【正文】 .................................................................. 20 尺寸校核 ................................................................................................................ 20 6 機(jī) 座 設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................................................................................................... 21 機(jī)座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 21 手臂雙氣缸齒輪齒條機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)與校核 ........................................................ 21 尺寸設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 21 尺寸校核 ................................................................................................................ 21 7 控制回路設(shè)計(jì) ...................................................................................................................... 23 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖 ........................................................................................ 23 繪制動(dòng)作順序表 ........................................................................................................ 24 8 機(jī)械手的 PLC 控制設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 26 選型 ...................................................................................................................... 26 輸入輸出分配表 .................................................................................................... 26 選擇 PLC 型號 ........................................................................................................ 26 使用的環(huán)境條件 .................................................................................................... 26 繪制原理接線圖 ................................................................................................... 27 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制面板設(shè)計(jì) ................................................................................ 28 程序的總體結(jié)構(gòu) ....................................................................................................... 28 程序梯形圖設(shè)計(jì) ................................................................................................... 28 編寫程序指令表 ................................................................................................... 29 程序調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................................................... 31 9 結(jié) 論 .................................................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 34 致 謝 ...................................................................................................................................... 35 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 緒論 1 1 緒 論 前言 用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為機(jī)械手。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）： 年 月 日 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 摘要 Ⅰ 摘 要 本課題研究的輕型平動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手具有結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定性高，精度準(zhǔn)確，研究成本低，使用壽命長等特點(diǎn)。 通過學(xué)習(xí)機(jī)械手的工作原理，熟悉了搬運(yùn)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)機(jī)理。 工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學(xué)科 —— 機(jī)械手工程。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，應(yīng)用的更為廣泛。 1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。 毫米。 1976 年個(gè)大學(xué)和國家研究部門用在機(jī)械手的研究費(fèi)用 42%。預(yù)計(jì)到 1990 年將有 55 萬機(jī)器人在工作。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 1 緒論 3 隨著工業(yè)機(jī)器手（機(jī)械人）研究制造和應(yīng)用的擴(kuò)大，國際性學(xué)術(shù)交流活動(dòng)十分活躍，歐美各國和其他國家學(xué)術(shù)交流活動(dòng)開展越來越多。本課題以能夠?qū)崿F(xiàn)這類工作的搬運(yùn)機(jī)械手為研究對象?？梢詰?yīng)用在不同的場合，尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合應(yīng)用的更為廣泛，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。 我國 目前 主要單位像中科院沈陽自動(dòng)化所，原機(jī)械部的北京自動(dòng)化所，像哈爾濱工業(yè)大學(xué)，北京航空航天大學(xué)，清華大學(xué)，還包括中科院北京自動(dòng)化所等等的一些單位都做了非常重要的研究工作，也取得了很多的成果，而且目前這幾年來看，我們國家在高校里邊，有很多單位從事機(jī)器人研究，很多研究生和博士生都在從事機(jī)器人方面的研究，目前我們國家比較有代表性的研究，有工業(yè)機(jī)器人，水下機(jī)器人 （如圖 ） ，空間機(jī)器人，核工業(yè)的機(jī)器人，都在國際上應(yīng)該處于領(lǐng)先水平，總體上我們國家與發(fā)達(dá)國家相比，還存在很大的差距，主要表現(xiàn)在，我們國家在機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化方面，目前還沒有固定的成熟的產(chǎn)品，但是在上述這些水下、空間、核工業(yè)，一些特殊機(jī)器人方面，我們?nèi)〉昧撕芏嘤刑厣难芯砍删?。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實(shí)例。 機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)要進(jìn)行綜合考慮，盡可能使之做到結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，容易操作安全可靠，安裝維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性好。 3）本工業(yè)機(jī)械手是 四 自由度機(jī)械手。但因油的泄露對工件性能影響較大，故它對密封裝置要求嚴(yán)格，且不宜在高溫或低溫下工作。 綜合上述四種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)合本設(shè)計(jì)之工業(yè)機(jī)械手的各項(xiàng)規(guī)格要求，應(yīng)選用氣壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，則其抓重和定位都可達(dá)到，且結(jié)構(gòu)簡單 ，其傳動(dòng)平穩(wěn)和動(dòng)作靈敏性可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。傳力機(jī)構(gòu)型式較多時(shí)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?！?180176。 控制系統(tǒng)是支配工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。 選擇 手爪 的類型及夾緊裝置 本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)平動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，考慮到所要達(dá)到的原始參數(shù)： 手爪 張合角△ λ=60176。 通過綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇二指回轉(zhuǎn)型 手 爪 ，采用滑槽杠桿這種結(jié)構(gòu)方式。 由 ?xF =0 得 F1=F2 ?yF =0 得 ?cos21 FF ? 39。 手指對工件的夾緊力可按公式計(jì)算： FN≥ ≥K1K2K3G （ ） 式中 K1— 安全系數(shù)，通常 ～ ； K2— 工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響。 +25cos30176。 偏轉(zhuǎn)角 β 按最佳偏轉(zhuǎn)角確定： 11 60c o s c o s 4 6s in 1 0 0 s in 6 0CPRl? ?? ? ??? ? ?? 計(jì)算 R0=lsin? cosβ=100 sin60176。它的結(jié)構(gòu)緊湊，但回轉(zhuǎn)角度小 于 360176。cm)； 下面以圖 ，分析各阻力矩的計(jì)算 ： （ 1） 手腕加速運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩 M慣 若手腕起動(dòng)過程按等加速運(yùn)動(dòng)，手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度為 ω，起動(dòng)過程所用的時(shí)間為Δ t， 則： M慣 = (J+J1） ω/Δt 式中 ： J— 參與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的部件對轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ； J1— 工件對手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ； Ω— 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角 速度 (弧度 /s)； Δ t— 起動(dòng)過程所需的時(shí)間 (s)； 若工件中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不重合，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J1為 ： J1= 211c GJeg? 式中 ： Jc— 工件對過重心軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ； G1— 工件的重量 (N)； 1e — 工件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心距 (cm)； （ 2） 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件和工件的偏重對轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所產(chǎn)生的偏重力矩 M偏 M偏 =G1 1e +G3e3 式中 ： G3— 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件的重量 (N)； e 3— 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心距 (cm)； 當(dāng)工件的重心與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合時(shí)，則 G1 e 1=0。若低壓腔有一定的背壓，則上式中的 P應(yīng)代以工作壓力 P1與背壓 P2之差。m2) 工件的質(zhì)量為 5kg， 質(zhì)量分布于長 l=100mm的棒料上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 212c mlJ ? 25 ?? =(kgm） M驅(qū) ＜ M ∴ 設(shè)計(jì)尺寸符合使用要求，安全 。 2） 臂部運(yùn)動(dòng)速度要高，慣性要小 。導(dǎo)向桿目前常采用的裝置有單導(dǎo)向桿，雙導(dǎo)向桿，四導(dǎo)向桿等，在本設(shè)計(jì)中才用單導(dǎo)向桿來增加手臂的剛性和導(dǎo)向性?！?180176。m) 測定參與手臂轉(zhuǎn)動(dòng)的部件的質(zhì)量 m1=40kg，通過分析各部件的質(zhì)量分布情況，質(zhì)量密度等效分布在一個(gè)半徑 r=125mm的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 212mrJ? 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 6 機(jī)座設(shè)計(jì)計(jì)算 22 = 240 2? =（ 2kgm? ） M慣 =Jt??? = ? =(