【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 前成熟的自動(dòng)控制技術(shù)以及使用越來(lái)越普及的通信技術(shù)在內(nèi)的一種新技術(shù)，使用起來(lái)操作簡(jiǎn)單方便、同時(shí)可靠性能良好，非常適應(yīng)現(xiàn)在的工業(yè)環(huán)境。最常見(jiàn)的單片機(jī)為英特爾公司開(kāi)發(fā)研制的51單片機(jī)系列，單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)是體積小、能耗低、兼容性好、容易擴(kuò)展和安裝簡(jiǎn)單，因此，單片機(jī)可以改造各種控制線路、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通話系統(tǒng)、無(wú)線觸感系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)?？梢杂脕?lái)控制流水線的作業(yè)過(guò)程，電梯的升降程度、以及各個(gè)類(lèi)型的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的接口。 此次食品攪拌機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)使用PLC電路進(jìn)行控制，選擇西門(mén)子S7200進(jìn)行控制，通過(guò)專(zhuān)用的軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)過(guò)程的監(jiān)控和調(diào)控。第3章 機(jī)器人本體及機(jī)械手設(shè)計(jì)底座起到支撐作用，雖然底座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卻也是整體不可缺少的一部分。支座設(shè)計(jì)為有四個(gè)可以自由旋轉(zhuǎn)的輪子的形式，方便機(jī)器整體移動(dòng)。底座上還安裝有滾筒。底座結(jié)構(gòu)示意圖如31所示：圖 31 底座結(jié)構(gòu)示意圖因?yàn)橹ё鶅H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(wèn)題。底座在加工的時(shí)候不要求有太高的精確度。在底座上共設(shè)計(jì)有4個(gè)螺孔，并在底座上開(kāi)Φ600mm的孔用來(lái)安裝滾筒。 第一關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì) 關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一關(guān)節(jié)主要功能是對(duì)第二關(guān)節(jié)進(jìn)行調(diào)控并且支撐，整體設(shè)計(jì)為回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，此方式是把機(jī)器底座和氣缸進(jìn)行連接，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)器底座會(huì)將力通過(guò)絲桿傳遞到氣缸上，帶動(dòng)氣缸運(yùn)動(dòng)，支架在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中也會(huì)隨著導(dǎo)桿的運(yùn)動(dòng)上下運(yùn)動(dòng)。第一關(guān)節(jié)立體圖如圖32所示：圖 32 第一關(guān)節(jié)立體圖 回轉(zhuǎn)氣缸壓力校核計(jì)算（1）計(jì)算扭矩本設(shè)計(jì)中選用的規(guī)格重為12KG，最多可以伸出的長(zhǎng)度是875mm。查閱文獻(xiàn)后可以得到扭矩M1的計(jì)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?yàn)樗詺飧啄Σ廉a(chǎn)生的力矩M 3大小是：（2）工作氣壓計(jì)算查閱文獻(xiàn)可以得到氣壓的計(jì)算過(guò)程為： 上升絲杠類(lèi)型選擇絲桿的作用是承受氣缸的上下運(yùn)動(dòng)的，一般情況下，導(dǎo)桿是固定的。只有在少數(shù)特殊情況下，導(dǎo)桿才會(huì)隨著絲桿運(yùn)動(dòng)。（1） 材料選擇和加工方式因?yàn)榻z桿的傳遞過(guò)程功率較小并且此設(shè)計(jì)中沒(méi)有其他特殊的條件，所以可以使用45號(hào)鋼進(jìn)行設(shè)計(jì)，在加工的過(guò)程中使用滲碳技術(shù)對(duì)材料外表進(jìn)行處理即可。（2）軸徑計(jì)算查閱資料可以得到絲桿直徑的計(jì)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(jì)算出d:為了降低加工過(guò)程的難度，對(duì)上面的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行圓整，即（3）絲杠參數(shù)計(jì)算查閱文獻(xiàn)可以得到絲桿的具體工藝參數(shù)，螺紋間距為了保證機(jī)械的的效率以及工作過(guò)程的穩(wěn)定，本設(shè)計(jì)使用梯形螺紋；高度；寬度；強(qiáng)度為，剪切應(yīng)力[τ]=50；彎曲應(yīng)力[σb] = 55（4）強(qiáng)度校核當(dāng)量應(yīng)力計(jì)算查閱文獻(xiàn)可知強(qiáng)度計(jì)算公式為：根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果可以得知[σ]＜[σb]，合格。剪切強(qiáng)度的校核查閱文獻(xiàn)可以得到剪切強(qiáng)度的計(jì)算公式為：根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果可以得知τ＜[τ]，因此設(shè)計(jì)滿足要求。彎曲強(qiáng)度的校核根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果可以得知[σb]＜[σ]，因此設(shè)計(jì)滿足要求。絲桿具體參數(shù)如下表31所示表 31 絲杠具體參數(shù) 滾動(dòng)軸承的選擇在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了盡可能減小軸向力的影響，使用球形軸承進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)中使用對(duì)向方式進(jìn)行安裝。 圖 33 背向形式 圖 34 對(duì)向形式表 32 軸承的規(guī)格 第二關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二關(guān)節(jié)的示意圖如35所示，第二關(guān)節(jié)的作用是控制第三關(guān)節(jié)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。此部分沒(méi)有其他復(fù)雜的零件，總體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，只需要把氣缸安裝在支架上。圖 35 第二關(guān)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(jù)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(jìn)行固定的方式。本結(jié)構(gòu)使用在缸體上固定的形式。（1）計(jì)算負(fù)載葉片的重量 馬達(dá)重量 固定裝置重量M總= （2）型號(hào)的確定對(duì)于設(shè)備的氣缸應(yīng)該具備足夠大的承載量而且在工作的過(guò)程中應(yīng)該保持穩(wěn)定，在運(yùn)行的過(guò)程中氣缸的桿必須有較大的行程，以確保足夠大的動(dòng)力。在對(duì)設(shè)備尺寸進(jìn)行權(quán)衡之后選擇氣缸行程為200mm，型號(hào)為T(mén)NS的氣缸。（3）氣缸直徑選擇查閱產(chǎn)品的參數(shù)手冊(cè)，可以得知相關(guān)的數(shù)據(jù)，然后計(jì)算出氣缸的直徑。初步設(shè)計(jì)的氣缸直徑應(yīng)該是15mm～30mm，因?yàn)槭褂迷谑称芳庸さ脑O(shè)備上，所以氣壓不需要太大，直徑為30mm的氣缸。由于，因此設(shè)計(jì)滿足要求。（4）雙軸氣缸具體參數(shù)使用型號(hào)為的雙軸氣缸，性能參數(shù)見(jiàn)表33。表 33 氣缸的具體參數(shù) 第三關(guān)機(jī)的設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二關(guān)節(jié)的示意圖如36所示，此部分的作用是用來(lái)控制葉片的運(yùn)動(dòng)。圖 36 第三關(guān)節(jié)具體示意圖1固定裝置 2氣動(dòng)馬達(dá) 3支撐支座 氣動(dòng)馬達(dá)型號(hào)選擇在工業(yè)生產(chǎn)越來(lái)越依賴于自動(dòng)化技術(shù)的今天， 液壓制動(dòng)以及馬達(dá)制動(dòng)都在控制過(guò)程中起到了關(guān)鍵作用。氣動(dòng)馬達(dá)是一種通過(guò)膨脹壓縮空氣來(lái)進(jìn)行機(jī)械功的馬達(dá)。氣動(dòng)馬達(dá)通常通過(guò)線性或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將壓縮空氣能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功。直線運(yùn)動(dòng)可以來(lái)自隔膜或活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則由葉片式氣動(dòng)馬達(dá)，活塞式氣動(dòng)馬達(dá)，空氣渦輪或齒輪式馬達(dá)提供。在過(guò)去的兩個(gè)世紀(jì)里，氣動(dòng)馬達(dá)已經(jīng)以多種形式存在，其尺寸從手持式發(fā)動(dòng)機(jī)到高達(dá)幾百馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)。有些類(lèi)型依靠活塞和氣缸。許多壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)加熱進(jìn)氣或發(fā)動(dòng)機(jī)本身來(lái)提高其性能。氣動(dòng)馬達(dá)在手持式工具行業(yè)已經(jīng)取得了廣泛的成功，但它們也廣泛應(yīng)用于固定式工業(yè)領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)中使用活塞運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)馬達(dá)