關(guān)節(jié)型工業(yè)機械手畢業(yè)設(shè)計說明書-資料下載頁
2025-08-03 00:40本頁面
【正文】 臂所受載荷和結(jié)構(gòu)特點，比較合理的選擇手臂的截面形狀以及高強度輕質(zhì)材料；為了減少驅(qū)動裝置的負(fù)荷，應(yīng)盡量減少手臂重量和相對其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸的力矩與轉(zhuǎn)動慣量；為了提高運動的相應(yīng)速度，還應(yīng)減少運轉(zhuǎn)的動載荷與沖擊；為了提高運動精度與剛度，定位精度，應(yīng)減少機械間隙引起的運動誤差。該機械手臂（大臂與小臂）擬采三自由度結(jié)構(gòu)形式，分別為一個回轉(zhuǎn)自由度與兩個俯仰自由度，從而能滿足搬運作業(yè)所需的空間任務(wù)要求?？紤]材料的性能參數(shù)以及所需完成的任務(wù)要求，采用鋁合金材料。綜合轉(zhuǎn)矩、慣性和平衡性要求，為實現(xiàn)大臂與小臂繞各自關(guān)節(jié)的俯仰運動，將各關(guān)節(jié)驅(qū)動源分別放在前一關(guān)節(jié)處，這樣就能通過傳動裝置帶動大、小臂繞各自關(guān)節(jié)軸實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。 手臂結(jié)構(gòu)機械手臂包括以下幾部分結(jié)構(gòu)：臂桿、傳動裝置、驅(qū)動裝置、定位裝置連接裝置及檢測裝置。按運動形式的不同，可分為以下幾部分結(jié)構(gòu)：1)手臂回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)實現(xiàn)手臂回轉(zhuǎn)機構(gòu)的形有齒輪機構(gòu)、鏈輪機構(gòu)、連桿機等。2)手臂俯仰運動機構(gòu)機械手的俯仰運動可通過連桿與液壓缸的組合來實現(xiàn)，也可通過電機直接驅(qū)動大臂作俯仰運動。3)手臂直線運動機構(gòu)手臂的伸縮、移動、升降均屬于直線運動。 小臂結(jié)構(gòu)形式的確定小臂是腕關(guān)節(jié)實現(xiàn)擺動的重要零件，起連接大臂與腕關(guān)節(jié)的作用。驅(qū)動腕關(guān)節(jié)作擺動與俯仰運動的兩個伺服電機安裝在小臂內(nèi)部。 小臂后箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計小臂后箱體的作用：一方面起連接小臂與大臂的作用，另一方面安裝在小臂后箱體內(nèi)部的伺服電機驅(qū)動小臂繞自身軸作旋轉(zhuǎn)運動。小臂后箱體結(jié)構(gòu)形式的確定 連接桿件的設(shè)計連接桿件的作用：一方面起連接大臂與小臂的作用，另一方面能夠使小臂的轉(zhuǎn)動更加靈活，活動范圍更大。連接桿件結(jié)構(gòu)形式的確定：5 關(guān)鍵軸的校核 腕部輸入軸的結(jié)構(gòu)初步確定于從動輪相連接的軸的直徑，由公式：選擇軸的材料腕為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表知=112。將P=，=，n=3000r/min，帶入上式，得mm；選；軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖51：圖51軸 軸的校核帶輪傳遞給軸的的扭轉(zhuǎn)力矩為：=9549=9549= （）力矩是通過帶拉力F和 傳送的，應(yīng)有 （） （）已知：求得F= N，F(xiàn)=12 N齒輪法向力為： ==45N。 （）X軸簡化后，在軸線上的橫向力、F、引起變形，然后分解成X、Y軸的分量，結(jié)果如下：做扭矩圖如下,可判定危險截面為B，見下圖：在截面B上，彎矩M和扭矩T分別為：與第三強度理論進行校核，得材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由手冊可得，根據(jù)，故安全。6 結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束，將近三個月學(xué)習(xí)到此為止，感慨頗多，首先要感謝蘇東寧老師的仔細(xì)而又認(rèn)真的幫助。在蘇老師的悉心幫助下，將此次畢業(yè)設(shè)計的計劃作了細(xì)致而周到的安排，下面來大體說一下，此次畢業(yè)設(shè)計的安排。首先，蘇老師為我確定了機械手得到大體方案，然后將機械手分成五個部分，分別為機械手爪、腕部、大臂、小臂、底座。根據(jù)這五部分查資料，確定各自的方案與結(jié)構(gòu)形式。按照順序，先從機械手爪開始,確定工件的抓取形式以及手爪的結(jié)構(gòu)與尺寸,由此，確定氣缸的動力參數(shù),緊接著，確定腕部的結(jié)構(gòu)形式與尺寸，以及驅(qū)動腕部與手爪轉(zhuǎn)動的電機的功率與型號,然后，確定連接件的結(jié)構(gòu)與尺寸,最后，確定手臂與機座的結(jié)構(gòu)形式，再確定電機的型號?？傮w而言，本次機械手的設(shè)計，共6個自由度，共用6個電機驅(qū)動，能夠保證機械手在流水線上完成重物的抓取。以上為本次畢業(yè)設(shè)計的大體過程。下面談?wù)劚敬卧O(shè)計的收獲與心得。以前作課程設(shè)計，更多的只是了解一些比較膚淺的東西，完全沒與實體接觸過，而且所用知識非常有限。相比較而言，本次畢業(yè)設(shè)計，不但接觸到了實物，所用的知識也是非常的廣泛，包括機械原理、機械設(shè)計、機電傳動、互換性原理。可以這么說，只要是大學(xué)四年學(xué)過的與機械相關(guān)的知識，本次畢業(yè)設(shè)計都有所涉及，另一個比較好的方面是養(yǎng)成了查閱手冊的習(xí)慣。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我培養(yǎng)了一種自覺動手、動腦的好習(xí)慣,而且思維的縝密性與嚴(yán)謹(jǐn)性得到鍛煉。參考文獻[1] 吳宗澤。機械零件設(shè)計手冊 [M]. 北京工業(yè)出版社，2004：188~199[2] 陳新元 張安龍。 裝配線機械手電氣混合控制[J].液壓與氣動。2007（3）[3] 陶相廳、袁銳波、羅景氣，動機械手的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[OL],中國傳動網(wǎng) 2008[4] 上海工業(yè)大學(xué)流控實驗室。氣動技術(shù)基礎(chǔ)[M]。機械工業(yè)出版社。1982[5] 李允文. 工業(yè)機械設(shè)計手冊。北京：機械工業(yè)出版業(yè)，1994,8[6] 候析、劉濤。裝卸機械手設(shè)計研究。機械，2004,7[7] 盧松峰。機械課程設(shè)計手冊。第一版。北京工業(yè)出版社，1994,8[8] 李昌輝。自動上料機器人系統(tǒng)開發(fā)[D]。哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2009[9] 陳志權(quán)?；赑LC氣動機械手的控制系統(tǒng)[J]。兵工自動化 2008,4[10] 孫迎遠(yuǎn)。PLC在氣動機械手中的應(yīng)用[J]。煤礦機械 2008,9[11] 王雄耀。近代氣動機器人的發(fā)展與應(yīng)用[J]。液壓氣動與密封。1999,5[12] 彭堅。氣動機械手與PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]。同用機械。2004,7[13] 楊振球、易孟林。高精度氣動機械手的研發(fā)及應(yīng)用[J]。液壓與氣動 2006,2[14] Modular Robot for Flexible Assembly。 [15] Industrial Robots For Manipulation with Parallel Kinematic Machines Zdenek Kolibal致 謝本次設(shè)計已經(jīng)結(jié)束，通過本次設(shè)計，將理論知識應(yīng)用到了實際應(yīng)用中，將理論知識進一步深化，對大學(xué)四年所學(xué)的東西有了更深刻的認(rèn)識。此次設(shè)計進行的比較順利，一路設(shè)計過來沒有太大的麻煩，所以，我要個感謝蘇老師為我制定的仔細(xì)方案及悉心的指導(dǎo)。設(shè)計開始階段一片茫然，先做啥后做啥，沒有主次之分。而蘇老師為我制定了仔細(xì)的方案，如果要做與機械手有關(guān)的課題，首先要對機械手有個大體的了解。蘇老師指導(dǎo)我參看了日本安川機器人，并對內(nèi)部結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)的介紹，這為我后期作圖提供了很大的方便，然后蘇老師不定期的指導(dǎo)我，及時的為我解決涉及過程中的問題，這樣，幫助我對機器人的結(jié)構(gòu)逐漸有了深刻的認(rèn)識。為了解決作圖的困難，蘇老師為我提供了一份參考圖，并幫助我糾正其中的錯誤結(jié)構(gòu)。本次畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到了很多知識,這里面包含了老師的汗水與辛苦,太多的感謝無從說起，在這里只是簡單的說一聲“謝謝”。29
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