畢業(yè)設(shè)計論文：三自由度機械臂機構(gòu)設(shè)計-文庫吧資料
2024-12-11 17:50本頁面
【正文】 ??? )( mm? 查有關(guān)手冊圓整，得 mmD 65? 由 ??Dd ,可得活塞桿直徑 : mmDd )( ???? 圓整后，取活塞桿直徑 mmd 18? 校核，按公式 ][)4//( 21 ?? ?dF 有 : ])[/14( ??Fd ? 其中， [? ] MPa120? ， NF 7501 ? 則 : )120/4904( ??? ?d ?? 滿足實際設(shè)計要求。若被抓取工件的最大加速度取 ga 3? 時，則 : 412 ??? gaK 所以 )( Np ????實際 所以夾持工件時所需夾緊氣缸的驅(qū)動力為 N1563 。 手部驅(qū)動力計算 本課題氣動 機械臂機構(gòu) 的手部結(jié)構(gòu)如圖 31所示 ： 12 圖 31齒輪齒條式手部 其工件重量 G=5公斤， V形手指的角度 ?1202 ?? ， mmRmmb 24120 ??? ,摩擦系數(shù)為 ?f (1)根據(jù)手部結(jié)構(gòu)的傳動示意圖，其驅(qū)動力為 : Rbp 2? N (2)根據(jù)手指夾持工件的方位 ，可得握力計算公式 : )( ?? ?? tgN )(25 )42560(39。 (四 )具有足夠的強度和剛度 手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到 機械臂機構(gòu) 在運動過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動的影響，要求有足夠的強度和剛度以防折斷或彎曲變形，當(dāng)應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn) 軸線上，以使手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。 (三 )保證工件準確定位 為使手指和被夾持工件保持準確的相對位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應(yīng)的手指形狀。手指的開閉角應(yīng)保證工件能順利進入或脫開，若夾持不同直徑的工件，應(yīng)按最大直徑的工件考慮。 (一 )具有足夠的握力 (即夾緊力 ) 在確定手指的握力時，除考慮工件重量外，還應(yīng)考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落?；剞D(zhuǎn)型手指開閉角較小，結(jié)構(gòu)簡單， 11 制造容易，應(yīng)用廣泛。當(dāng)二支點回轉(zhuǎn)型手指的兩個回轉(zhuǎn)支點的距離縮小到無窮小時，就變成 了一支點回轉(zhuǎn)型手指 。其傳力結(jié)構(gòu)形式比較多，如滑槽杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等。 三 . 用途 : 用于自動輸送線的上下料。定位精度也是基本參數(shù)之一。根據(jù)統(tǒng)計和比較，該 機械臂機構(gòu) 手臂的伸縮行程定為600mm,最大工作半徑約為 mm1400 。過大的伸縮行程和工作半徑，必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。除了運動速度以外，手臂設(shè)計的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。平均回轉(zhuǎn)速度為 s/60? 。最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計為 s/90? 。 （如圖 23所示） 而影響 機械臂機構(gòu) 動作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。 二 .基本參數(shù)運動速度是 機械臂機構(gòu) 主要的基本參數(shù)。當(dāng) 機械臂機構(gòu) 的動作流程改變時，只需改變 PLC程序即可實現(xiàn)，非常方便快捷。 機械臂機構(gòu) 的驅(qū)動方案設(shè)計 由于氣壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本 機械 8 臂機構(gòu) 采用氣壓傳動方式。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移。因此，手腕設(shè)計成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。當(dāng)工件是板料時，使用氣流負壓式吸盤。相應(yīng)的 機械臂機構(gòu) 具有三個自由度，為了彌補 升降運動行程較小的缺點，增加手臂擺動機構(gòu)，從而增加一個手臂上下擺動的自由度 。 圖 21機械臂機構(gòu) 的 整體 機械結(jié)構(gòu) 6 機械臂機構(gòu) 的座標型式與自由度 按 機械臂機構(gòu) 手臂的不同運動形式及其組合情況，其座標型式可分為直角座標式、圓柱座標式、球座標式和關(guān)節(jié)式。盡量選用定型的標準組件，簡化設(shè)計制造過程，兼顧通用性和專用性，并能實現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制 .本次設(shè)計的 機械臂 機構(gòu) 是通用氣動上下料 機械臂機構(gòu) （如圖 21所示） ，是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動作程序的自動搬運或操作設(shè)備，動作強度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場合。設(shè)計氣動 機械臂機構(gòu) 的原則是 :充分分析作業(yè)對象 (工件 )的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件 。該 機械臂機構(gòu) 采用的是 PLC程序控制 系統(tǒng)， 它支配著 機械臂機構(gòu) 按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予 機械臂機構(gòu) 的指令信息 (如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間 )，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，必要時可對 機械臂機構(gòu) 的動作進行監(jiān)視，當(dāng)動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。 (三 )控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是支配著 機械臂機構(gòu) 按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。它由 動力裝置 、 調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。 機座 機座是 機械臂機構(gòu) 的基礎(chǔ)部分， 機械臂機構(gòu) 執(zhí)行機構(gòu)的各部件和驅(qū)動系統(tǒng)均安裝于機座上，故起支撐和連接的作用。 立柱 立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運動和升降 (或俯仰 )運動均與立柱有密切的聯(lián)系 。手臂的作用是帶動手指去抓取物件，并按預(yù)定要求將其搬運到指定的位置 。傳力機構(gòu)型式較多時常用的有 :滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式 、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。手指結(jié)構(gòu)取決于控制系統(tǒng) （ PLC） 驅(qū)動系統(tǒng) （ 氣壓傳動 ） 執(zhí)行機構(gòu) 位置檢測裝置 手部 手腕 手臂 立柱 4 被抓取物件的表面形狀、被抓部位 (是外廓或是內(nèi)孔 )和物件的重量及尺寸 ?；剞D(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，故應(yīng)用較廣泛。夾持式手部由手指 (或手爪 )和傳力機構(gòu)所構(gòu)成。 手部 即與物件接觸的部件。同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，必要時可對 機械臂機構(gòu) 的動作進行監(jiān)視，當(dāng)動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。 3
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