毕业设计(论文)
题目:
学学专指
气动机械手的设计
生 姓 名: 学号: 部 (系):
业 年 级: 机械设计与制造 导 教 师: 职称或学位:
2010 年 10 月 29 日
目 录
摘要.........................................................3
第一章 前言
1.1机械手概述...............................................4 1.2机械手的组成和分类.......................................4
1.2.1机械手的组成.......................................4 1.2.2机械手的分类.......................................6
第二章 机械手的设计方案
2.1机械手的坐标型式与自由度.............................. 8 2.2机械手的手部结构方案设计.............................. 8 2.3机械手的手腕结构方案设计.............................. 9 2.4机械手的手臂结构方案设计...............................9 2.5机械手的驱动方案设计...................................9 2.6机械手的控制方案设计...................................9 2.7机械手的主要参数.......................................9 2.8机械手的技术参数列表...................................9 第三章 手部结构设计
3.1夹持式手部结构.........................................11
3.1.1手指的形状和分类.................................11 3.1.2设计时考虑的几个问题.............................14 3.1.3手部夹紧气缸的设计...............................14
第四章 手腕结构设计
4.1手腕的自由度.......................................... 19 4.2手腕的驱动力矩的计算.................................. 19
4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩........................ 20 4.2.2回转气缸的驱动力矩计算...........................22
第五章 手臂伸缩,升降,回转气缸的设计与校核
5.1手臂伸缩部分尺寸设计与校核.............................23
5.1.1尺寸设计.........................................23 5.1.2尺寸校核.........................................24 5 .1 .3导向装置.......................................25 5 .1 .4平衡装置.......................................25 5.2手臂升降部分尺寸设计与校核.............................26
5.2.1尺寸设计.........................................26. 5.2.2尺寸校核.........................................26 5.3手臂回转部分尺寸设计与校核.............................27
5.3.1尺寸设计.........................................27 5.3.2尺寸校核.........................................27
1
第六章 机械手的PLC控制设计...................................27
6.1可编程序控制器的选择及工作过程.........................27
6.1.1可编程序控制器的选择.............................27 6.1.2可编程序控制器的工作过程.........................27 6.2可编程序控制器的使用步骤...............................23 第七章 结论....................................................24 致谢...........................................................29 参考文献.......................................................30 专业相关的资料.................................................31
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摘 要
在设计机械手臂座的时候,用两个电机提供动力。左边一电机通过谐波减速器减速后,通过齿轮来控制手臂的回转,而手臂弯曲动作的动力,由右边一电机提供。电机2同样也是通过谐波减速器减速后,通过一个长轴,把动力传到底部的小齿轮上,再由小齿轮与大齿轮的啮合,把动力传到那竖直的锥齿轮上,又通过锥齿轮之间的啮合,把动力与运动传递到横轴上,这样,再通过键连接,就能把动力传到那带轮上。这样,带轮就以一定的速度不停的转,以给臂关节通过同步齿型带传递动力。 在设计臂关节结构时,我们用两个同步齿形带轮来传递动力,而带轮又与轴和机械式离合器的左半边相连,这样,就使轴与左半边相连的离合器转动。在右半边为一电磁制动器,制动器的左半边与离合器的右半边相连,而且通过盘与上臂相连。这时,当电磁铁通电时,制动器吸合,这时离合器也分开。这样,上臂就停止在所要求的位置上了。当电磁铁失电时,由于弹簧力的作用,把制动器推开,同时离合器在弹簧力的作用下自动啮合,手臂恢复原有的运动。
注:机械手臂的运动范围手其结构的限制,在手臂的运动到达结构位置之前,必须使其自动停止。机械手臂的运动机械位置是有关节处牙嵌离合齿上的突起部分而定。手臂在极限位置自动停止,反向运行的条件完全是靠离合齿上的凸起部分与滑块的接触实现的。为了使离合齿轮能顺利的脱开和啮合,对离合齿上的凸起部分斜面的升角β≥arctgμν。只有满足这个条件,离合齿上凸起部分的斜面与滑块在滑动时才不会发生自锁。这样手臂才能自动停止和反向动作! 方案二
此方案在臂关节的结构设计上与方案一有所不同。这里设计成中心轴不转动。改在同步带轮处装两个轴承。这样,带轮可自由转动,而不会影响轴,且把离合器的左半边加工在带轮上,这样,不仅可以缩小空间,而且可以提高强度。其余与方案一相同。
关键词:机械手臂;极限位置;啮合;
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第一章 前言
1.1. 工业机械手概述
工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。因此,在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强,仅为某台机床的上下料装置,是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
1.2 .机械手的组成和分类
1.2.1.机械手的组成
机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。各系统相互之间的关系如方框图2-1所示。
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机电系机械设计与制造专业毕业论文[1]
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