自動上下料機(jī)械手設(shè)計畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-13 02:45本頁面
【正文】 于180度；手臂伸縮行程大多數(shù)在500~1000毫米范圍內(nèi)選取。 研究方法和措施 使用現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計方法和液壓傳動技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，采用關(guān)節(jié)式坐標(biāo)（四個自由度，可以繞橫，縱軸轉(zhuǎn)動和上下左右擺動）。第3章 機(jī)械手各部分的計算與分析 手部計算與分析手部按其夾持工件的原理，大致可分為夾持和吸附兩大類。夾鉗式手部是由手指，傳動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動裝置三部分組成，它對抓取各種形狀的工件具有較大的適應(yīng)性，可以抓取軸，盤，套類零件，一般情況下可采用兩個手指。～ 輸出力的比率分析 手部的主要功用是當(dāng)工件在傳送過程中抓取和釋放工件，當(dāng)手指牢固地抓緊工件時 ，可把整個系統(tǒng)當(dāng)做靜止?fàn)顟B(tài)看待，這時就可以用傳統(tǒng)的靜力分析方法來確定各種力的關(guān)系及大小，從而保證機(jī)器人可靠地工作。 由A（A`）點力矩平衡方程式可求的抓取力（輸出力）： F= F23= F56=47′~7176。上述方法 還不是一種簡便而直觀的方法，最直觀而又有效的方法就是虛功原理。 VC的垂直分量VC1為：VC1= VCcosθ=Locosθ 將Vm=Rψ和VC1= Locosθ代入PV1=FVC中可以求得輸入—輸出力的比率為： ε==cosθ 另一實例瞬時中心確定在O3,由于ΔO1O1’O3∽ΔO2O4O3則 = 即=再根據(jù)平衡條件得：PδpFbr=0即Pδφ2 － Fδφ1=0 由圖所示的幾何關(guān)系可得：Lb 腕部計算與分析 腕部設(shè)計的基本要求 手腕部件置于手部和臂部之間，它的作用主要是在臂部運(yùn)動的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改變或調(diào)整手部在空間的方位，以擴(kuò)大機(jī)械手的動作范圍，適應(yīng)性更強(qiáng)。手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)油缸，擺動也采用回轉(zhuǎn)油缸。，它連同手部的動靜載荷均由臂部承受。因此在腕部設(shè)計時，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。（如熱膨脹，壓力油的粘度和燃點，有關(guān)材料及電控電測元件的耐熱性等問題）。f軸承的摩擦系數(shù)，對于滾動軸承f=為簡化計算取 腕部回轉(zhuǎn)支承處的受力圖工件重量（kgf），手部重量（kgf），－手腕轉(zhuǎn)動件重量（kgf）＝（kgf）式中e－工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離（m），所需的力矩啟動過程近似等加速運(yùn)動，根據(jù)手腕回轉(zhuǎn)的角加速度及啟動所用的角速度：＝ ()式中：－工件對手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量J－手腕回轉(zhuǎn)部分對手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量－手腕回轉(zhuǎn)過程的角加速 －啟動過程所轉(zhuǎn)過的角度（度）手腕回轉(zhuǎn)所需要的驅(qū)動力矩應(yīng)當(dāng)?shù)扔谏鲜鋈椫??！ ?2)摩擦阻力矩＝ (3)設(shè)起動過程所轉(zhuǎn)過的角度＝,等速轉(zhuǎn)動角速度計算：求＝查型鋼表有： 代入＝256（N＝?；剞D(zhuǎn)油缸所產(chǎn)生的驅(qū)動力矩必須大于總的阻力矩，機(jī)械手的手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動所采用的單葉片回轉(zhuǎn)油缸，定片1與缸體2固連，動片3與轉(zhuǎn)軸5固連，當(dāng)a,b口分別進(jìn)出油時，動片帶動轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)達(dá)到手腕回轉(zhuǎn)目的。m） P—回轉(zhuǎn)油缸的工作壓力 r—缸體內(nèi)徑半徑（cm） R—輸出軸半徑（cm）b—動片寬度注：可按外形要求或安裝空間大小，先設(shè)定b,R,r中兩個：=—,取=2，=3又因為d=40mm，則D=80mm，b=60mm去頂回轉(zhuǎn)油缸工作壓力： ()由于系統(tǒng)工作壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此壓力，因此回轉(zhuǎn)油缸的工作壓力足以克服摩擦力。m)則擺動所需的驅(qū)動力矩 =(kgf ()又因為：=—,，取=2，=3所以：d=50mm，所以D=100mm，b=75mm確定回轉(zhuǎn)油缸工作壓力 ()由于系統(tǒng)工作壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此壓力，因此該缸的工作壓力足以克服摩擦力。它的作用是支承腕部和手部（包括工作），并帶動它們作空間轉(zhuǎn)動。因此，臂部具有兩個自由度才能滿足基本要求：即手臂，左右回轉(zhuǎn)和俯仰運(yùn)動。因而，它的結(jié)構(gòu)，工作范圍，靈活性以及抓重大小和定位精度等都直接影響機(jī)械手的工作性能。臂部要實現(xiàn)所要求的運(yùn)動，需滿足下列各項基本要求：機(jī)械手臂式機(jī)身的承載能力，取決于其剛度，結(jié)構(gòu)上采用水平懸伸梁形式。為可提高剛度，盡量縮短臂桿的懸伸長度，還應(yīng)注意： (1)根據(jù)受力情況，合理選擇截面形狀和輪廓尺寸臂部和機(jī)身既受彎曲（而且不僅是一個方向的彎曲）也受扭轉(zhuǎn)，應(yīng)選用抗彎和抗扭剛度較高的截面形狀。 (2)高支承剛度和選擇支承間的距離臂部和機(jī)身的變形量不僅與本身剛度有關(guān)，而且同支撐的剛度和支撐件間距離有很大關(guān)系，要提高剛度，除從支座的結(jié)構(gòu)形狀，底板的剛度以及支座與底版的連接剛度等方面考慮外，特別注意提高配合面間的接觸剛度。 (1)設(shè)計臂部時，元件越多，間隙越大，剛性就越低，因此應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)簡單，要全面分析各尺寸鏈，在要求高的部位合理，確定調(diào)整補(bǔ)償環(huán)節(jié)，以及減少重要不見的間隙，從而提高剛度?！ ?3)提高活塞和剛體內(nèi)徑配合精度，以提高手臂俯仰的剛度。在一般情況，手臂回轉(zhuǎn)俯仰均要求均速運(yùn)動，（V和w為常數(shù)），但在手臂的啟動和終止瞬間，運(yùn)動是變化的，為了減少沖擊，要求啟動時間的加速度和終止前的加速度不能太大，否則引起沖擊和振動?！ 闇p少轉(zhuǎn)動慣量的措施： (1)減少手臂運(yùn)動件的重量，采用鋁合金等輕質(zhì)高強(qiáng)度材料。(3)減少回轉(zhuǎn)半徑，在安排機(jī)械手動作順序時，先縮后回轉(zhuǎn)（或先回轉(zhuǎn)后伸），盡可能在前伸位置下進(jìn)行回轉(zhuǎn)動作，并且驅(qū)動系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置。對于懸臂式的機(jī)械手，其傳動件，導(dǎo)向件和定位件布置應(yīng)合理，使手臂運(yùn)動過程盡可能平衡，以減少對升降支撐軸線的偏心力矩，特別要防止發(fā)生“卡死”的現(xiàn)象（自鎖現(xiàn)象）。(1)計算零件重量，可分解為規(guī)則的體形進(jìn)行計算。(3)求重心位置并計算偏重力臂 () () (4)計算偏重力矩 ()一般說來，直角和圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手位置精度教高；關(guān)節(jié)式機(jī)械手的位置最難控制，精度差；在手冊上加設(shè)定位裝置和自檢測機(jī)構(gòu)，能較好的控制位置精度，檢測裝置最好裝在最后的運(yùn)動環(huán)節(jié)以減少或消除傳動，嚙合件的間隙。 手臂的設(shè)計計算通常先進(jìn)行粗略的估算，根據(jù)運(yùn)動參數(shù)初步確定有關(guān)機(jī)構(gòu)的主要尺寸，在進(jìn)行校核計算，修正設(shè)計。cm當(dāng)手臂處在俯角為的位置時，驅(qū)動力P通過連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的驅(qū)動力因為：所以則當(dāng)手臂處在水平位置即為驅(qū)動力矩時因為由于手臂與支柱連軸有振動軸承，摩擦力矩較小=0所以驗證油缸是否滿足要求，滿足上仰條件，出于時 () ==1134kgf選取=，所以 () D=整理得到D=63mm，則d=45mm。桿長300mm，d=45mm最大壓力P=1134N設(shè)穩(wěn)定安全系數(shù)為，由式（）求出 ()活塞桿兩端可簡化為鉸支座，故，活塞桿橫截面為圓形i=故為，因為，故不能用歐拉公式計算使用直線公式，優(yōu)化碳鋼的由公式（）可得可見活塞桿是小柔度變壓桿，由直線公式求出而P=1134N，活塞桿的工作安
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