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管道清灰機器人設計—畢業(yè)設計-文庫吧資料

2024-12-09 15:40本頁面
  

【正文】 [LJ] , 機械與電子, 2021, 2 [6]龔振邦汪勤息陳振華錢晉武 編著,機器人機械設計 [M],電子工業(yè)出版社, 1995, 11 [7]濮良貴,紀名剛等,機械設計 [M].8 版,高等教育出版社, 2021, 5 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 42 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 43 以下內(nèi)容 如不需要請下載后直接刪除此部分不影響使用 全套設計包括 開題報告 ,裝配圖 ,零件圖 ,設計說明書(論文) ,答辯 PPT 等 .歡迎朋友選購 .均為電子版 (圖紙 CAD,說明書 WROD) 咨詢購買請聯(lián)系 :584230580 歡迎前來咨詢 本站 擁有 通過答辯的 機械 數(shù)控模具類 畢業(yè)設計 10000 于套 ,題目一一列出比較麻煩, 為了更好的 幫 您找到合適題目,請聯(lián)系本站 客服 : 584230580, 全程淘 寶交易安全放心,先論文后付款,!垃圾論文我這從來不賣。沒有導師平時的嚴格要求和悉心教誨,本文是 不可能順利完成的;而且導師開闊的視野、敏銳的洞察力、嚴謹?shù)闹螌W風范使我終生受益;她兢兢業(yè)業(yè)、不辭勞苦的工作態(tài)度,誠實做人的人生觀使我敬佩。導師待人熱情,學風嚴謹,思想活躍,知識淵博。 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 40 致 謝 本文是在導師劉曉琴的精心指導、反復修改下完成的。 采用當前應用廣泛的三維參數(shù)化造型軟件 Pro/E,完成了基于特征的參數(shù)化管道清灰機 器人結(jié)構(gòu)建模,建立了虛擬樣機,真實地表達了管道清灰機器人的物理樣機,為機器人的后續(xù)研究如運動學、動力學、控制等的研究奠定了基礎。行走機構(gòu)由三個呈 120 度的履帶輪組成,與管壁底部接觸的兩個呈 120 度 的履帶為固定履帶,與管壁頂部接觸的履帶為可伸縮式的。該機器人主要有操作臂和移動機構(gòu)組成。為機器人的下一步研究提供了堅實的基礎。分析了鏟斗轉(zhuǎn)角差和卸載角,給出鏟斗最佳鏟掘位置和卸載位置,分析了該機構(gòu)的死點位置,提出避免死點的方法。可完成 360旋轉(zhuǎn),保證完全清理爐灰。 為避免死點的出現(xiàn),設計操作臂時,應使各桿長滿足下列條件: AFBFABDFCFCDCECDDECFCDDEEF????????????m in000 可避免死點和運動不確定情況的出現(xiàn)。該位置正是六桿機構(gòu)的死點,如圖所示。設 KA為 x軸,由 K 指向 A為正向,將矢量閉鏈 AKFBA 和閉鏈 AKEDCBA 向 x、 y軸投影,得: 0c o sc o sc o s 32 ???? AKBABFKF ??? 0s i ns i ns i n 32 ??? ??? BABFKF 0c o s)c o s (c o sc o s)c o s ( 322541 ???????? ABBACBDCEDKE ??????? 0s i n)s i n (s i ns i n)s i n ( 322541 ???????? ABBACBDCEDKE ??????? 其中輸入角 ? 為一級坐標, 2? 、 3? 、 4? 、 5? 為二級坐標,由上式可求得矩陣表達式: .11.5.4.3.254322543223232)c o s ()s i n (c o ss i nc o sc o sc o s)c o s (s i ns i ns i n)s i n (00c o sc o s00s i ns i n???????????????????????????????????????????????????????????????????????KEKEKFKFDCEDBACBDCEDBACBBABFBABF 用 A 表示與速度矩陣相對應的系數(shù)行列式,其值為: 21543254322543223232s i ns i n)s i n ()s i n (c o sc o sc o s)c o s (s i ns i ns i n)s i n (00c o sc o s00s i ns i n????????????????????BABFBABFDCEDBACBDCEDBACBBABFBABFA????????????????????? 其中 1? 、 2? 分別為閉鏈 AKFBA 和閉鏈 AKEDCBA 的傳動角。 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 31 操作臂死點分析 管道清灰機器人操作臂機構(gòu)簡圖如圖 5所示。 圖 34機器人操作臂機構(gòu)簡圖 根據(jù)切貝謝夫一克魯伯規(guī)律,該機構(gòu)的自由度為 21128323 ???????? hs PPNF 其中 F:活動構(gòu)件數(shù) (不包括機架 ) sP :低副個數(shù) hP :高副個數(shù) 機構(gòu)有確定的運動,其自由度必須等于原動件數(shù)。當自由度等于主動件數(shù)時,機構(gòu)具有確定的自由度。 機器人操作臂自由度 機構(gòu)是由若干個構(gòu)件組合起來,且各構(gòu)件之間具有確定的相對運動的強制運動鏈。機器人鏟起灰物后舉升到運輸過程中,保證物料不撒落,主要取決于鏟斗的形狀,其鏟斗提升狀態(tài)如圖 33 中所示,鏟斗內(nèi)灰物的重心通過鏟斗底部中心線時,此時鏟斗不易撒落物料。 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 29 圖 33鏟起力變化圖 由以上分析可以看出 :正轉(zhuǎn)六連桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,且能滿足管道清灰機器人設計要求,即正轉(zhuǎn)機構(gòu)有利于地面挖掘,適合機器人有較大的鏟灰力,工作裝置易于布置在同一平面,有利于增加機器人運動穩(wěn) 定性,因此將管道清灰機器人操作臂工作裝置設計為正轉(zhuǎn)六連桿機構(gòu)。 圖 31 正轉(zhuǎn)機構(gòu) 圖 32反轉(zhuǎn)機構(gòu) 1)正轉(zhuǎn)機構(gòu)具有以下特點 :如圖 33所示 ①發(fā)出最大鏟起力在 ? 0 時,如圖所示,即鏟斗有利于地面挖掘 ; ②在鏟斗卸料時,角速度較大,易于抖落物料,但沖擊較大 ; ③作業(yè)過程中各構(gòu)件不易發(fā)生干涉,工作裝 置易于布置在同一平面內(nèi),使桿 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 28 件支撐和受力好。正轉(zhuǎn) 連桿機構(gòu)主動構(gòu)件與從動構(gòu)件轉(zhuǎn)向相同,如圖 31所示 。按桿數(shù)劃分的連桿機構(gòu)中,四連桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 27 簡單,但因動臂前端須裝有自重較大的框架,減少了鏟斗的載重量,且影響攝像機的視線 ; 八連桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)較復雜,鏟起力變化平緩 ; 六桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)較簡單,容易布置,一般能較好地滿足作業(yè)要求,因此在這 里鏟斗抬起運動采用六桿機 構(gòu)。操作臂安裝在移動裝置上,在分析管道機器人的位置時,將移動裝置設為一動坐標系,首先分析操作臂相對于移動裝置的位置和姿勢,然后分析機械手連同移動裝置在定坐標系中的位置、速度、加速度,可得到機器人的位置和姿勢。操作臂簡化后為一平面閉環(huán)連桿機構(gòu),其上的末端操作器 — 鏟斗的運動為平面運動。 頂部支撐裝置剖視圖: 操作臂結(jié)構(gòu)如圖所示: 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 14 其它主要零部件: 鏟斗: 傳動裝置: 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 15 大臂: 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 16 彈簧: 拉桿: 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 17 履帶: 輪: 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 18 螺母: 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 19 箱體: 液壓 裝置 1: 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 20 液 壓 裝置 2: 支撐架: 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 21 傳動軸: 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 22 頂起軸: 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 23 深溝球軸承( GB/T2761994) mm: 軸承代號 基本尺寸 /mm 安裝尺寸 /mm 基本額動動載荷Cr 基本額定動載荷Cr0 極限轉(zhuǎn)速 /( r/min) 原軸承代號 d D B rs da Da ras /kN 脂潤 滑 油潤 滑 6214 70 125 24 79 116 4800 6000 214 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 24 軸承端蓋: 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 25 換向裝置: 蘭州 交通大學畢業(yè)設計(論文) 26 管道清灰機器人總體裝配圖: 3. 管道清灰機器人運動學分析 機器人運動學分析是研究機器人運動的幾何關系、速度、加速度等。該機器人主要完成對 ? 700 1000mm 管道內(nèi)砂狀沉積物的清理。操作臂具有 2個自由度,可實現(xiàn)臂旋轉(zhuǎn)、抬高運動。操作臂主要由鏟斗、大臂、搖臂、拉桿、轉(zhuǎn)斗油缸、舉升油缸等組成。因此,將這些產(chǎn)品合并使用,不僅體現(xiàn)了材料節(jié) 省的好處,亦提供了一個加工制造的良好方案。此外, Pro/NCCHECK 能讓用戶對工具及夾具任ixture)進行快速驗證及評估,從而防止嚴重的損失。夾層平面 (Clipping Plane)對物料清除摸擬過程提供縱切面的閱視功能。加工制造組件以陰影顯示,組裝線上各個組件可以由用戶設定不同的顏色。 Pro/NCCHECK 內(nèi)選定的工具。 Pro/MANUFACTURING 為下列機器操作產(chǎn)生自動化的工具路徑 : (Miffing) 加工 (Turning) (Dritting) 五、 Pro/NCCHECK 1. Pro/NCCHECK 提供圖形工具。它容許用戶采用參數(shù)化的方法去定義數(shù)值控制((NC)工具路徑,才可將 Pro/ENGINEER 生成的模型進行加工。 Pro/MANUFACTURING 將 生產(chǎn)過程生產(chǎn)規(guī)劃與設計造型連接起來,所以任何在設計上的改變,軟件也能自動地將己做過的生產(chǎn)上的程序和資料也自動地重新產(chǎn)生過,而無需用戶自行修改。如 :在兩種零件之間加一個焊接特征等 )。使用戶能自行編寫參數(shù)化零件及組裝的自動化程序,這種程序可使不是技術性用戶也可產(chǎn)生自定義設計,只需要輸入一些簡單的參數(shù)即可。 三、 Pro/ASSEMBLY Pro/ASSEMBLY 是一個參數(shù)化組裝管理系統(tǒng),能提供用戶自定義手段去生成一組組裝系列并可自動地更換零件。 。功能包括 : 。 二、 Pro/SURFACE Pro/SURFACE 是一個選項模塊,它擴展了 Pro/ENGINEER 的生成、輸入和編輯復雜曲面和曲線的功能。 (任何一個地方的變動都將引起與之有關的每個地方變動 )。 ,載荷 /邊界條件與特征參數(shù)之間 (如表面積等 )的關系來進行設計。 Pro/Engineer 功能如下 : (例如 :凸臺、槽、倒角、腔、殼等 )。機構(gòu)裝配完成后,可以對整個裝配進行工程分析。在裝配零件時,設計人員可以快速簡單地把連接類型應用于零件,然后評估真實的產(chǎn)品將如何動作。規(guī)范是智能模型中固有的,一旦模型被修改,就能 重新生成和重新校驗是否符合規(guī)范,即用規(guī)范來實際地驅(qū)動設計。 作為一種智能設計,它提供了一組遠遠超過傳統(tǒng)核心幾何特征范圍的自適應過程特征,這種特征提供了大量信息,進一步詳細確定了設計意圖,是生產(chǎn)模型的一個完整的部分,它們使得智能模型具有高度靈活性,從而對環(huán)境的變化反應迅速。 行為建模 技術功能主要體現(xiàn)在智能模型和目標驅(qū)動式設計兩個方面。例如,一旦工程詳圖有改變, NC(數(shù)控 )工具路徑也會自動更新 。所謂單一數(shù)據(jù)庫,就是工程中的資料全部來自一個庫,使得每一個獨立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作,不管他是哪一個部門的。 Pro/E 的系統(tǒng)特征 Pro/E 采用參數(shù)化設計、基于特征的實體模型化系統(tǒng),可采用具有智能特性的功能去生成模型,如軸、孔、槽、殼、管 道、倒角及圓角,可以隨意勾畫草圖和改變模型。 Pro/Engineer 與傳統(tǒng)的 CAD 系統(tǒng)僅提供繪圖工具有著極大的不同,它提供了一套完整的機械產(chǎn)品解 決方案,包括工業(yè)設計、機械設計、模具設計、板金設計、加工制造、機構(gòu)分析、有限元分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理,甚至包括產(chǎn)品生
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