬運機械手及其控制系統(tǒng)設計畢業(yè)設計說明書-預覽頁
【正文】 obot in wait for a wide range of application development in the area of today39。該畢業(yè)設計將系統(tǒng)的反應機械與控制的緊密聯(lián)系。最終可以減輕人力，便于有節(jié)奏高效的生產(chǎn)。 搬運機械手的原理搬運機械手是一種模仿人類手動作，并按設計者設定的程序、軌跡和要求代替人直接搬運工件或操持工具或搬運工件的自動化裝置。若采用電液伺服機構控制，可以實現(xiàn)連續(xù)的軌跡控制。 對于電動機械手—— 是用直接用直線電機或功率步進電機和具有特殊結構的感應電動機等來驅動，動力源簡單易于獲取，不再需要多余的能量轉換機構，維護使用方便可靠。 對于連續(xù)控制—— 大部分工業(yè)的機械手按給定的速度沿給定的軌跡路線實現(xiàn)平穩(wěn)而且準確的運動。1958年美國的聯(lián)合控制公司研制出世界上的第一臺機械手。當今世界機械手的發(fā)展仍在迅猛發(fā)展。這些工業(yè)機器人的控制器，幾乎大部分都是由中國科學院沈陽自動化研究所和北京科技大學機器人研究所開發(fā)的，同時一系列的機器人關鍵部件也被開發(fā)出來，如機器人專用軸承，減震齒輪，直流伺服電機，編碼器，氣壓液壓等技術等等。如采礦機器人、建筑業(yè)機器人以及水電系統(tǒng)用于維護維修的機器人等。 1 需要解決機械手機械結構的設計問題，并且要求搬運機械手結構簡單、經(jīng)濟、操作方便具有一定的代表性和可性行。 第二章 搬運機械手夾持部分計算 第二章 搬運機械手夾持部分計算 夾持式手部驅動力計算任務書給出的工件的質量是G=1 千克，尺寸等于3232（直徑高度），材料是塑料。得=N==25N3 計算出實際的驅動力p（千克） ——————理論驅動力 ——————安全系數(shù) ， 負載50005000~1000010000~2000020000~3000030000~5000050000工作壓力~1~2~33~44~55~7—————工作情況系數(shù)，其中主要考慮慣性力的影響，由此可按以下公式計算 =1+ a——————為手部抓取工件的手臂運動的最小加速度（）—————— 傳力機構的機械效率，一般情況取=~由以上求如果被抓取工件為勻速運動則a=0。其中 =公式中 ————表示活塞桿拉的松開力N—————表示活塞桿的夾緊力N—————表示氣缸工作時總阻力N——————表示氣缸工作阻力D——————表示活塞直徑 mmd——————表示活塞桿直徑 mm其中總阻力與多種因素有關，比如慣性力、摩擦力、背壓力等等，綜上以上因素可以用載荷率的形式代入公式。 d=（~~）*D=5~10mm 所以取活塞桿直徑d=10mm 。于是壁厚==2mm取=2mm，則缸筒外徑為=D+=25+2*2=29mm。由機械設計手冊第四卷可知活塞桿穩(wěn)定性條件如下。 由《機械設計手冊》知，可求得活塞桿直徑的d=（~）=8~12mm. 所以由《機械設計手冊》圓整后活塞桿直徑d取14mm。氣缸承受的軸向負載當達到極限值以后，即使有很小的干擾力便會使桿產(chǎn)生彎曲變形，從而導致氣缸不能進行正常的工作。 K= 由于所以 所以 ==4 由上式計算知，所以活塞桿直徑取d=14mm時細桿穩(wěn)定。 則有效輸出力矩=其中式中 M————表示擺動氣缸承受的實際力矩， ————表示負載率負載性質負載率靜負載動負載——慣性負載 靜負載是指擺動氣缸施加在靜止工件上的靜力矩M。 M=J 其中式中 M————表示擺動力矩， J— — —表示轉動慣量，負載難于回轉或回轉負載難于停止的程度，kg . 。 如圖 第六章 搬運機械手動力與驅動方案 第六章 搬運機械手動力與驅動方案 搬運機械手的氣壓控制 考慮到機械構造簡單、維護的方便性以及性能的可靠性穩(wěn)定性的要求，本課所以首先采用氣壓傳動的驅動方案。但是由于空氣具有可壓縮的特性，機械手工作速度的穩(wěn)定性較差，而且氣源壓力通常較低，抓重通常在30公斤以下，氣壓傳動控制適用于高速，輕載，高溫、低溫和粉塵大的惡劣環(huán)境中進行工作。2 氣壓的可靠性較高，實用的壽命相對也較長3利用空氣的可壓縮性和取之不盡用之不竭的特點，可儲存能量集中供氣對工件進行操作搬運等。啟動原理圖圖如下圖。主要控制內容有動作的順序控制，動作的位置控制與路徑、動作的時間控制。該課題所用的是固定程序控制類別的機械式控制系統(tǒng)。它使用可編程存儲器存用戶設計編制的程序指令，這些編輯的程序用來實現(xiàn)邏輯運算、順序操作、定時、計數(shù)及算術運算和通過數(shù)模轉換來控制各種各樣的機電一體化產(chǎn)品，編輯的程序可變、具有抗干擾能力強、工作可靠性高、性能強大、體積不大、相對耗電低，特別易于購買、價格便宜等等優(yōu)良的特點，具有廣泛的發(fā)展應用前景。（2）容量計算可編程控制器內存容量指的是用戶程序的容量。該課題的搬運機械手物理分配表如下圖。PLC可編程控制器公共程序模塊包括復位指令 置為指令。2 本次畢業(yè)設計搬運機械手與控制系統(tǒng)采用了氣壓傳動的技術，因為氣壓傳動具有靈活快捷、氣源是無毒無污染的的空氣具有取之不盡用之不竭的特點。 參考文獻[1] ：機械工業(yè)出版社 1993[2] ：機械工業(yè)出版社，2005[3] 三菱公司編. [4] [5] ：北京理工大學出版社，1996[6] ：兵器工業(yè)出版社，1997[7] ，1995 [8] 胡弘，：國防工業(yè)出版社，1999致 謝在這一個馬上就要結束的畢業(yè)設計中，在這充滿了挑戰(zhàn)而又充實的畢業(yè)設計中指導老師給予了無數(shù)的幫助與鼓勵。感謝機械學院和機電學院的全體老師和同學多年來的關心和支持！感謝所有關心和幫助過我的人們！
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