【正文】 (316)回轉(zhuǎn)部件可以等效為一個(gè)長1500mm，直徑為80mm的圓柱體，質(zhì)量為150Kg設(shè)置起動角度=180，則起動角速度=。經(jīng)過以上的計(jì)算 。d為輸出軸的直徑，設(shè)d=50mm，則回轉(zhuǎn)缸的內(nèi)徑通過下列計(jì)算： (317)即設(shè)計(jì)液壓缸的內(nèi)徑為110mm，再經(jīng)過配合等條件的考慮。圖37回轉(zhuǎn)缸的截面圖Fig. 37 rotary cylinder section graph 機(jī)身升降機(jī)構(gòu)的計(jì)算1) 手臂偏重力矩的計(jì)算圖 38手臂各部件重心位置圖Fig. 38 arm parts focus locationsa) 零件重量等現(xiàn)在對機(jī)械手手臂做粗略估算：和總共約為22Kgb) 計(jì)算零件的重心位置，求出重心到回轉(zhuǎn)軸線的距離ρ。c) 計(jì)算偏重力矩 (319)2) 升降不自鎖條件分析計(jì)算手臂在的作用下有向下的趨勢，而立柱導(dǎo)套有防止這種趨勢；由力的平衡條件有： (320)即： 所謂的不自鎖條件為：即： 取f=： (321)當(dāng)時(shí)，取h=500mm。a）的計(jì)算設(shè)定速度為V=67；起動或制動的時(shí)間差t=；近似估算為250Kg；將數(shù)據(jù)帶入上面公式有：b）的計(jì)算當(dāng)液壓缸向上驅(qū)動時(shí)： 當(dāng)液壓缸向下驅(qū)動時(shí)： 升降液壓缸尺寸確定由公式（311）得可得升降缸內(nèi)徑D由表31得p=，d=根據(jù)表33，D=85mm對于無速比要求的雙作用液壓缸，可按下式初步定活塞桿直徑[9]則 取d=45mm 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 確定工作狀況及主要參數(shù)由上面的計(jì)算已經(jīng)得出負(fù)載狀況如表34表34工工作階段負(fù)載Tab 34 work load value phase工況 負(fù)載值 F/N（M/） 推力F/N(M/)手部夾緊 3176 手腕轉(zhuǎn)動 臂部伸縮 機(jī)身轉(zhuǎn)動 機(jī)身升降 液壓缸機(jī)械效率根據(jù)執(zhí)行原件負(fù)載（F或M）及速度（v或）的值，可以確定執(zhí)行原件的有效功率N的數(shù)值，即 (324)有效的系統(tǒng)輸入功率N為 (325) 式中p、 Q為系統(tǒng)的壓力和流量根據(jù)公式(324) 、(325)可得出各個(gè)狀態(tài)的流量和功率根據(jù)上述液壓缸直徑及流量計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步估算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力、流量和功率值，如表35所示。=8+=。3）電機(jī)選擇由于液壓缸在機(jī)身升降時(shí)功率最大，根據(jù)次數(shù)值查閱電機(jī)廠品目錄，最終選定Y80244）油箱油箱容積按式（326）估算， （326）V為有效容積，是與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)值，取7，液壓泵額定流量。為此，必須控制溫升ΔT在允許的范圍內(nèi)，如一般機(jī)床DT = 25 ~ 30 ℃；數(shù)控機(jī)床DT ≤ 25 ℃；粗加工機(jī)械、工程機(jī)械和機(jī)車車輛DT= 35 ～ 40 ℃。輸出功率為各部分功率和輸入功率為 油箱散熱面積為油液升溫 （328），則溫升沒超出允許范圍，液壓系統(tǒng)不需設(shè)置冷卻器。b) 各輸入端均采用RC濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms。c) 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。e) 良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。2) 豐富的I/O接口模塊PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強(qiáng)電或弱電等。3) 采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。4) 編程簡單易學(xué)PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。使用時(shí)只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。這時(shí)的PLC多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時(shí)等。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。2) 中期的PLC（70年代中期—80年代中，后期）在70年代，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。這樣，使PLC得功能大大增強(qiáng)。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊。3) 近期的PLC（80年代中、后期至今）進(jìn)入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。它是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)。正是基于PLC這些特點(diǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)可以滿足該套工業(yè)機(jī)械手的要求。它使用可編程存儲器存儲用戶設(shè)計(jì)的程序指令，這些指令用來實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序操作、定時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算和通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種機(jī)電一體化，程序可變、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、功能強(qiáng)、體積小、耗電低，特別是易于控制、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。2）容量計(jì)算內(nèi)存容量指的是用戶程序的容量。根據(jù)所選的PLC1N40系列的內(nèi)部元件及輸入輸出的相關(guān)元件、設(shè)備，編制出I/O外部接線圖如圖42所示圖42外部接線圖Fig 42 external hookup 程序設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計(jì)程序梯形圖 PLC仿真5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)是研究技術(shù)和經(jīng)濟(jì)矛盾關(guān)系的科學(xué)，具體說它是專門研究技術(shù)方案經(jīng)濟(jì)效益和經(jīng)濟(jì)效率問題的科學(xué)（注：技術(shù)方案是指以技術(shù)為基礎(chǔ)，由人力、物力、財(cái)力、運(yùn)力、自然力和時(shí)力組成的，為達(dá)到某種目的和滿足某種需要的一種有機(jī)組合）。具體研究任務(wù)有以下三個(gè)部分：1）研究技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)和綜合評價(jià)理論和方法。這兩種研究互相促進(jìn)，相輔相成。2）從總的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證出發(fā)，尋找國內(nèi)外技術(shù)（包括硬技術(shù)和軟技術(shù)）發(fā)展的客觀規(guī)律以及技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相互關(guān)系和發(fā)展規(guī)律。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。 　工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動形式分為四種。 搬運(yùn)機(jī)器人是可以進(jìn)行自動化搬運(yùn)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。搬運(yùn)作業(yè)是指用一種設(shè)備握持工件，是指從一個(gè)加工位置移到另一個(gè)加工位置。目前世界上使用的搬運(yùn)機(jī)器人愈10萬臺，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床上下料、沖壓機(jī)自動化生產(chǎn)線、自動裝配流水線、碼垛搬運(yùn)、集裝箱等的自動搬運(yùn)。 經(jīng)濟(jì)分析運(yùn)用先進(jìn)的平臺開發(fā)工業(yè)機(jī)器人，雖然前期投入比較大，但是見效快、產(chǎn)品更富有創(chuàng)意和更能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的個(gè)性化需求。在我國從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的過程中，工業(yè)機(jī)器人的需求將快速增加，機(jī)器人數(shù)量將成為衡量一個(gè)國家、一個(gè)企業(yè)加工能力的一個(gè)標(biāo)志。隨著我國核工業(yè)、航大技術(shù)等的發(fā)展，以機(jī)器人為核心的遙控焊接成為新的研究熱點(diǎn)。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應(yīng)用。在我國近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)的重視。在前幾年的unimate公司建立了8年機(jī)械手試驗(yàn)臺，進(jìn)行各種性能的試驗(yàn)。它給出在第一次故障前的平均運(yùn)行時(shí)間，由400小時(shí)提高到1500小時(shí)，精度可提高到177。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人可以節(jié)省時(shí)間有可以大大提高工作效率快速適應(yīng)市場的需求，從而獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。本文研究了國內(nèi)外機(jī)器人發(fā)展的現(xiàn)狀，通過學(xué)習(xí)機(jī)器人的工作原理，熟悉了搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)動機(jī)理。文章從搬運(yùn)機(jī)器人的實(shí)用方面入手，提出了一套總體設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)機(jī)器人自由度的要求選取圓柱坐標(biāo)系為本次設(shè)計(jì)坐標(biāo)系。本設(shè)計(jì)還有很多不足之處，由于自身的知識儲備還很淺薄，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、力的計(jì)算及系統(tǒng)分析上還有很多漏洞，這些都需要自己在以后的生活中不斷學(xué)習(xí)研究并通過實(shí)踐加以完善。在最后階段，楊老師耐心的幫助我檢查設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，以及論文在書寫的過程中應(yīng)注意的一些問題，再次感謝楊老師的幫助。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！參考文獻(xiàn)[1] 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