畢業(yè)設(shè)計(jì)論文：三自由度機(jī)械臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-02-05 17:50本頁(yè)面
【正文】 5 第二章 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的 整體 設(shè)計(jì)方案 對(duì)氣動(dòng) 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的基本要 求是能快速、準(zhǔn)確地拾 放和搬運(yùn)物件，這就要求它們具有高精度、快速反應(yīng)、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動(dòng)定位等特性。明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運(yùn)時(shí)的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進(jìn)一步確定對(duì) 機(jī)械臂機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制的要求 。它可用于操作環(huán)境惡劣的場(chǎng)合。由于本 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 在上下料時(shí)手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此，采用圓柱座標(biāo)型式。（如圖 22所示） 7 圖 22 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的運(yùn)動(dòng)示意圖 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 為了使 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的通用性更強(qiáng)，把 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可更換結(jié)構(gòu)，當(dāng)工件是棒料時(shí)，使用夾持式手部 。 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 考慮到 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的通用性，同時(shí)由于被抓取工件是水平放置，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 。 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 按照抓取工件的要求，本 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的手臂有三個(gè)自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和降 (或俯仰 )運(yùn)動(dòng)。手臂的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的控制方案設(shè)計(jì) 考慮到 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的通用性，同時(shí)使用點(diǎn)位控 制，因此我們采用可編程序控制器 (PLC)對(duì)機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 進(jìn)行控制。 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的主要技術(shù)參數(shù) 一 .機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，由于是采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，因此考慮抓取的物體不應(yīng)該太重，查閱相關(guān) 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)抓取的工件質(zhì)量為 5公斤 。操作節(jié)拍對(duì) 機(jī)械臂 機(jī)構(gòu) 速度提出了要求，設(shè)計(jì)速度過(guò)低限制了它的使用范圍。該 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)為 sm/ 。平均移動(dòng)速度為 sm/ 。 機(jī)械 臂機(jī)構(gòu) 動(dòng)作時(shí)有啟動(dòng)、停止過(guò)程的加、減速度存在，用速度一行程曲線來(lái)說(shuō)明速度特性較為全面，因?yàn)槠骄俣扰c行程有關(guān)，故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。大部分 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)成相當(dāng)于人工坐著或站著且略有走動(dòng)操作的空間。在這種情況下宜采用自動(dòng)傳送裝置為好。手臂升降行程定為 mm120 。該 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的定位精度為 mm1? 。 四 ． 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) : 抓重 kg5 自由度數(shù) 4個(gè)自由度 座標(biāo)型式 圓柱座標(biāo) 最大工作半徑 mm1400 手臂最大中心高 mm1250 手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù) 9 伸縮行程 mm1200 伸縮速度 smm/400 升降行程 mm120 升降速度 smm/250 回轉(zhuǎn)范圍 ?? 1800 ? 回轉(zhuǎn)速度 s/90? 手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù) 回轉(zhuǎn)范圍 ?? 1800 ? 回轉(zhuǎn)速度 s/90? 手指夾持范圍 棒料 : mmmm 15080 ?? ? 定位方式 行程開(kāi)關(guān)或可調(diào)機(jī)械擋塊等 定位精度 mm1? 1驅(qū)動(dòng)方式 氣壓傳動(dòng) 1控制方式 點(diǎn)位程序控制 (采用 PLC) 10 圖 23機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的工作范圍 第三章 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 夾持式手部結(jié)構(gòu) 夾持式手部結(jié)構(gòu)由手指 (或手爪 )和傳力機(jī)構(gòu)所組成。 夾持式是最常見(jiàn)的一種，其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指式 :按手指夾持工件的部位又可分為內(nèi)卡式 (或內(nèi)漲式 )和外夾式兩種 :按模仿人手手指的動(dòng)作，手指可分為一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型，二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型和移動(dòng)型 (或稱(chēng)直進(jìn)型 )，其中以二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型為基本型式。同理，當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的手指長(zhǎng)度變成無(wú)窮長(zhǎng)時(shí)，就成為移動(dòng)型。移動(dòng)型應(yīng)用較少，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜龐大，當(dāng)移動(dòng)型手指夾持直徑變化的零件時(shí)不影響其軸心的位置，能適應(yīng)不同直徑的工件。 (二 )手指間應(yīng)具有一定的開(kāi)閉角 兩手指張開(kāi)與閉合的兩個(gè)極限位置所夾的角度稱(chēng)為手指的 開(kāi)閉角。對(duì)于移動(dòng)型手指只有開(kāi)閉幅度的要求。例如圓柱形工件采用帶“ V”形面的手指，以便自動(dòng)定心。 (五 )考慮被抓取對(duì)象的要求 根據(jù) 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的工作需要，通過(guò)比較，我們采用的 機(jī)械臂機(jī)構(gòu) 的手部結(jié)構(gòu)是一支點(diǎn) ， 兩指回轉(zhuǎn)型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設(shè)計(jì)成 V型，其結(jié)構(gòu)如附圖所示。N tg? ?????? 所以 13 Rbp 2? N )(245 N? (3)實(shí)際驅(qū)動(dòng)力 : ? 21KKpp ?實(shí)際 因?yàn)閭髁C(jī)構(gòu)為齒輪齒條傳動(dòng)，故取 ?? ，并取 ?K 。 氣缸的直
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