氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì).doc

畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）29輕工職業(yè)學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目_氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)_學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)分段自動(dòng)化091學(xué)號(hào)院（系）機(jī)電工程系指導(dǎo)教師(職稱)完成時(shí)間20年月日畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）30摘要在設(shè)計(jì)機(jī)械手臂座的時(shí)候，用兩個(gè)電機(jī)提供動(dòng)力。左邊一電機(jī)通過諧波減速器減速后，通過齒輪來控制手臂的回轉(zhuǎn)，而手臂彎曲動(dòng)作的動(dòng)力，由右邊一電機(jī)提供。電機(jī)2同樣也是通過諧波減速器減速后，通過一個(gè)長軸，把動(dòng)力傳到底部的小齒輪上，再由小齒輪與大齒輪的嚙合，把動(dòng)力傳到那豎直的錐齒輪上，又通過錐齒輪之間的嚙合，把動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)傳遞到橫軸上，這樣，再通過鍵連接，就能把動(dòng)力傳到那帶輪上。這樣，帶輪就以一定的速度不停的轉(zhuǎn)，以給臂關(guān)節(jié)通過同步齒型帶傳遞動(dòng)力。在設(shè)計(jì)臂關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)時(shí)，我們用兩個(gè)同步齒形帶輪來傳遞動(dòng)力，而帶輪又與軸和機(jī)械式離合器的左半邊相連，這樣，就使軸與左半邊相連的離合器轉(zhuǎn)動(dòng)。在右半邊為一電磁制動(dòng)器，制動(dòng)器的左半邊與離合器的右半邊相連，而且通過盤與上臂相連。這時(shí)，當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，制動(dòng)器吸合，這時(shí)離合器也分開。這樣，上臂就停止在所要求的位置上了。當(dāng)電磁鐵失電時(shí)，由于彈簧力的作用，把制動(dòng)器推開，同時(shí)離合器在彈簧力的作用下自動(dòng)嚙合，手臂恢復(fù)原有的運(yùn)動(dòng)。注：機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)范圍手其結(jié)構(gòu)的限制，在手臂的運(yùn)動(dòng)到達(dá)結(jié)構(gòu)位置之前，必須使其自動(dòng)停止。機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)機(jī)械位置是有關(guān)節(jié)處牙嵌離合齒上的突起部分而定。手臂在極限位置自動(dòng)停止，反向運(yùn)行的條件完全是靠離合齒上的凸起部分與滑塊的接觸實(shí)現(xiàn)的。為了使離合齒輪能順利的脫開和嚙合，對(duì)離合齒上的凸起部分斜面的升角arctg。只有滿足這個(gè)條件，離合齒上凸起部分的斜面與滑塊在滑動(dòng)時(shí)才不會(huì)發(fā)生自鎖。這樣手臂才能自動(dòng)停止和反向動(dòng)作！方案二此方案在臂關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上與方案一有所不同。這里設(shè)計(jì)成中心軸不轉(zhuǎn)動(dòng)。改在同步帶輪處裝兩個(gè)軸承。這樣，帶輪可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，而不會(huì)影響軸，且把離合器的左半邊加工在帶輪上，這樣，不僅可以縮小空間，而且可以提高強(qiáng)度。其余與方案一相同。關(guān)鍵詞：機(jī)械手臂；極限位置；嚙合畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）31AbstractBlockinthedesignofrobotwhenpoweredbytwomotors.Theleftsideofamotorspeedreducerthroughtheharmonictothepublicthroughthegearstocontroltherotaryarm,andarmmovements,bendingmomentumprovidedbytherightsideofamotor.Motor2isalsoslowdowntheadoptionofharmonicreducerthroughalongaxis,themomentumspreadatthebottomofthepinion,andthenbythepiniongearmeshingwiththedrivingforcefortheverticalspreadofthebevelgearandthroughtheengagementbetweenthebevelgearstotransmitpowerandmovementtothehorizontalaxis,sothatthroughthebond,wewillbeabletospreadtothepulleyonthedrivingforce.Inthisway,pulleyonacertainclockspeedoftheswitchtothejointstothearmthroughthesynchronouspowertransmissionbeltteeth.Armjointsinthedesignofthestructure,weusetwotimingpulleystotransferpower,andthepulleywiththeshaftandmechanicalclutchconnectedtotheleftside,sothatmakestheaxiswiththeleftsideconnectedtotheclutchrotation.Intherighthalffortheelectromagneticbrakes,brakeandclutchleftsideoftherighthalfoflinked,butlinkedthroughthediskandtheupperarm.Atthistime,whentheelectromagnetpower,thebrakespull-in,whenitseparatedfromtheclutch.Inthisway,theupperarmtostopinthepositionrequiredbythe.Whentheelectromagnetpowerloss,duetotheroleofthespringforce,thebrakeopen,clutchatthesametimetheroleofforceinthespringundertheautomaticmeshing,armmovementtorestoretheoriginal.Note:Therangeofmotionoftherobothandofitsstructurallimitations,themovementinthearmtoreachthelocationofthestructurebeforetheautomaticcut-offmustbemade.MechanicalmovementoftherobotpositiononthesectionofDepartmentclutchteethtoothinlayonthepartoftheprocess.Limitthelocationofthearmintheautomaticstop,reverseoperationison-offconditionsontheteethandsliderprotrudingpartoftherealizationofthecontact.Inordertomakeasmoothclutchgearwastornoffandtheengagementoftheclutchteethontheprotrudingpartoftheslopeanglearctg.Onlytomeetthiscondition,clutchteethontheconvexpartoftheslopewiththesliderintheslidingdoesnotoccurwhentheself-locking.Thisarmcanautomaticallystopandreverseaction!Keywords:themechanicalarm,Extremepositions,Mesh,畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）32目錄摘要.4摘要英文譯文.5第一章前言1.1機(jī)械手概述.61.2機(jī)械手的組成和分類.71.2.1機(jī)械手的組成81.2.2機(jī)械手的分類8第二章機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案2.1機(jī)械手的坐標(biāo)型式與自由度102.2機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)112.3機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)122.4機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)122.5機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)132.6機(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì)132.7機(jī)械手的主要參數(shù)132.8機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表13第三章手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1夾持式手部結(jié)構(gòu)143.1.1手指的形狀和分類143.1.2設(shè)計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問題143.1.3手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì)14第四章手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1手腕的自由度194.2手腕的驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算194.2.1手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩204.2.2回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算22第五章手臂伸縮，升降，回轉(zhuǎn)氣缸的設(shè)計(jì)與校核5.1手臂伸縮部分尺寸設(shè)計(jì)與校核235.1.1尺寸設(shè)計(jì)235.1.2尺寸校核245.1.3導(dǎo)向裝置255.1.4平衡裝置255.2手臂升降部分尺寸設(shè)計(jì)與校核265.2.1尺寸設(shè)計(jì)265.2.2尺寸校核265.3手臂回轉(zhuǎn)部分尺寸設(shè)計(jì)與校核275.3.1尺寸設(shè)計(jì)27畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）335.3.2尺寸校核27第六章機(jī)械手的PLC控制設(shè)計(jì)276.1可編程序控制器的選擇及工作過程276.1.1可編程序控制器的選擇276.1.2可編程序控制器的工作過程276.2可編程序控制器的使用步驟28第七章結(jié)論29致謝29參考文獻(xiàn)30專業(yè)相關(guān)的資料31畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）34第一章前言1.1.工業(yè)機(jī)械手概述工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)各，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備.機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“工業(yè)機(jī)械手”。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率:可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用.機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強(qiáng)，僅為某臺(tái)機(jī)床的上下料裝置，是附屬于該機(jī)床的專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。1.2.機(jī)械手的組成和分類1.2.1.機(jī)械手的組成機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖2-1所示。畢業(yè)論文題目（將自己的畢業(yè)論文題目作為頁眉）35機(jī)械手組成方框圖:1-1(一)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。1、手部:即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運(yùn)動(dòng)形式有回轉(zhuǎn)型和平移型?；剞D(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，故應(yīng)用較廣泛。平移型應(yīng)用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時(shí)，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結(jié)構(gòu)取決于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。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夾式和內(nèi)撐式；指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。而傳力機(jī)構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)。傳力機(jī)構(gòu)型式較多時(shí)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。2、手腕:是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓取物件的方位(即姿勢)3、手臂:手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動(dòng)手指去抓取物件，并