畢業(yè)論文（2008屆）更多免費(fèi)論文盡在/題目：題目：系別：系別專業(yè)：專業(yè)：機(jī)電一體化液壓機(jī)械手機(jī)電工程系指導(dǎo)教師：更多免費(fèi)論文盡在http：///摘要:工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物,它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預(yù)定要求輸送工件或握持工具進(jìn)行操作的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備，對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展起著重要作用.因而具有強(qiáng)大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎.實(shí)踐證明,工業(yè)機(jī)械手可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,改善勞更多免費(fèi)論文盡在http：///動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平.工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運(yùn)和長(zhǎng)期頻繁,單調(diào)的操作,采用機(jī)械手是有效的.此外，它能在高溫，低溫，深水，宇宙，放射性和其他有毒，污染環(huán)境條件下進(jìn)行操作，更顯示其優(yōu)越性,有著廣闊的發(fā)展前途.液壓機(jī)械手具有快速，高效等優(yōu)點(diǎn).該機(jī)械手采用液壓驅(qū)動(dòng),控制手臂的伸縮，手腕的回轉(zhuǎn)和手部的抓放運(yùn)動(dòng)，上下運(yùn)動(dòng)由電機(jī)控制.關(guān)鍵字:機(jī)械手;液壓第2頁(yè)共30頁(yè)Abstract：industrialmachineryhandistheinevitableproductofindustrialproduction,itisacopyoftheupperpartofthehumanbodyfunctions,inaccordancewiththescheduledtransferrequestortheworkpieceHoldthetoolstooperatetheequipmentautomationtechnology,industrialautomation,andpromotethefurtherdevelopmentofindustrialproductionfromtheAnimportantrole.Sotheyhavestrongvitalityofthepeoplebytheextensiveattentionandwelcome.Practicehasprovedthattheindustrialrobotcanreplacethestaffoftheheavylabor,significantlyreducedlaborintensityofworkersandimproveworkingconditions,improvelaborproductivityandthelevelofautomation.Industrialproductionintheoftencumbersomeworkpiecehandlingandfrequentlong-term,monotonousoperation,amechanicalhandtobeeffective.Inaddition,itcanathightemperature,lowtemperature,ShamShumPo,theuniverse,radioactiveandothertoxicandpollutionoftheenvironmentundertheconditionsofoperation,butalsoshowitssuperiority,therearebroaddevelopmentprospects.Hydraulicmanipulatorisfast,efficient,andotheradvantages.Themechanicalhandusedhydraulicdrive,controlthetelescopicarm,wristandhandtherotary-graspingmovement,movementfromtoptobottombymotorcontrol.Keyword：manipulator; hydraulic 目 錄 前言 1 第一章機(jī)械手的組成與分類 3 1.1機(jī)械手組31.2機(jī)械手分類成 3 1.2機(jī)械手分類 531.2機(jī)械手分類二章抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 2.1手部設(shè)72.2腕部設(shè)計(jì)計(jì)算 72.2腕部設(shè)計(jì)計(jì)算 12第三章液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)及草 15 3.1手部抓取153.2腕部擺動(dòng)液壓回路 16小臂伸縮缸液壓回路 18 3.4總體系統(tǒng) 17第四章機(jī)身機(jī)座的結(jié)構(gòu)設(shè) 20 4.1電機(jī)的選 204.2螺柱的設(shè)計(jì)與校核 22 245.1常用245.2影響平穩(wěn)性和定位精度的因245.3機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的緩沖裝置 25總 27參考資 28致 29成都電子機(jī)112.3臂伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖缸3.3圖計(jì)擇第五章機(jī)械手的定位與平穩(wěn)性的定位方式素結(jié)料謝械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文前言工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物，它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預(yù)定要求輸送工件或握持工具進(jìn)行操作的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備，對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化,推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展起著重要作用.因而具有強(qiáng)大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎.實(shí)踐證明,工業(yè)機(jī)械手可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平.工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運(yùn)和長(zhǎng)期頻繁,單調(diào)的操作,采用機(jī)械手是有效的.機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成.手部是用來抓持工件的部件,根據(jù)被抓持物件的形狀,尺寸,重量,材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型，托持型和吸附型等.運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì).我設(shè)計(jì)的是一種液壓機(jī)械手.本機(jī)構(gòu)具有快速，高效等優(yōu)點(diǎn).液壓傳動(dòng)的基本原理是在密閉的容器內(nèi),利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動(dòng)力的.其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油,它的作用和機(jī)械傳動(dòng)中的皮帶,鏈條和齒輪等傳動(dòng)元件相類似.（1）體積小，重量輕，因此慣性力較小,當(dāng)突然過載或停車時(shí)，不會(huì)發(fā)生大的沖擊；⑵能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)牽引速度,并可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速；⑶換向容易,在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下,可以較方便地實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換；（4）液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制；（5）由于采用油液為工作介質(zhì),元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間能自行潤(rùn)滑,磨損小,使用壽命長(zhǎng)；第1頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（6）操縱控制簡(jiǎn)便,自動(dòng)化程度高；⑺容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù).第2頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第一章機(jī)械手的組成與分類1.1機(jī)械手組成在我國(guó)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用雖然起步較晚，但發(fā)展很快.目前，國(guó)內(nèi)機(jī)器人已經(jīng)從仿制引進(jìn)階段，逐漸過渡到自行設(shè)計(jì)和開發(fā)階段了.機(jī)械手是在機(jī)械化,自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置.能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取,搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置.它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造，冶金，電子,輕工和原子能等部門.近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù),它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合.機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件,在加工中心中更換刀具等,一般沒有獨(dú)立的控制裝置.有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物，它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預(yù)定要求輸送工件或握持工具進(jìn)行操作的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備，對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展起著重要作用.因而具有強(qiáng)大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎.實(shí)踐證明，工業(yè)機(jī)械手可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平.工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運(yùn)和長(zhǎng)期頻繁，單調(diào)的操作，采用機(jī)械手是有效的.機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成.手部是用來抓持工件的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀，尺寸，重量，材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型,托持型和吸附型等.運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)第3頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì).我設(shè)計(jì)的是一種液壓機(jī)械手.本機(jī)構(gòu)具有快速,高效等優(yōu)點(diǎn).機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成.手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀，尺寸，重量，材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型，托持型和吸附型等.運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)），移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì).運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降，伸縮，旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度.為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度.自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù).自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜.一般專用機(jī)械手有2?3個(gè)自由度.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)組成.〖9〗(1)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)如7.1所示.圖7.1機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖第4頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文①手部:是機(jī)械手與工件接觸的部件.由于與物體接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手部.由于本課題的工件是圓柱狀棒料，所以采用夾持式.由手指和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，手指與工件接觸而傳力機(jī)構(gòu)則通過手指夾緊力來完成夾放工件的任務(wù).②手腕:是聯(lián)接手部和手臂的部件，起調(diào)整或改變工件方位的作用.③手臂:支承手腕和手部的部件,用以改變工件的空間位置.④立柱:是支承手臂的部件.手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)均與立柱有密切的聯(lián)系.機(jī)械手的立柱通常為固定不動(dòng)的?⑤機(jī)座:是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分.機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均安裝于機(jī)座上，故起支承和聯(lián)接的作用.(2)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置.常用的有液壓傳動(dòng)，氣壓傳動(dòng)，電力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)等四種形式.1.2機(jī)械手分類(1)根據(jù)所承擔(dān)的作業(yè)的特點(diǎn),工業(yè)機(jī)械手可分為以下三類：①承擔(dān)搬運(yùn)工作的機(jī)械手:這種機(jī)械手在主要工藝設(shè)備運(yùn)行時(shí)，用來完成輔助作業(yè)，如裝卸毛坯，工件和工夾具.②生產(chǎn)工業(yè)用機(jī)械手：可用于完成工藝過程中的主要作業(yè)，如裝配，焊接，涂漆，彎曲，切斷等.③通用工業(yè)機(jī)械手:其用途廣泛，可以完成各種工藝作業(yè).(2)按功能分類①專用機(jī)械手:它是附屬于主機(jī)的具有固定程序而無獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置.專用機(jī)械手具有動(dòng)作少，工作對(duì)象單一，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,實(shí)用可靠和造價(jià)低等特點(diǎn)，適用于大批大量的自動(dòng)化生產(chǎn)，如自動(dòng)機(jī)床，自動(dòng)線的上,下料機(jī)械手和”加工中心”附屬的自動(dòng)換刀機(jī)械手.②通用機(jī)械手:又稱工業(yè)機(jī)器人.它是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置.具有程序可變，工作范圍大，定位精度高，通用性強(qiáng)的特點(diǎn),適第5頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文用于不斷變換品種的中小批量自動(dòng)化的生產(chǎn).③示教再現(xiàn)機(jī)械手:采用示教法編程的通用機(jī)械手.所謂示教,即由人通過手動(dòng)控制，”拎著”機(jī)械手做一遍操作示范，完成全部動(dòng)作后，其儲(chǔ)存裝置即能記憶下來.機(jī)械手可按示范操作的程序行程進(jìn)行重復(fù)的再現(xiàn)工作.(3)按驅(qū)動(dòng)方式分①液壓傳動(dòng)機(jī)械手②氣壓傳動(dòng)機(jī)械手③機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手(4)按控制方式分①固定程序機(jī)械手:控制系統(tǒng)是一個(gè)固定程序的控制器.程序簡(jiǎn)單，程序數(shù)少,而且是固定的，行程可調(diào)但不能任意點(diǎn)定位.②可編程序機(jī)械手:控制系統(tǒng)是一個(gè)可變程序控制器.其程序可按需要編排，行程能很方便改變.第6頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第二章抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1手部設(shè)計(jì)計(jì)算一，對(duì)手部設(shè)計(jì)的要求1,有適當(dāng)?shù)膴A緊力手部在工作時(shí)，應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力，以保證夾持穩(wěn)定可靠,變形小，且不損壞工件的已加工表面.對(duì)于剛性很差的工件夾緊力大小應(yīng)該設(shè)計(jì)得可以調(diào)節(jié)，對(duì)于笨重的工件應(yīng)考慮采用自鎖安全裝置.2,有足夠的開閉范圍夾持類手部的手指都有張開和閉合裝置.工作時(shí)，一個(gè)手指開閉位置以最大變化量稱為開閉范圍.對(duì)于回轉(zhuǎn)型手部手指開閉范圍,可用開閉角和手指夾緊端長(zhǎng)度表示.手指開閉范圍的要求與許多因素有關(guān),如工件的形狀和尺寸，手指的形狀和尺寸，一般來說，如工作環(huán)境許可，開閉范圍大一些較好，如圖2.1所示.第7頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文圖2.1機(jī)械手開閉示例簡(jiǎn)圖3,力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕,體積小手部處于腕部的最前端，工作時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)多變，其結(jié)構(gòu)，重量和體積直接影響整個(gè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，抓重，定位精度，運(yùn)動(dòng)速度等性能.因此，在設(shè)計(jì)手部時(shí)，必須力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕,體積小.4,手指應(yīng)有一定的強(qiáng)度和剛度5,其它要求因此送料，夾緊機(jī)械手,根據(jù)工件的形狀，采用最常用的外卡式兩指鉗爪，夾緊方式用常閉式彈簧夾緊，松開時(shí)，用單作用式液壓缸.此種結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，制造方便.二，拉緊裝置原理如圖2.2所示:油缸右腔停止進(jìn)油時(shí)，彈簧力夾緊工件，油缸右腔進(jìn)油第8頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文松開工件.圖2.2油缸示意圖1,右腔推力為FP=(n/4)DP=(n/4)X0.5X25X10=4908.7N2,根據(jù)鉗爪夾持的方位，查出當(dāng)量夾緊力計(jì)算公式為：F1=(2b/a)X(cosa')N其中N=4X98N=392N，帶入公式2.2得:F1=(2b/a)X(cosa')N'=(2X150/50)X(cos30)X392=1764N則實(shí)際加緊力為F1實(shí)際=PK1K2/n=1764X1.5X1.1/0.85=3424N(2.3)(2.2)(2.1)經(jīng)圓整F1=3500N3,計(jì)算手部活塞桿行程長(zhǎng)L,即L=(D/2)tgW=25Xtg30(2.4)第9頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文=23.1mm經(jīng)圓整取L=25mm4,確定”V”型鉗爪的L,p.取L/Rcp=3式中：Rcp=P/4=200/4=50(2.5)(2.6)由公式(2.5)(2.6)得:L=3XRcp=150取"V型鉗口的夾角2a=120,則偏轉(zhuǎn)角p按最佳偏轉(zhuǎn)角來確定，查表得：p=2239z5,機(jī)械運(yùn)動(dòng)范圍(速度)(1)伸縮運(yùn)動(dòng)Vmax=500mm/sVmin=50mm/s(2)上升運(yùn)動(dòng)Vmax=500mm/sVmin=40mm/s(3)下降運(yùn)動(dòng)Vmax=800mm/sVmin=80mm/s(4)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)Wmax=90/sWmin=30/s所以取手部驅(qū)動(dòng)活塞速度V=60mm/s6,手部右腔流量Q=sv=60nr=60X3.14X25=117750mm/s=117.75mm/s(2.7)7,手部工作壓強(qiáng)P=F1/S=3500/1962.5=1.78Mpa(2.8)第10頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文2.2腕部設(shè)計(jì)計(jì)算腕部是聯(lián)結(jié)手部和臂部的部件,腕部運(yùn)動(dòng)主要用來改變被夾物體的方位，它動(dòng)作靈活，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小.本課題腕部具有回轉(zhuǎn)這一個(gè)自由度,可采用具有一個(gè)活動(dòng)度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu).要求:回轉(zhuǎn)±90角速度W=45/s以最大負(fù)荷計(jì)算：當(dāng)工件處于水平位置時(shí)，擺動(dòng)缸的工件扭矩最大，采用估算法，工件重10kg,長(zhǎng)度l=650mm.如圖2.3所示.1,計(jì)算扭矩M1〖4〗設(shè)重力集中于離手指中心200mm處,即扭矩M1為：M1=FXS=10X9.8X0.2=19.6(NM)(2.9)F工件SF圖2.3腕部受力簡(jiǎn)圖2,油缸(伸縮)及其配件的估算扭矩M2F=5kgS=10cm帶入公式2.9得M2=FXS=5X9.8X0.1=4.9(NM)3,擺動(dòng)缸的摩擦力矩M摩第11頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文F摩=300(N)(估算值)S=20mm(估算值)M摩=F摩XS=6(NM)4,擺動(dòng)缸的總摩擦力矩M〖4〗M=M1+M2+M摩=30.5(NM)5.由公式T=PXb(①A1-0mm)X10/8其中：b一葉片密度,這里取b=3cm;①A1一擺動(dòng)缸內(nèi)徑，這里?、貯1=10cm;①mm一轉(zhuǎn)軸直徑，這里?、賛m=3cm.所以代入(2.11)公式P=8T/b(①A1-0mm)X1066(2.10)(2.11)=8X30.5/0.03X(0.1-0.03)X106=0.89Mpa又因?yàn)閃=8Q/(①A1-0mm)b所以Q=W(①A1-0mm)b/8=(n/4)(0.1-0.03)X0.03/8=0.27X10-4m/s=27ml/s2.3臂伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)手臂是機(jī)械手的主要執(zhí)行部件.它的作用是支撐腕部和手部，并帶動(dòng)它們?cè)诳臻g運(yùn)動(dòng).臂部運(yùn)動(dòng)的目的，一般是把手部送達(dá)空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的任意點(diǎn)上，從臂部的受力情況看，它在工作中即直接承受著腕部，手部和工件的動(dòng),靜載荷，而第12頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文且自身運(yùn)動(dòng)又較多，故受力較復(fù)雜.機(jī)械手的精度最終集中在反映在手部的位置精度上.所以在選擇合適的導(dǎo)向裝置和定位方式就顯得尤其重要了.手臂的伸縮速度為200m/s行程L=500mm1,手臂右腔流量，公式(2.7)得：4Q=sv=200XnX40=1004800mm/s=0.1/10m/s=1000ml/s2,手臂右腔工作壓力，公式(2.8)得：4P=F/S〖〗【】(2.12)式中:F——取工件重和手臂活動(dòng)部件總重，估算F=10+20=30kg,F摩=1000N.所以代入公式(2.12)得：P=(F+F摩)/S=(30X9.8+1000)/nX40=0.26Mpa3,繪制機(jī)構(gòu)工作參數(shù)表如圖2.4所示：圖2.4機(jī)構(gòu)工作參數(shù)表第13頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文4,由初步計(jì)算選液壓泵所需液壓最高壓力P=1.78Mpa所需液壓最大流量Q=1000ml/s選取CB-D型液壓泵(齒輪泵)此泵工作壓力為10Mpa,轉(zhuǎn)速為1800r/min,工作流量Q在32—70ml/r之間,可以滿足需要.5,驗(yàn)算腕部擺動(dòng)缸：T=PD(①A1-0mm)nmX106/8W=80nv/(①A1-0mm)b式中:Hm—機(jī)械效率?。篐v—容積效率取：所以代入公式(2.13)得:T=0.89X0.03X(0.1-0.03)X0.85X10/8=25.8(NM)T<M=30.5(NM)代入公式(2.14)得：W=(8X27X10)X0.85/(0.1-0.03)X0.03=0.673rad/sW<n/4^0.785rad/s因此,取腕部回轉(zhuǎn)油缸工作壓力P=1Mpa流量Q=35ml/s圓整其他缸的數(shù)值：手部抓取缸工作壓力P=2Mpa流量Q=120ml/s小臂伸縮缸工作壓力P=0.25Mpa流量Q=1000ml/s-66(2.13)(2.14)0.85?0.90.7?0.95第14頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第三章液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)及草圖3.1手部抓取缸圖3.1手部抓取缸液壓原理圖1,手部抓取缸液壓原理圖如圖3.1所示2,泵的供油壓力P取10Mpa，流量Q取系統(tǒng)所需最大流量即Q=1300ml/s.因此,需裝圖3.1中所示的調(diào)速閥，流量定為7.2L/min,X作壓力P=2Mpa,采用：YF-B10B溢流閥2FRM5-20/102調(diào)速閥23E1-10B二位三通換向閥第15頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3.2腕部擺動(dòng)液壓回路圖3.2腕部擺動(dòng)液壓回路〖41,腕部擺動(dòng)缸液壓原理圖如圖 3.2所示2,工作壓力流量采用:2FRM5-20/102調(diào)速閥34E1-10BYF-B10B三位四通換向閥溢流閥P=1MpaQ=35ml/s第16頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3.3小臂伸縮缸液壓回路2圖3.3小臂伸縮缸液壓回路5臂部伸縮缸1,小臂伸縮缸液壓原理圖如圖3.3所示2,工作壓力流量采用：YF-B10B溢流閥P=0.25MpaQ=1000ml/s2FRM5-20/102調(diào)速閥23E1-10B二位三通換向閥第17頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3.4總體系統(tǒng)圖圖3.4總體系統(tǒng)圖〖7〗1,總體系統(tǒng)圖如圖3.4所示2,工作過程小臂伸長(zhǎng)一手部抓緊f腕部回轉(zhuǎn)f小臂回轉(zhuǎn)f小臂收縮f手部放松2,電磁鐵動(dòng)作順序表第18頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文元件動(dòng)作小臂伸長(zhǎng)手部抓緊腕部回轉(zhuǎn)小臂收縮手部放松卸荷1DT2DT3DT4DT5DT ++++土++土+土土圖3.5總體系統(tǒng)圖4,確電機(jī)規(guī)格：液壓泵選取CB-D型液壓泵,額定壓力P=10Mpa,工作流量在32?70ml/r之間.選取80L/min為額定流量的泵，因此:傳動(dòng)功率N=PXQ/q(3.1)式中:n=0.8(經(jīng)驗(yàn)值)所以代入公式(3.1)得：N=10X80X103X106/60X0.8=16.7KN選取電動(dòng)機(jī)JQZ-61-2型電動(dòng)機(jī)，額定功率17KW，轉(zhuǎn)速為2940r/min.第19頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第四章機(jī)身機(jī)座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)身的直接支承和傳動(dòng)手臂的部件.一般實(shí)現(xiàn)臂部的升降,回轉(zhuǎn)或俯仰等運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置或傳動(dòng)件都安裝在機(jī)身上，或者就直接構(gòu)成機(jī)身的軀干與底座相連.因此，臂部的運(yùn)動(dòng)愈多，機(jī)身的結(jié)構(gòu)和受力情況就愈復(fù)雜，機(jī)身既可以是固定式的，也可以是行走式的，如圖4.1所示.圖4.1機(jī)身機(jī)座結(jié)構(gòu)圖臂部和機(jī)身的配置形式基本上反映了機(jī)械手的總體布局.本課題機(jī)械手的機(jī)身設(shè)計(jì)成機(jī)座式，這樣機(jī)械手可以是獨(dú)立的,自成系統(tǒng)的完整裝置,便于隨意安放和搬動(dòng)，也可具有行走機(jī)構(gòu)?臂部配置于機(jī)座立柱中間,臂部可沿機(jī)座立柱作升降運(yùn)動(dòng),獲得較大的升降行程.升降過程由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺柱旋轉(zhuǎn).由螺柱配合導(dǎo)致了手臂的上下運(yùn)動(dòng).4.1電機(jī)的選擇第20頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文機(jī)身部使用了一個(gè)電機(jī)，是帶動(dòng)臂部的升降運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)臂部升降運(yùn)動(dòng)的電機(jī)安裝在肋板上.帶動(dòng)臂部升降的電機(jī)選用異步電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)屬于交流電機(jī)的一種類型，它能把交流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能.其中鼠籠式異步電機(jī)運(yùn)用較廣泛，它的工作原理與變壓器相視，所以變壓器的某些概念和分析方法對(duì)異步電動(dòng)也適用.異步電機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的動(dòng)力設(shè)備.其主要原因是異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)及操作簡(jiǎn)便，價(jià)格便宜，堅(jiān)固耐用,工作可靠等優(yōu)點(diǎn).三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上，分為靜止部分和旋轉(zhuǎn)部分.靜止部分稱為定子，旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子.通過電磁作用,將定子上的電能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子上的電能.定子是電動(dòng)機(jī)的不轉(zhuǎn)動(dòng)部分，它包括鐵心,定子繞組和機(jī)座等.定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的主要部分,為了減少鐵損，鐵心是用厚度為0.5毫米的硅鋼片沖疊而成圓筒狀.鐵心內(nèi)表面有與軸平行的槽孔,槽孔內(nèi)嵌放定子繞組.硅鋼片表面涂有絕緣漆，以減少渦流損耗.鐵心，槽孔尺寸大小由電動(dòng)機(jī)容量大小決定.異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座通常為鑄鐵的，定子鐵芯就固定在座體內(nèi)，而座腳是用來固定電機(jī)的.機(jī)座兩端為端蓋和軸承蓋，用來支承轉(zhuǎn)子.轉(zhuǎn)子是異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，它由轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子繞組,風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等組成.轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊壓而成,鐵心槽中有轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體.轉(zhuǎn)子繞組與端環(huán)及轉(zhuǎn)子風(fēng)扇及轉(zhuǎn)子風(fēng)扇用鋁鑄成一體，成鼠籠形，故得名鼠籠式異步電動(dòng)機(jī).當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)三相定子繞組中通以三相正弦交流電時(shí),便在磁路空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng).旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出電流，此電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，又產(chǎn)生電磁力，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來.在三相異步電動(dòng)機(jī)的每相定子繞組中流過正弦交流電流時(shí),每相定子繞組都產(chǎn)生脈動(dòng)磁場(chǎng).由于三個(gè)繞組在鐵心中擺放的空間位置互差1200電角度空間相位,而繞組中又分別流過三相交流電流，各相電流在時(shí)間相位上又互差1200,使它們同時(shí)產(chǎn)生的三個(gè)脈沖磁場(chǎng)在空間所合成的總磁場(chǎng)成為一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) .〖帶動(dòng)臂部升降的電機(jī)：10〗初選上升速度V=100mm/s第21頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文P=6KW所以n=(100/6)X60=1000轉(zhuǎn)/分選擇Y90S-4型電機(jī),屬于籠型異步電動(dòng)機(jī).采用B級(jí)絕緣，外殼防護(hù)等級(jí)為IP44,冷卻方式為I(014)即全封閉自扇冷卻，額定電壓為380V,額定功率為50HZ,如圖4.1Y90S-4電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)所示：型號(hào)額定功率KW電流A滿載時(shí)轉(zhuǎn)速r/min效率％功率因素堵轉(zhuǎn)電堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)最大轉(zhuǎn)流矩矩額定電額定轉(zhuǎn)額定轉(zhuǎn)流矩2.2矩2.2Y90S-41.12.71400790.786.5圖4.1Y90S-4電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)4.24.2螺柱的設(shè)計(jì)與校核螺桿是機(jī)械手的主支承件，并傳動(dòng)使手臂上下運(yùn)動(dòng).螺桿的材料選擇：〖6〗從經(jīng)濟(jì)角度來講并能滿足要求的材料為鑄鐵.螺距P=6mm梯形螺紋h=0.5P=3mm螺紋牙底寬度螺桿強(qiáng)度b=0.65P=0.65X6=3.9mm[a]=as/3?5=150/3?5=30?50Mpa(4.3)(4.4)(4.2)螺紋的工作高度第22頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文螺紋牙剪切[T]=40彎曲[ab]=45?551,當(dāng)量應(yīng)力〖6〗4FTa=2+30.2d3W[a]nd1122(4.5)式中T——傳遞轉(zhuǎn)矩Nmm[a]——螺桿材料的許用應(yīng)力 所以代入公式(4.5)得：a=(4X200X9.8/nd1)+3(200X9.8X0.6/0.2d1)=(2495/d1)+3(61.2/d1)W30?50X106=(2495/d1)+3(61.2/d1)W900?2500X10=6225025/d14+11236/d16W900?2500X106225025d12+11236W900d16X10126225025X0.0292+11236W900X0.0296X1012即16471pa<535340pa合格2,剪切強(qiáng)度〖6〗Z=H/P=160/6T=F/nd1bz(旋合圈數(shù))(4.6)(4.7)1212=200X9.8/nX0.029X3.9X(160/6)X10-3=206.8X103pa=0.206Mpa<[T]=40Mpa3,彎曲強(qiáng)度〖6〗ab=3Fh/nd1b2z=3X200X9.8X3/nX2.9X3.92X(160/6)=0.48Mpa<[a]=45Mpa合格第23頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第五章機(jī)械手的定位與平穩(wěn)性5.1常用的定位方式機(jī)械擋塊定位是在行程終點(diǎn)設(shè)置機(jī)械擋塊.當(dāng)機(jī)械手經(jīng)減速運(yùn)行到終點(diǎn)時(shí)，緊靠擋塊而定位.若定位前已減速，定位時(shí)驅(qū)動(dòng)壓力未撤除，在這種情況下,機(jī)械擋塊定位能達(dá)到較高的重復(fù)精度.一般可高于±0.5mm，若定位時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)油路而去掉工作壓力，這時(shí)機(jī)械手可能被擋塊碰回一個(gè)微小距離,因而定位精度變低.5.2影響平穩(wěn)性和定位精度的因素機(jī)械手能否準(zhǔn)確地工作,實(shí)際上是一個(gè)三維空間的定位問題，是若干線量和角量定位的組合.在許多較簡(jiǎn)單情況下，單個(gè)量值可能是主要的.影響單個(gè)線量或角量定位誤差的因素如下:(1,)定位方式不同的定位方式影響因素不同.如機(jī)械擋塊定位時(shí)，定位精度與擋塊的剛度和碰接擋塊時(shí)的速度等因素有關(guān).(2,)定位速度定位速度對(duì)定位精度影響很大.這是因?yàn)槎ㄎ凰俣炔煌瑫r(shí)，必須耗散的運(yùn)動(dòng)部件的能量不同.通常，為減小定位誤差應(yīng)合理控制定位速度，如提高緩沖裝置的緩沖性能和緩沖效率，控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使運(yùn)動(dòng)部件適時(shí)減速.(3,)精度機(jī)械手的制造精度和安裝調(diào)速精度對(duì)定位精度有直接影響.(4,)剛度機(jī)械手本身的結(jié)構(gòu)剛度和接觸剛度低時(shí)，因易產(chǎn)生振動(dòng),定位精度一般較低.(5，)運(yùn)動(dòng)件的重量第24頁(yè)共29頁(yè)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文運(yùn)動(dòng)件的重量包括機(jī)械手本身的重量和被抓物的重量.運(yùn)動(dòng)件重量的變化對(duì)定位精度影響較大.通常，運(yùn)動(dòng)件重量增加時(shí),定位精度降低.因此，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要減小運(yùn)動(dòng)部件本身的重量，而且要考慮工作時(shí)抓重變化的影響.(6,)驅(qū)動(dòng)源液壓，氣壓的壓力波動(dòng)及電壓,油溫,氣溫的波動(dòng)都會(huì)影響機(jī)械手的重復(fù)定位精度.因此，采用必要的穩(wěn)壓及調(diào)節(jié)油溫措施.如用蓄能器穩(wěn)定油壓，用加熱器或冷卻器控制油溫,低速時(shí)，用溫度,壓力補(bǔ)償流量控制閥控制.(7,)控制系統(tǒng)開關(guān)控制,電液比例控制和伺服控制的位置控制精度是個(gè)不相同的.這不僅是因?yàn)楦鞣N控制元件的精度和靈敏度不同，而且也與位置反饋裝置的有無有關(guān).本課題所采用的定位精度為機(jī)械擋塊定位5.3機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的緩沖裝置緩沖裝置分為內(nèi)緩沖和外緩沖兩種形式.內(nèi)緩沖形式有油缸端部緩沖裝置和緩沖回路等.外緩沖形式有彈性機(jī)械元件和液壓緩沖器.內(nèi)緩沖的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)