關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-wenkub.com
2024-08-10 00:40 本頁(yè)面
【正文】 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識(shí),這里面包含了老師的汗水與辛苦,太多的感謝無(wú)從說(shuō)起，在這里只是簡(jiǎn)單的說(shuō)一聲“謝謝”。設(shè)計(jì)開(kāi)始階段一片茫然，先做啥后做啥，沒(méi)有主次之分。高精度氣動(dòng)機(jī)械手的研發(fā)及應(yīng)用[J]。1999,5[12] 彭堅(jiān)。PLC在氣動(dòng)機(jī)械手中的應(yīng)用[J]。自動(dòng)上料機(jī)器人系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D]。機(jī)械，2004,7[7] 盧松峰。機(jī)械工業(yè)出版社。機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京工業(yè)出版社，2004：188~199[2] 陳新元 張安龍。相比較而言，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不但接觸到了實(shí)物，所用的知識(shí)也是非常的廣泛，包括機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動(dòng)、互換性原理?？傮w而言，本次機(jī)械手的設(shè)計(jì)，共6個(gè)自由度，共用6個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠保證機(jī)械手在流水線上完成重物的抓取。在蘇老師的悉心幫助下，將此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的計(jì)劃作了細(xì)致而周到的安排，下面來(lái)大體說(shuō)一下，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的安排。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(dòng)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。 小臂結(jié)構(gòu)形式的確定小臂是腕關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)的重要零件，起連接大臂與腕關(guān)節(jié)的作用。 手臂結(jié)構(gòu)機(jī)械手臂包括以下幾部分結(jié)構(gòu)：臂桿、傳動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、定位裝置連接裝置及檢測(cè)裝置。 手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 手臂的設(shè)計(jì)要求臂部的設(shè)計(jì)要求：首先臂部的結(jié)構(gòu)與尺寸應(yīng)滿足任務(wù)所需的工作空間要求；另外根據(jù)手臂所受載荷和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，比較合理的選擇手臂的截面形狀以及高強(qiáng)度輕質(zhì)材料；為了減少驅(qū)動(dòng)裝置的負(fù)荷，應(yīng)盡量減少手臂重量和相對(duì)其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸的力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；為了提高運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)速度，還應(yīng)減少運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)載荷與沖擊；為了提高運(yùn)動(dòng)精度與剛度，定位精度，應(yīng)減少機(jī)械間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差。 手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 手腕的設(shè)計(jì)要求腕的設(shè)計(jì)要求：由于腕部在手臂末端，因此為減輕手臂負(fù)荷，應(yīng)盡量使腕部部件的結(jié)構(gòu)緊湊，盡量減少其重量與體積；合理的選擇腕部的自由度數(shù)；提高腕部 的精度與傳動(dòng)的剛度，減少機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中由于間隙產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)誤差。查手冊(cè)=112，根據(jù)公式： = （）R軸減速器的最小輸出軸徑：=112=B軸減速器的最小輸出軸徑：=112=T軸減速器的最小輸出軸徑：=112=4 機(jī)械手各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手爪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 手爪的設(shè)計(jì)要求因?yàn)橐ト∫欢ㄐ螤畹闹匚?，所以手指間具有一定的開(kāi)合角度；具有夾持位置精度；能夠保證工件的準(zhǔn)確定位；滿足足夠的強(qiáng)度與剛度；滿足作業(yè)要求的夾持力；在滿足上述方面的同時(shí)應(yīng)盡量使機(jī)械手爪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、重量輕，從而減輕手臂的負(fù)荷。；齒頂高系數(shù)；頂隙系數(shù)；端面模數(shù)m=；齒數(shù)比為1：1；設(shè)小齒輪的齒數(shù)，變位齒數(shù)，；分錐角為45176。 錐齒輪設(shè)計(jì) 齒輪精度、材料設(shè)計(jì)的機(jī)械手要求運(yùn)行平穩(wěn)且此處轉(zhuǎn)速較高，所以選用六級(jí)精度，主動(dòng)輪采用40(調(diào)質(zhì))，硬度為280 HBS，從動(dòng)輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240 HBS，兩者材料的硬度差為40 HBS。T軸采用SGMPH01A。 （）==其中為重物到B軸的距離。 初步估算機(jī)械手的質(zhì)量計(jì)算各部分體積與質(zhì)量機(jī)械手的材料為鋁合金，V(機(jī)座)=V（底座）+V（圓柱1）+V(線盒)=V（回轉(zhuǎn)頭）= V（底2）+V（圓柱2）=+=(回轉(zhuǎn)頭)= =V(下臂)=()=(下臂)= =V(上臂后箱體)= +=+=（上臂后箱體）=V(上臂)==V(減速器)===(減速器)=U、S、L軸電機(jī)質(zhì)量：=7Kg。步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200～400毫秒。步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。176。按其控制原理可分為開(kāi)、閉環(huán)兩大類。而且它的最大抓取重量達(dá)到7公斤。5）手腕的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：由腕內(nèi)部的伺服電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。各部分的驅(qū)動(dòng)方式如下：1）底座回轉(zhuǎn)的腰關(guān)節(jié)：由安裝在底座內(nèi)的電機(jī)帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械手作360度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)其它的作業(yè)要求,比如焊接等。2機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)一種較為靈活的重物搬運(yùn)機(jī)械手,實(shí)現(xiàn)流水線上零件的搬運(yùn)與放置。(1)點(diǎn)位控制實(shí)現(xiàn)點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動(dòng)，但只能控制過(guò)程中幾個(gè)點(diǎn)，不能控制運(yùn)動(dòng)軌跡。由于空氣可壓縮的特性，該機(jī)械手工作沖擊大，速度穩(wěn)定性差，相對(duì)于液壓機(jī)械手，氣壓機(jī)械手更適用于工作在高溫、輕載的環(huán)境中。所以這種機(jī)械手對(duì)密封性要求比較嚴(yán)格。它可應(yīng)用于大批量的自動(dòng)化生產(chǎn)，如自動(dòng)機(jī)床，加工中心，自動(dòng)的上下。因此，可以通過(guò)調(diào)整其動(dòng)作程序，在不同的場(chǎng)合應(yīng)用機(jī)械手。其直接支撐手臂部件，從而實(shí)現(xiàn)臂部回轉(zhuǎn)。臂部是用來(lái)支撐手腕與末端執(zhí)行器的部件。（2）腕部又稱手腕。是機(jī)器人直接用于抓取和握緊(或吸附)工件或夾持專用工具（如噴槍、扳手、焊接工具）進(jìn)行操作的部件，它能模仿人手的動(dòng)作。可在空間抓放物體或進(jìn)行其他操作，由機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置及傳動(dòng)裝置組成。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“工業(yè)機(jī)械手”。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。第二：應(yīng)用多關(guān)節(jié)型機(jī)械手可以減少人力，從而降低成本。如果有條件的話還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺(jué)、視覺(jué)等性能的機(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)聯(lián)用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元，從而進(jìn)一步縮小與德日等國(guó)外機(jī)器人發(fā)展較快的國(guó)家之間的差距。目前國(guó)內(nèi)機(jī)械手的應(yīng)用主要應(yīng)用在鑄鍛、熱處理方面，這樣可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件。手的抓力大小可通過(guò)裝在手指內(nèi)側(cè)的壓力感敏元件來(lái)控制，達(dá)到自動(dòng)調(diào)整握力的大小。如發(fā)生一些偏離或誤差時(shí)，就將引起零部件甚至機(jī)械手本身的損壞。總的來(lái)說(shuō)為了滿足現(xiàn)代高速發(fā)展的工業(yè)的需求，機(jī)械手的發(fā)展更多的趨向于滿足以下特點(diǎn)：活動(dòng)范圍廣，工作靈活性強(qiáng)，便于操作控制，可滿足不同的工業(yè)需求。約占70%，并以每年50%~60%的速度增長(zhǎng)。具有記憶功能的機(jī)械手產(chǎn)值約為67億日元，比1978年增長(zhǎng)50%。據(jù)相關(guān)報(bào)道，1979年從事機(jī)械手的研究工作的研究單位多達(dá)80多個(gè)。德國(guó)從1970年開(kāi)始應(yīng)用機(jī)械手，主要用于起重運(yùn)輸、焊接和準(zhǔn)備的上下料等作業(yè)。美國(guó)還進(jìn)一步通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)提高機(jī)械手的可靠性與穩(wěn)定性，從而降低成本。不少球坐標(biāo)式通用機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。關(guān)鍵詞:伺服電機(jī)、機(jī)械手抓、移動(dòng)旋轉(zhuǎn)。本次設(shè)計(jì)工作首先對(duì)實(shí)體安川機(jī)器人進(jìn)行了細(xì)致的研究，了解了其內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)，安川機(jī)器人的結(jié)構(gòu)可分為六個(gè)軸系，然后根據(jù)六個(gè)軸系對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，以便了解各個(gè)零件之間的配合，這樣就對(duì)安川機(jī)器人有了大體的了解。下面就進(jìn)行尺寸的測(cè)量，尺寸的測(cè)量只需要測(cè)量一下大體的外觀尺寸，而內(nèi)部尺寸可根據(jù)
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