【文章內容簡介】 前成熟的自動控制技術以及使用越來越普及的通信技術在內的一種新技術，使用起來操作簡單方便、同時可靠性能良好，非常適應現在的工業(yè)環(huán)境。最常見的單片機為英特爾公司開發(fā)研制的51單片機系列，單片機優(yōu)點是體積小、能耗低、兼容性好、容易擴展和安裝簡單，因此，單片機可以改造各種控制線路、數據采集系統(tǒng)、通話系統(tǒng)、無線觸感系統(tǒng)、測控系統(tǒng)?？梢杂脕砜刂屏魉€的作業(yè)過程，電梯的升降程度、以及各個類型的互聯網結合的接口。 此次食品攪拌機械手臂的設計使用PLC電路進行控制，選擇西門子S7200進行控制，通過專用的軟件可以實現對整個過程的監(jiān)控和調控。第3章 機器人本體及機械手設計底座起到支撐作用，雖然底座結構簡單，卻也是整體不可缺少的一部分。支座設計為有四個可以自由旋轉的輪子的形式，方便機器整體移動。底座上還安裝有滾筒。底座結構示意圖如31所示：圖 31 底座結構示意圖因為支座僅僅起到支撐的作用，所以不需要考慮到和其他部件的兼容性問題。底座在加工的時候不要求有太高的精確度。在底座上共設計有4個螺孔，并在底座上開Φ600mm的孔用來安裝滾筒。 第一關節(jié)的設計 關節(jié)結構設計第一關節(jié)主要功能是對第二關節(jié)進行調控并且支撐，整體設計為回轉式結構，此方式是把機器底座和氣缸進行連接，在運動的過程中機器底座會將力通過絲桿傳遞到氣缸上，帶動氣缸運動，支架在運動的過程中也會隨著導桿的運動上下運動。第一關節(jié)立體圖如圖32所示：圖 32 第一關節(jié)立體圖 回轉氣缸壓力校核計算（1）計算扭矩本設計中選用的規(guī)格重為12KG，最多可以伸出的長度是875mm。查閱文獻后可以得到扭矩M1的計算公式為：固定裝置以及氣缸自重為所以此部分的扭矩M2為：因為所以氣缸摩擦產生的力矩M 3大小是：（2）工作氣壓計算查閱文獻可以得到氣壓的計算過程為： 上升絲杠類型選擇絲桿的作用是承受氣缸的上下運動的，一般情況下，導桿是固定的。只有在少數特殊情況下，導桿才會隨著絲桿運動。（1） 材料選擇和加工方式因為絲桿的傳遞過程功率較小并且此設計中沒有其他特殊的條件，所以可以使用45號鋼進行設計，在加工的過程中使用滲碳技術對材料外表進行處理即可。（2）軸徑計算查閱資料可以得到絲桿直徑的計算公式，已知，由于軸承起到承受扭矩的效果，所以C=106。已知所以按照上面公式可以計算出d:為了降低加工過程的難度，對上面的計算結果進行圓整，即（3）絲杠參數計算查閱文獻可以得到絲桿的具體工藝參數，螺紋間距為了保證機械的的效率以及工作過程的穩(wěn)定，本設計使用梯形螺紋；高度；寬度；強度為，剪切應力[τ]=50；彎曲應力[σb] = 55（4）強度校核當量應力計算查閱文獻可知強度計算公式為：根據以上的計算結果可以得知[σ]＜[σb]，合格。剪切強度的校核查閱文獻可以得到剪切強度的計算公式為：根據以上的計算結果可以得知τ＜[τ]，因此設計滿足要求。彎曲強度的校核根據以上的計算結果可以得知[σb]＜[σ]，因此設計滿足要求。絲桿具體參數如下表31所示表 31 絲杠具體參數 滾動軸承的選擇在設計過程中，為了盡可能減小軸向力的影響，使用球形軸承進行設計，具體參考GB/T 2921994中的規(guī)定。下圖33，34為軸承安裝的形式，本設計中使用對向方式進行安裝。 圖 33 背向形式 圖 34 對向形式表 32 軸承的規(guī)格 第二關節(jié)的設計 結構設計第二關節(jié)的示意圖如35所示，第二關節(jié)的作用是控制第三關節(jié)進行運動。此部分沒有其他復雜的零件，總體結構比較簡單，只需要把氣缸安裝在支架上。圖 35 第二關節(jié)示意圖1氣缸固定裝置 2可以伸縮氣的缸 雙活塞式氣缸選型根據氣缸的固定方式不同，可以分為在缸體上固定的以及使用活塞桿進行固定的方式。本結構使用在缸體上固定的形式。（1）計算負載葉片的重量 馬達重量 固定裝置重量M總= （2）型號的確定對于設備的氣缸應該具備足夠大的承載量而且在工作的過程中應該保持穩(wěn)定，在運行的過程中氣缸的桿必須有較大的行程，以確保足夠大的動力。在對設備尺寸進行權衡之后選擇氣缸行程為200mm，型號為TNS的氣缸。（3）氣缸直徑選擇查閱產品的參數手冊，可以得知相關的數據，然后計算出氣缸的直徑。初步設計的氣缸直徑應該是15mm～30mm，因為使用在食品加工的設備上，所以氣壓不需要太大，直徑為30mm的氣缸。由于，因此設計滿足要求。（4）雙軸氣缸具體參數使用型號為的雙軸氣缸，性能參數見表33。表 33 氣缸的具體參數 第三關機的設計 結構設計第二關節(jié)的示意圖如36所示，此部分的作用是用來控制葉片的運動。圖 36 第三關節(jié)具體示意圖1固定裝置 2氣動馬達 3支撐支座 氣動馬達型號選擇在工業(yè)生產越來越依賴于自動化技術的今天， 液壓制動以及馬達制動都在控制過程中起到了關鍵作用。氣動馬達是一種通過膨脹壓縮空氣來進行機械功的馬達。氣動馬達通常通過線性或旋轉運動將壓縮空氣能量轉換為機械功。直線運動可以來自隔膜或活塞執(zhí)行機構，而旋轉運動則由葉片式氣動馬達，活塞式氣動馬達，空氣渦輪或齒輪式馬達提供。在過去的兩個世紀里，氣動馬達已經以多種形式存在，其尺寸從手持式發(fā)動機到高達幾百馬力的發(fā)動機。有些類型依靠活塞和氣缸。許多壓縮空氣發(fā)動機通過加熱進氣或發(fā)動機本身來提高其性能。氣動馬達在手持式工具行業(yè)已經取得了廣泛的成功，但它們也廣泛應用于固定式工業(yè)領域。本設計中使用活塞運動的氣動馬達