【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)未來(lái)工作的一種模擬，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我對(duì)未來(lái)所從事的工作充滿了信心！我在此感謝父母 、家人，感謝所有關(guān)心我的朋友和老師，感謝西南科技大學(xué)城市學(xué)院的學(xué)習(xí)環(huán)境。機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化作為工業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向，它有著廣闊的市場(chǎng)，屬于實(shí)際需要去研制的一種項(xiàng)目。在此，我首向?qū)煴硎菊\(chéng)摯的感謝，并致以崇高的敬意!兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼間就到了掃尾階段，在這兩個(gè)月的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過(guò)程中，我取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步 ！我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是磚窯卸垛機(jī)器人的設(shè)計(jì)，這是一個(gè)我以前所沒有接觸的。致謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我尊敬的導(dǎo)師李躍老師悉心指導(dǎo)下完成的。這次設(shè)計(jì)出來(lái)的磚窯卸垛機(jī)器人本體，裝配上相應(yīng)的手爪就是一個(gè)完整的卸垛機(jī)器人，將它運(yùn)用于磚廠裝卸磚塊改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，它可以代替許多工人，由于它可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的工作從而大大提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)也解決一大批處在生產(chǎn)一線的勞動(dòng)力。對(duì)工作環(huán)境適應(yīng)性好，能夠承受高負(fù)荷的工作強(qiáng)度，不會(huì)因磚廠生產(chǎn)環(huán)境惡劣而影響傳動(dòng)及控制性能。最后用CAD完成整個(gè)本體的裝配和典型零件圖。總結(jié)本次設(shè)計(jì)的題目是磚窯卸垛機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，通過(guò)液壓和氣壓傳動(dòng)的對(duì)比，根據(jù)磚窯的生產(chǎn)環(huán)境和工作環(huán)境的情況，最后本體的傳動(dòng)選擇的是氣壓傳動(dòng)。導(dǎo)向桿目前常采用的裝置有單導(dǎo)向桿，雙導(dǎo)向桿，四導(dǎo)向桿等，在本設(shè)計(jì)中采用單導(dǎo)向桿來(lái)增加手臂的剛性和導(dǎo)向性。本課題所采用的定位精度為機(jī)械擋塊定位氣壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手臂在進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止手臂繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計(jì)手臂結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該采用導(dǎo)向裝置。（7）控制系統(tǒng)開關(guān)控制、電液比例控制和伺服控制的位置控制精度是個(gè)不相同的。因此，采用必要的穩(wěn)壓及調(diào)節(jié)油溫措施。因此，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要減小運(yùn)動(dòng)部件本身的重量，而且要考慮工作時(shí)抓重變化的影響。運(yùn)動(dòng)件重量的變化對(duì)定位精度影響較大。（4）剛度機(jī)械手本身的結(jié)構(gòu)剛度和接觸剛度低時(shí)，因易產(chǎn)生振動(dòng)，定位精度一般較低。通常，為減小定位誤差應(yīng)合理控制定位速度，如提高緩沖裝置的緩沖性能和緩沖效率，控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使運(yùn)動(dòng)部件適時(shí)減速。（2）定位速度定位速度對(duì)定位精度影響很大。影響單個(gè)線量或角量定位誤差的因素如下：（1）定位方式不同的定位方式影響因素不同。機(jī)械手能否準(zhǔn)確地工作，實(shí)際上是一個(gè)三維空間的定位問(wèn)題，是若干線量和角量定位的組合。）178。）178。）178。）178。）178。）178。螺距 P=6mm 梯形螺紋螺紋的工作高度 h= （）=3mm螺紋牙底寬度 b==6= （）螺桿強(qiáng)度 [σ]= σs/3～5 （）=150/3～5=30～50Mpa螺紋牙剪切[τ]=40彎曲[σb]=45～55 ()式中 T——傳遞轉(zhuǎn)矩N螺桿是機(jī)械手的主支承件，并傳動(dòng)使手臂上下運(yùn)動(dòng)?！?，對(duì)于抗氧化部件，其最高抗氧化使用溫度可達(dá)850℃。因?yàn)榇u燒制出來(lái)溫度很高，手臂是距離最近的，因此手臂選用耐熱鋼，手腕選擇耐磨鋼材。主要用于制造坦克、拖拉機(jī)的履帶，挖掘機(jī)鏟斗的斗齒以及防彈鋼板、保險(xiǎn)箱鋼板、鐵路道岔等。耐磨鋼耐磨鋼是指在強(qiáng)烈沖擊載荷作用下才能發(fā)生硬化的高錳鋼。 　　B． 馬氏體鋼：這類鋼在低于620℃范圍內(nèi)使用。 熱強(qiáng)鋼采用的合金元素，如鉻、鎳、鉬、鎢、硅等，除具有提高高溫強(qiáng)度的作用外，還可提高高溫抗氧化性。這種現(xiàn)象稱為蠕變。故一般抗氧化鋼為低碳鋼。實(shí)際應(yīng)用的抗氧化鋼，大多數(shù)是在鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻錳氮鋼基礎(chǔ)上添加硅、鋁制成的。 3．奧氏體不銹鋼 這是應(yīng)用最廣泛的不銹鋼，屬鎳鉻鋼。其塑性、焊接性均較馬氏體鋼好。如汽輪機(jī)葉片、各種泵的零件、彈簧、滾動(dòng)軸承及一些醫(yī)療器械。它在空氣中可淬硬，但一般仍用油冷。隨著鋼中含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性提高，但耐蝕性則下降。 不銹鋼的鋼號(hào)前的數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾，合金元素仍以百分?jǐn)?shù)表示。不銹耐酸鋼通常也將這兩類鋼統(tǒng)稱為不銹鋼。能抵抗大氣腐蝕的鋼稱為不銹鋼。其種類很多，機(jī)械制造中主要使用不銹耐酸鋼、耐熱鋼、耐磨鋼。 (2)按脫氧程度和澆注制度分 （F）；(b)；(Z)；(TZ)?；?(a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼；(b)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼；(c)頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。 按冶煉方法分類 (1) 按爐種分 ：(a)酸性平爐鋼；(b)堿性平爐鋼。 ：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。 綜合分類 (1)普通鋼 ：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。 (4) 特殊性能鋼：；：包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼；；；；。 (2) 結(jié)構(gòu)鋼 ：(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；(b)表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結(jié)構(gòu)鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。 (2) 正火狀態(tài)的：；；；。 按成形方法分類：(1) 鍛鋼；(2) 鑄鋼；(3) 熱軋鋼；(4) 冷拉鋼。鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種： 按品質(zhì)分類 (1) 普通鋼（P≤%，S≤%） (2) 優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均≤%） (3) 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（P≤%，S≤%） 2.、按化學(xué)成份分類 (1) 碳素鋼：（C≤%）；（C≤~%）；（C≥%）。為了保證其韌性和塑性，%。在此處估計(jì)為的3倍，3 第四章 磚窯卸垛機(jī)器人本體優(yōu)化材料的選取首先應(yīng)該滿足使用需求其次在考慮成本和重量，因?yàn)樾抖鈾C(jī)器人的工作環(huán)境是高溫，灰塵大，工作負(fù)荷重，燒磚的時(shí)候排放出一些有害氣體如二氧化硫等等二氧化硫還有腐蝕性，因此在選材上面我們首先得考慮到這些條件，對(duì)于手臂和腕部會(huì)經(jīng)常運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生摩擦，對(duì)材料的損耗很大，我們最好的選用鋼材作為經(jīng)常運(yùn)動(dòng)部件的材料。 氣缸長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為,氣缸內(nèi)徑為=96mm,半徑,軸徑=26mm,半徑,氣缸運(yùn)行角速度=，加速度時(shí)間=, 壓強(qiáng), 則力矩 二．尺寸校核1．測(cè)定參與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的部件的質(zhì)量,分析部件的質(zhì)量分布情況，質(zhì)量密度等效分布在一個(gè)半徑的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： （）工件的質(zhì)量為5,質(zhì)量分布于長(zhǎng)的棒料上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 手臂升降氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核一. 尺寸設(shè)計(jì)氣缸運(yùn)行長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為=118mm,氣缸內(nèi)徑為=110mm,半徑R=55mm,氣缸運(yùn)行速度，加速度時(shí)間=,壓強(qiáng)p=,則驅(qū)動(dòng)力 二. 尺寸校核1．測(cè)定手腕質(zhì)量為80kg,則重力 設(shè)計(jì)加速度，則慣性力 考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù)， 總受力 所以設(shè)計(jì)尺寸符合實(shí)際使用要求。m178。蝸桿的材料為38siMnMo調(diào)質(zhì)蝸輪的材料為ZQA194中心矩a=80Msq=11 （）傳動(dòng)比I=3010ˉ179?！?〗初選WD80型圓柱蝸桿減速器。 Y90S6電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)所示： Y90L6電動(dòng)機(jī)技術(shù)減速器的原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置。/s n=1/6轉(zhuǎn)/秒=10轉(zhuǎn)/分由于齒輪 i=3減速器 i=30所以n=10330=900轉(zhuǎn)/分選擇Y90L6型籠型異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)采用B級(jí)絕緣。采用B級(jí)絕緣，外殼防護(hù)等級(jí)為IP44，冷卻方式為I（014）即全封閉自扇冷卻，額定電壓為380V，額定功率為50HZ。帶動(dòng)臂部升降運(yùn)動(dòng)的電機(jī)安裝在肋板上，帶動(dòng)機(jī)身回轉(zhuǎn)的電機(jī)安裝在混凝土地基上。這樣固定可以保證工作時(shí)產(chǎn)生的扭矩力不讓本體位置移動(dòng)，可以更準(zhǔn)確的抓取磚塊。手臂的回轉(zhuǎn)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速器軸上的齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)了機(jī)身的旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到了自由度的要求。升降過(guò)程由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺柱旋轉(zhuǎn)。臂部配置于機(jī)座立柱中間，多見于回轉(zhuǎn)型機(jī)械手。因此，臂部的運(yùn)動(dòng)愈多，機(jī)身的結(jié)構(gòu)和受力情況就愈復(fù)雜，機(jī)身既可以是固定式的，也可以是行走式的,臂部和機(jī)身的配置形式基本上反映了機(jī)械手的總體布局。單葉氣缸的壓力P驅(qū)動(dòng)力矩M的關(guān)系為:, 或 設(shè)計(jì)中的卸垛機(jī)器人模型如圖：機(jī)身的直接支承和傳動(dòng)手臂的部件。推動(dòng)輸出軸作逆時(shí)4回轉(zhuǎn)，則低壓腔的氣從b孔排出。, 處的支承反力(N)，可按手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸的受力分析求解，根據(jù),得:同理，根據(jù)(F),得:式中: 的重量(N),— 如圖41所示的長(zhǎng)度尺寸(cm).（4）轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩M封，與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心距(cm)當(dāng)工件的重心與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合時(shí)，則.（3）手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸在軸頸處的摩擦阻力矩 ()式中: ， 轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸頸直徑(cm)。— 起動(dòng)過(guò)程所轉(zhuǎn)過(guò)的角度(弧度)。 工件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心距(cm), 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度(弧度/s)。 工件對(duì)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量`。 手腕回轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與定片、缸徑、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩()。 慣性力矩()。手腕的回轉(zhuǎn)、上下和左右擺動(dòng)均為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)手腕回轉(zhuǎn)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力矩必須克服手腕起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩，手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與支承孔處的摩擦阻力矩，動(dòng)片與缸徑、定片、。由于卸垛機(jī)器人抓取的工件是水平放置，同時(shí)考慮到用于抓取磚，因此給手腕設(shè)一繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)才可滿足工作的要求目前實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，應(yīng)用最多的為回轉(zhuǎn)油(氣)缸，因此我們選用回轉(zhuǎn)氣缸。手腕是連接手部和手臂的部件，它的作用是調(diào)整或改變工件的方位，因而它具有獨(dú)立的自由度，以使卸垛機(jī)器人適應(yīng)復(fù)雜的動(dòng)作要求?？紤]到被抓取的磚塊是水平放置，因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)才可滿足工作的要求。定位精度也是基本參數(shù)之一。根據(jù)統(tǒng)計(jì)和比較，該卸垛機(jī)器人手臂的伸縮行程定為600mm,最大工作半徑約為1000mm。過(guò)大的伸縮行程和工作半徑，必然帶來(lái)偏重力矩增大而剛性降低。手臂的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。按照抓取工件的要求