【正文】 選用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的個(gè)數(shù)，而執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)就是所選執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出件的運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是一個(gè)基本機(jī)構(gòu)，也可以是一個(gè)組合機(jī)構(gòu)。由分析各種機(jī)器可知，執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式有下列七種：1)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；2)往復(fù)移動(dòng)；3)往復(fù)擺動(dòng)；4)單向問(wèn)歇轉(zhuǎn)動(dòng)；5)間歇往復(fù)移動(dòng)；6)問(wèn)歇往復(fù)擺動(dòng)：7)實(shí)現(xiàn)給定軌跡。另一方面，選擇機(jī)構(gòu)時(shí)還要確定選用何種原動(dòng)機(jī)，因?yàn)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入運(yùn)動(dòng)是從原動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳來(lái)的。常用原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式有下列三種：1)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，例如電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的輸出運(yùn)動(dòng)；2)往復(fù)移動(dòng)，例如贏線(xiàn)電動(dòng)機(jī)和固定的活塞式油缸或氣缸的輸出運(yùn)動(dòng)；3)往復(fù)擺動(dòng)例如雙向電動(dòng)機(jī)和擺動(dòng)的活塞式油缸或氣缸的輸出運(yùn)動(dòng)。已知執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出運(yùn)動(dòng)和輸入運(yùn)動(dòng)后，便不難決定該執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)選用什么機(jī)構(gòu)。選擇機(jī)構(gòu)時(shí)，不但要考慮執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式，而且還要考慮它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡。還要考慮到該機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性和制造、安裝、維修及成本等問(wèn)題。根據(jù)所設(shè)計(jì)機(jī)器的特點(diǎn)，進(jìn)行綜合考慮、分析比較，抓主要矛盾，才能選出最佳的機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)是具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件組合。在著手設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)時(shí)，首先應(yīng)判斷所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能否運(yùn)動(dòng)；如果能夠運(yùn)動(dòng)，還需判斷在什么條件下才能具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。設(shè)某一平面運(yùn)動(dòng)鏈共包含q個(gè)構(gòu)件，個(gè)低副和個(gè)高副。這q個(gè)構(gòu)件中有一個(gè)構(gòu)件(機(jī)架)被看作固定不動(dòng)，其余活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n=q1。這n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件在未用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接之前共具有3n個(gè)自由度，當(dāng)用個(gè)低副和個(gè)高聯(lián)接成運(yùn)動(dòng)鏈之后，便受到2+個(gè)約束(每個(gè)低副引入兩個(gè)約束，每個(gè)高副引入一個(gè)約束)。顯然，整個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈相對(duì)其中一桿(機(jī)架)的自由度，辦即機(jī)構(gòu)的自由度，應(yīng)為活動(dòng)構(gòu)件自由度總數(shù)與運(yùn)動(dòng)副引入的約束總數(shù)之差，即機(jī)構(gòu)的自由度也即是機(jī)構(gòu)所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。通常機(jī)構(gòu)中的每個(gè)原動(dòng)件具有一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)(如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子具有一個(gè)獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，油缸中的活塞具有一個(gè)獨(dú)立的直移運(yùn)動(dòng))，因此，機(jī)構(gòu)的自由度也就是機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有的原動(dòng)件的數(shù)目[14]。 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置是一種在距離間傳遞能量并兼實(shí)現(xiàn)某些其它作用的裝置。這些作用是：1)能量的分配：2)轉(zhuǎn)速的改變；3)運(yùn)動(dòng)形式的改變等[15]。機(jī)器中所以要采用傳動(dòng)裝置的原因是：1)工作機(jī)構(gòu)所要求的速度、轉(zhuǎn)矩或力，通常與動(dòng)力機(jī)不一致；2)工作機(jī)構(gòu)常要求改變速度，用調(diào)節(jié)動(dòng)力機(jī)速度的方法來(lái)達(dá)到這一目的往往不很經(jīng)濟(jì)；3)動(dòng)力機(jī)的輸出軸一般只作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而工作機(jī)構(gòu)往往需要多樣的運(yùn)動(dòng)；4)一個(gè)動(dòng)力機(jī)有時(shí)要帶動(dòng)若干個(gè)運(yùn)動(dòng)形式和速度都不同的工作機(jī)構(gòu)。機(jī)械傳動(dòng)分為摩擦傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)。摩擦傳動(dòng)的外廓尺寸較大，由于打滑和彈性滑動(dòng)等原因，其傳動(dòng)比不能保持恒定。但它的回轉(zhuǎn)體要比嚙合傳動(dòng)簡(jiǎn)單，即使精度要求很高，制造也不困難。摩擦傳動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)噪聲。大部分摩擦傳動(dòng)都能起安全作用，且易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。嚙合傳動(dòng)具有外廓尺寸小、效率高、傳動(dòng)比恒定、功率范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)榭恐饘僭?wèn)的齒的嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力，所以即使有很小的制造誤差及齒廓變形，在高速時(shí)也將引起沖擊和噪聲，這是嚙合傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)。高架碼垛機(jī)主傳送帶采用帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)(彎道輸送機(jī)采用鏈傳動(dòng))。 鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)是在兩個(gè)或多于兩個(gè)鏈輪之間用鏈作為撓性拉曳元件的一種嚙合傳動(dòng)。因其經(jīng)濟(jì)、可靠，故廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運(yùn)輸、石油、化工、紡織等各種機(jī)械的動(dòng)力傳動(dòng)中。和帶傳動(dòng)比較，鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：1)沒(méi)有滑動(dòng)；2)工況相同時(shí)，傳動(dòng)尺寸比較緊湊；3)不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較?。?)效率較高，；5)能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用等。高架碼垛機(jī)中彎道輸送機(jī)主要采用鏈傳動(dòng)，并且主要是滾子鏈傳動(dòng)。下面介紹滾子鏈傳動(dòng)。1. 滾子鏈傳動(dòng) 滾子鏈齒形系用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工，在鏈輪工作途中不必畫(huà)出，應(yīng)注明鏈節(jié)距、齒數(shù)、分度圓直徑、齒項(xiàng)圓直徑、齒根圓直徑。分度圓直徑齒頂圓直徑齒根園直徑式中 ——滾子直徑(mm)。2. 鏈速 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況和繞在多邊形輪子上的帶傳動(dòng)很相似，邊長(zhǎng)相當(dāng)于鏈節(jié)距，邊數(shù)相當(dāng)于鏈輪齒數(shù)。輪子每轉(zhuǎn)一周，帶轉(zhuǎn)過(guò)的長(zhǎng)度應(yīng)為，當(dāng)兩鏈輪轉(zhuǎn)速分別為和時(shí)，鏈速3. 工作拉力 取決于傳動(dòng)功率(kW)和鏈速(m/s)4. 軸上載荷 作用在軸上的載荷可以近似取 分層裝置的氣動(dòng)裝置氣動(dòng)系統(tǒng)主要由以下四種裝置組成；1. 氣源裝置 氣源裝置即壓縮空氣的發(fā)生裝置，其主體部分是空氣壓縮機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)空壓機(jī))。它將原動(dòng)機(jī)(如電動(dòng)機(jī))的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力能并經(jīng)凈化設(shè)備凈化，為各類(lèi)氣動(dòng)設(shè)備提供潔凈的壓縮空氣。2. 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是系統(tǒng)的能量輸出裝置，如氣缸和氣馬達(dá)，它們將氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并輸出到工作機(jī)構(gòu)上去。3. 控制元件 即用以控制調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量、流動(dòng)方向以及系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作程序的元件，如壓力閥、流量閥、方向閥和邏輯元件等。4. 輔助元件 系統(tǒng)中除上述三類(lèi)元件外，其余元件稱(chēng)輔助元件，如各種過(guò)濾器、油霧器、消聲器、散熱器、傳感器、放大器及管件等。它們對(duì)保持系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定和持久地工作起著十分重要的作用[15]。 氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)氣源處理裝置該裝置由氣水分離器、減壓閥、油霧器組成。氣水分離器將壓縮空氣中的贓物和水分濾出，由減壓閥把空氣壓力降到預(yù)定壓力，然后供給電磁閥和氣缸。油霧器中的潤(rùn)滑油由壓縮空氣順空氣流動(dòng)方向帶到需潤(rùn)滑的電磁閥和氣缸。減壓閥帶有壓力表，調(diào)整空氣壓力可由壓力表直接讀出。氣源處理裝置簡(jiǎn)圖如圖22所示圖22 氣源處理裝置簡(jiǎn)圖氣路的基本回路一個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)不管有多么復(fù)雜，它總不外是由一些基本回路組成的。所謂基本回路就是由一些氣壓元件組合起來(lái)完成特定功能的氣路結(jié)構(gòu)。氣路系統(tǒng)由基本回路構(gòu)成，基本回路由電磁閥、氣缸、管路、調(diào)速器、消音器等組成。電磁閥控制氣體通斷及執(zhí)行機(jī)構(gòu)換向。氣缸是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本元件，承擔(dān)負(fù)載、輸出力及轉(zhuǎn)矩。調(diào)速器用來(lái)調(diào)節(jié)氣缸的運(yùn)動(dòng)速度，以滿(mǎn)足負(fù)載的不同速度要求。消音器用來(lái)排除排氣噪聲，保護(hù)環(huán)境?；净芈泛?jiǎn)圖如圖23所示。圖23 基本回路簡(jiǎn)圖 本章小結(jié)本章主要介紹了分層裝置的機(jī)械部分。分層裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件較多。對(duì)其電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置進(jìn)行了選型，進(jìn)而對(duì)對(duì)分層裝置機(jī)械部分進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求的機(jī)械結(jié)構(gòu)。第3章 分層裝置電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)控制（automatic control）是指在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)控制是相對(duì)人工控制概念而言的。在碼垛機(jī)碼垛過(guò)程中，需要完成對(duì)袋子的夾緊、升降及水平搬運(yùn)、旋轉(zhuǎn)、排列等多個(gè)動(dòng)作，另外還要進(jìn)行金屬檢測(cè)、壓力檢測(cè)、行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)等，動(dòng)作頻繁且過(guò)程復(fù)雜。并且，在碼垛工作現(xiàn)場(chǎng)往往環(huán)境較為惡劣，所以為了保證生產(chǎn)過(guò)程平穩(wěn)有效地進(jìn)行，就要求控制系統(tǒng)具有很好的可靠性以及很強(qiáng)的故障診斷能力。目前，市場(chǎng)上的主流控制系統(tǒng)是PLC，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)小巧、通用性好、運(yùn)行速度快、可靠性高，非常適合于在高溫、振動(dòng)、粉塵等環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)各種開(kāi)關(guān)控制，所以選用PLC作為控制系統(tǒng)的核心部件。 16