畢業(yè)論文搬運(yùn)機(jī)械手的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-16 18:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制轉(zhuǎn)盤電機(jī)、橫軸控制液壓缸使機(jī)械手運(yùn)行到初始位置。按下啟動(dòng)按鈕后，PLC控制轉(zhuǎn)盤電機(jī)正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤上帶有光電感應(yīng)器，感應(yīng)到設(shè)定位置時(shí)轉(zhuǎn)盤電機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)橫軸液壓缸和升降連桿控制橫軸伸縮以及沿豎軸升降，當(dāng)橫軸和豎軸上的光電感應(yīng)器感應(yīng)到預(yù)定位置時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。PLC控制手爪抓緊物料。此時(shí)，PLC控制各電機(jī)按原路將物料板運(yùn)到需要位置，完成一次工作循環(huán)。PLC控制機(jī)械手復(fù)位。3 機(jī)械手手爪的設(shè)計(jì) 手爪設(shè)計(jì)的基本要求（1）手爪應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力；（2）手指應(yīng)具有一定的開閉范圍；（3）手爪應(yīng)保證工件在手指內(nèi)的夾持精度；（4）手爪要求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，效率高；（5）手爪應(yīng)考慮通用性和特殊要求。 手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人的手爪又稱為末端執(zhí)行器，它是使機(jī)器人直接用于抓取和握緊專用工具進(jìn)行操作的部件。具有模仿部分人手動(dòng)作的功能，安裝于機(jī)器人手臂的前端。由于被握工件的形狀、尺寸、重量、材質(zhì)及表面狀態(tài)等不同，因此工業(yè)機(jī)器人末端操作器是多種多樣的，大致可分為以下幾類：（1） 夾鉗式取料手（2） 吸附式取料手（3） 專用操作器及轉(zhuǎn)換器（4） 仿生多指靈巧手本文設(shè)計(jì)對(duì)象為物料搬運(yùn)機(jī)器人，并不需要復(fù)雜的多指人工指，只需要設(shè)計(jì)能從不同角度抓取工件的鉗形指。加緊力必須克服工件的重力所產(chǎn)生的靜載荷從而使工件保持可靠的加緊度，因此必須要對(duì)其大小、方向、作用點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算。夾緊力一般按下列公式計(jì)算。 其中：安全系數(shù)，由機(jī)械手的工藝及設(shè)計(jì)要求確定,——，工件情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響， 計(jì)算最大加速度，得出工作情況系數(shù),。方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件形狀以及手指與工件位置不同進(jìn)行選定，在本次設(shè)計(jì)中，方位系數(shù)選作4.工件本身的重量。 則 = = 手爪開合驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 ，驅(qū)動(dòng)力為： 則 得出的為理論計(jì)算值，實(shí)際采取的液壓缸驅(qū)動(dòng)力要大于理論計(jì)算值，考慮手爪的機(jī)械效率，～，則： 手爪開合驅(qū)動(dòng)液壓缸的計(jì)算 由液壓缸以及推力負(fù)載的關(guān)系可計(jì)算出液壓缸內(nèi)徑D,取活塞桿直徑d= 則 =，取D=32MM ，取d=16MM 液壓缸的內(nèi)徑系列（JB82666）（mm）2025324050556365707580859095100105110125130140160180200250 液壓缸活塞桿直徑徑系列（JB82666）（mm）10121416182022252832364045505663708090100110125140160 液壓缸的工作壓力作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Map作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Map＜5000——1 20000——30000——500010000——230000——50000——1000020000 ——350000以上——活塞厚 B=(～)D 取B==32mm=,取23mm.缸筒長(zhǎng)度 L≤(20～30)D 取L為120mm活塞行程， 向前移動(dòng)大約40mm。取液壓缸行程S=40mm。4 機(jī)械手手腕的設(shè)計(jì)機(jī)械手的手腕部件設(shè)置在手部和臂部之間，它的作用主要是在臂部運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步帶動(dòng)機(jī)械手爪繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以擴(kuò)大機(jī)械手的動(dòng)作范圍，并使機(jī)械手變得更靈巧，適應(yīng)性更強(qiáng)。手腕部件具有獨(dú)立的自由度，此設(shè)計(jì)中要求有繞中軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（1）結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕腕部處于手臂的最前端，連接機(jī)械手手爪，它同手部的靜、動(dòng)載荷全部由臂部承擔(dān)。因此，腕部的結(jié)構(gòu)、重量和動(dòng)力載荷，直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運(yùn)轉(zhuǎn)性能。因此，在腕部設(shè)計(jì)時(shí)，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。（2）結(jié)構(gòu)考慮，合理布局 腕部作為機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又承擔(dān)連接和支撐作用，除保證力和運(yùn)動(dòng)的要求以及有足夠的強(qiáng)度、剛度外，還應(yīng)綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的連接。（3）必須考慮工作條件對(duì)于本設(shè)計(jì)，機(jī)械手的工作條件是在工作場(chǎng)合中搬運(yùn)加工的棒料，因此不太受環(huán)境影響，沒有處在高溫和腐蝕性的工作介質(zhì)中，所以對(duì)機(jī)械手的腕部沒有太多不利因素。 本次設(shè)計(jì)采用一個(gè)回轉(zhuǎn)液壓缸，實(shí)現(xiàn)腕部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)葉片用螺釘，銷釘和轉(zhuǎn)軸連接在一起，定片則和缸體連接。壓力油分別由油孔進(jìn)出油腔，實(shí)現(xiàn)手部的旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)角的極限值由動(dòng)，靜片之間允許回轉(zhuǎn)的角度來決定，此次設(shè)計(jì)中缸可回轉(zhuǎn)。腕部旋轉(zhuǎn)位置控制問題，可采用機(jī)械擋塊或位置檢測(cè)裝置反饋定位。機(jī)械手手腕部回轉(zhuǎn)時(shí)，其驅(qū)動(dòng)力需等于其要克服的阻力：（1）腕部回轉(zhuǎn)支承處的摩擦力矩式中 ，軸承處支反力（N），其大小靜力平衡方程求得。 , 軸承的直徑（m）； 軸承的摩擦系數(shù)，對(duì)于滾動(dòng)軸承；對(duì)于滑動(dòng)軸承。為計(jì)算方便，可以簡(jiǎn)化為，取，其中，為工件重量，為手部重量，為手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件重量。（2）工件重心偏置所需的偏置力矩e—工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離，已知e=10mm.則
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