目錄目錄.........................................................1文摘.........................................................3Abstract.....................................................3第一章 緒論1.1機械手概.............................................41.2機械手的組成和分.....................................41.2.1機械手的組成.1.2.2機械手的分類1.3國內(nèi)外發(fā)展狀................................................71.4課題的提出及主要任……………81.4.1課題的提出1.4.2課題的主要任務(wù)第二章機械手的設(shè)計方案2.1機械手的座標型式與自由…….102.2機械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)…….12.3機械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)……..122.4機械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)…….122.5機械手的驅(qū)動方案設(shè)………….122.6機械手的控制方案設(shè)…………..122.7機械手的主要參……………..122.8機械手的技術(shù)參數(shù)列…………12第三章手部結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1夾持式手部結(jié)………………….143.1.1手指的形狀和分類3.1.2設(shè)計時考慮的幾個問題3.1.3手部夾緊氣缸的設(shè)計第四章手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1手腕的自由…………………….184.2手腕的驅(qū)動力矩的計…………..194.2.1手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩4.2.2回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩計算4.2.3回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩計校核第五章手臂伸縮，升降，回轉(zhuǎn)氣缸的設(shè)計與校核5.1手臂伸縮部尺寸設(shè)計與?！?.245.1.1尺寸設(shè)計5.1.2尺寸校核5.1.3導(dǎo)向裝置5.1.4平衡裝置5.2手臂升降部分尺寸設(shè)計與?！?65.2.1尺寸設(shè)計5.2.2尺寸校核5.3手臂回轉(zhuǎn)部分尺寸設(shè)計與校核…………………275.3.1尺寸設(shè)計5.3.2尺寸校核第六章氣動系統(tǒng)設(shè)計6.1氣壓傳動系統(tǒng)工作原理………296.2氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪………30第七章機械手的PLC控制設(shè)計7.1可編程序控制器的選擇及工作過…………….317.1.1可編程序控制器的選擇7.1.2可編程序控制器的工作過程7.2可編程序控制器的使用步…….317.3機械手可編程序控制器控制方………………..32第八章結(jié)論………………...36致謝………….37參考文獻四自由度多用途氣動機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及控制實現(xiàn)機械設(shè)計制造及其自動化 2002121130 謝剛指導(dǎo)教師： 俞國燕中文摘要：本文簡要介紹了工業(yè)機器人的概念機械手的組成和分類機械手的自由度和標形式，氣動技術(shù)的特點PLC控制的特點及國內(nèi)外的發(fā)展狀況。本文對機械手進行總體方案設(shè)計確定了機械手的坐標形式和自由度確定了機械手的技術(shù)參數(shù)同時設(shè)計了機械手的夾持式手部結(jié)構(gòu)設(shè)計了機械手的手腕結(jié)構(gòu)計算出了手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩和回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩。設(shè)計了機械手的手臂結(jié)構(gòu)。設(shè)計出了機械手的氣動系統(tǒng)繪制了機械手氣壓系統(tǒng)工作原理圖對氣壓系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪制進行了研究，大大提高了繪圖效率和圖紙質(zhì)量。利用可編程序控制器對機械手進行控制，選取了合適PLC型號，根據(jù)機械手的工作流程制定了可程序控制器的控制方案畫出了機械手的工作時序圖并繪制了可編程序控制器的控制程序。關(guān)鍵詞工業(yè)機器人，機械手，氣動，可編程序控制器PLC）ASAT：tfrst,thepprntroducsthecocptonofthendustrlrobotndthee. drynformtonofthedvopmntbrfy.htsmor,thepprccoutsfrthebckgroundndtheprmrymssonofthetopc.Thepprntroducsthefucton,composngndcssfctonofthemnputor,tsoutthefr-dgrendthefrmfcoordnte.tthesmetm,thepprgvsoutthermryspcfctonprmtrofthsmnpulto,Thepprdsgnsthestrcturefthehndndthequpmntoftherveofthemnputor,Thspprdsgnsthesructreof thewrst,computsthenddmomntofthedrvewhntherstwhsndthemomntofthedrveofthepump.Thepprdsgnsthestrctureftherm.Thepprdsgnsthesstmfrprsurervenddrsthewrkprncpechrt,themnputorussPC tocontrol.ThepprnsttutstwocotrolschmsofPCccrdngtothewrkfowfthemnputor.Thepprdrwsouttheworktmesqucechrtndthetrpachrt.htsmore,thepprworkottheconrolprogrmfthePC,EYS: ndusrlrobot,mnpultor,pump,rprsurerve,PC第一章 緒論11工業(yè)機械手概述工業(yè)機器人由操作(機械本體)控制器伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成是一種仿人操作，自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(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)，是當代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機器人應(yīng)用情，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(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器的進化過程產(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，也是先進制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè).機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機械手被稱“工業(yè)機械手生產(chǎn)中應(yīng)用機械手可提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn):可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生;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，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。因此，在機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引.機械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強，僅為某臺機床的上下料裝置，是附屬于該機床的專用機械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復(fù)操作適用范圍比較廣“程序控制通用機械手，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強，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機械手的組成和分類1.2.1機械手的組成機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動系統(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2-1所示。機械手組成方框:Panechartofcompositionofmanipulator(一)執(zhí)行機構(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，可分為夾持式和吸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(或手爪)和傳力機構(gòu)所構(gòu)成手指是與物件直接接觸的構(gòu)件常用的手指運動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型回轉(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(是外廓或是內(nèi))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:手指有外夾式和內(nèi)撐;指數(shù)有雙指式多指式和雙手指式等而傳力機構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)。傳力機構(gòu)型式較時常用的有: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(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手指去抓取物件，并按預(yù)定要求將其搬運到指定的位.工業(yè)機械手的手臂通常由驅(qū)動手臂運動的部(如油缸氣缸齒輪齒條機構(gòu)連桿機構(gòu)螺旋機構(gòu)和凸輪機構(gòu))與驅(qū)動(如液壓氣壓或電機等)相配合，以實現(xiàn)手臂的種運動。4、立柱立柱是支承手臂的部件立柱也可以是手臂的一部分手臂的回轉(zhuǎn)運動和升(或俯仰)運動均與立柱有密切的聯(lián)系。機械手的I因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。5、行走機構(gòu)當工業(yè)機械手需要完成較遠距離的操作，或擴大使用范圍時，可在機座上安滾輪式行走機構(gòu)可分裝滾輪軌道等行走機構(gòu)以實現(xiàn)工業(yè)機械手的整機運動滾輪式布為有軌的和無軌的兩種。驅(qū)動滾輪運動則應(yīng)另外增設(shè)機械傳動裝。6、機座機座是機械手的基礎(chǔ)部分，機械手執(zhí)行機構(gòu)的各部件和驅(qū)動系統(tǒng)均安裝于機座上，故起支撐和連接的作。(二)驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動工業(yè)機械手執(zhí)行機構(gòu)運動的動力裝置調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成常用的驅(qū)動系統(tǒng)有液壓傳動、氣壓傳動、機械傳動。控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機械手的指令信(如動作順序運動軌跡運動速度及時)同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)報警信號。(二)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定(或機械擋塊定)系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種它支配著機械手按規(guī)定的程序運動并記憶人們給予機械手的指令信息(如動作順序運動軌跡運動速度及時)同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信。(四)位置檢測裝置控制機械手執(zhí)行機構(gòu)的運動位置，并隨時將執(zhí)行機構(gòu)的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)的位置進行比較然后通過控制系統(tǒng)進行調(diào)整從而使執(zhí)行機構(gòu)以一定的精度達到設(shè)定位.1.2.2機械手的分類工業(yè)機械手的種類很多關(guān)于分類的問題目前在國內(nèi)尚無統(tǒng)一的分類標準在此暫按使用范圍、驅(qū)動方式和控制系統(tǒng)等進行分類。(一)按用途分機械手可分為專用機械手和通用機械手兩:1、專用機械手它是附屬于主機的具有固定程序而無獨立控制系統(tǒng)的機械裝置專用機械手具有動作少工作對象單一結(jié)構(gòu)簡單使用可靠和造價低等特點適用于大批量的自動化生產(chǎn)的自動換刀機械手，如自動機床、自動線的上、下料機械手和‘口工中心”2、通用機械手它是一種具有獨立控制系統(tǒng)的程序可變的動作靈活多樣的機械手格性能范圍內(nèi)其動作程序是可變的通過調(diào)整可在不同場合使用驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨立的。通用機械手的工作范圍大定位精度高通用性強適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化的生產(chǎn)。通用機械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩:簡易型以“開一關(guān)”式控制定位，只能是點位控:可以是點位的，也可以實現(xiàn)連續(xù)軌控制，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，一般的伺服型通用機械手屬于數(shù)控類型。(二)按驅(qū)動方式分1、液壓傳動機械手是以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其主要特點:抓重可達幾百公斤以上傳動平穩(wěn)結(jié)構(gòu)緊湊動作靈敏但對密封裝置要求嚴格不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響且不宜在高溫低溫下工作若機械手采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴格，成本高。2、氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其主要特點:介質(zhì)李源極為方便輸出力小氣動動作迅速結(jié)構(gòu)簡單成本低但是由于空氣具有可壓縮的特性工作速度的穩(wěn)定性較差沖擊大而且氣源壓力較低抓重一般30公斤以下在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結(jié)構(gòu)大所以適用于高速輕載高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。3、機械傳動機械手即由機械傳動機(如凸輪連桿齒輪和齒條間歇機構(gòu))驅(qū)動的機械手它是一種附屬于工作主機的專用機械手其動力是由工作機械傳遞的它的主要特點是運動準確可靠，用于工作主機的上、下料。動作頻率大，但結(jié)構(gòu)較大，動作程序不可變。4、電力傳動機械手即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動機、直線電機或功率步進電機直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動械手，因為不需要中間的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，故機械結(jié)構(gòu)簡單。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。此類機械手目前還不多，但有發(fā)展前途。(三)按控制方式分1、點位控制它的運動為空間點到點之間的移動只能控制運動過程中幾個點的位置不能控制其運動軌跡若欲控制的點數(shù)多則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性目前使用的專用和通用工業(yè)機械手均屬于此類。2、連續(xù)軌跡控制它的運動軌跡為空間的任意連續(xù)曲線其特點是設(shè)定點為無限的整個移動過程處于控制之下可以實現(xiàn)平穩(wěn)和準確的運動并且使用范圍廣但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜類工業(yè)機械手一般采用小型計算機進行控制。1.3國內(nèi)外發(fā)展狀況國外機器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨:(1)工業(yè)機器人性能不斷提(高速度高精度高可靠性便于操作和維)而單機價格不斷下降，平均單機價格91年的10.3萬美元降至97年的65萬美元。(2)機械結(jié)構(gòu)向模塊化可重構(gòu)化發(fā)展例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機減速機檢測系統(tǒng)三位一體:由關(guān)節(jié)模塊連桿模塊用重組方式構(gòu)造機器人整;國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。(3)工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高控制柜日見小巧且采用模塊化結(jié):大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。(4)機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配焊接機器人還應(yīng)用了視覺力覺等傳感器而遙控機器人則采用視覺聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進行環(huán)境建模及決策控;多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。(5)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真預(yù)演發(fā)展到用于過程控制如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。(6)當代遙控器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)而是致力于操作者與機器人的人機交互控制即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)使智能機器人走出實驗室進入實用化階段美國發(fā)射到火星上“索杰納機器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實例。(7)機器人化機械開始興起94年美國開發(fā)“虛擬軸機床以來這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一紛紛探索開拓其實際應(yīng)用的領(lǐng)域我國的工業(yè)機器人從80年“七五科技攻關(guān)開始起步在國家的支持下通過“七五“八五科技攻關(guān)目前己基本掌握了機器人操作機的設(shè)計制造技術(shù)控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)運動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)生產(chǎn)了部分機器人關(guān)鍵元器件開發(fā)出噴漆弧焊點焊裝配搬運等機器人;其中有130多臺套噴漆機器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)(站)上獲得規(guī)模應(yīng)用弧焊機器人己應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上但總的來看我國的工業(yè)機器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離如:可靠性低于國外產(chǎn):機器人應(yīng)用工程起步較晚應(yīng)用領(lǐng)域窄生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差;在應(yīng)用規(guī)模上，我國己安裝的國產(chǎn)工業(yè)機器人200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四以上原因主要是有形成機器人產(chǎn)業(yè)當前我國的機器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求“一客戶一次重新設(shè)計品種規(guī)格多批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃搞好系列化通用化模塊化設(shè)計積極推進產(chǎn)業(yè)化進.我國的智能機器人和特種機器人863”計劃的支持下，也取得了不少成果。其中最為突出的是水下機器人6000m水下無纜機器人的成果居世界領(lǐng)先水平還開發(fā)出直接遙控機器人雙臂協(xié)調(diào)控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機:在機器人視、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機器人智能裝配機器人機器人化機械等的開發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步與國外先進水平差距較大需要在原有成績的基礎(chǔ)上有重點地系統(tǒng)攻關(guān)才能形成系統(tǒng)配套可供實用的技術(shù)和產(chǎn)品以期“十五后期立于世界先進行列之中。1.4課題的提出及主要任務(wù)1.4.1課題的提出進入21世紀，隨著我國人口老齡化的提前到來，近來在東南沿海還出現(xiàn)在大量的缺工現(xiàn)象迫切要求我們提高勞動生產(chǎn)率降低工人勞動強度提高我國工業(yè)自動化水平勢在必行本設(shè)計的目的就是設(shè)計一個氣動搬運機械手應(yīng)用于工業(yè)自動化生產(chǎn)線把工業(yè)產(chǎn)品從一條生產(chǎn)線搬運到另外一條生產(chǎn)線實現(xiàn)自動化生產(chǎn)減輕產(chǎn)業(yè)工人大量的重復(fù)性勞動，同時又可以提高勞動生產(chǎn)率。。現(xiàn)在的機械手大多采用液壓傳動，液壓傳動存在以下幾個缺:(1)液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損(摩擦損失、泄露損失):液壓傳動易泄漏，不僅污染工作場地，限制其應(yīng)用范圍，可能引起失火事故，而且影響執(zhí)行部分的運動平穩(wěn)性及正確性。(2)工作時受溫度變化影響較大。油溫變化時，液體度變化，引起運動特性變化。(3)因液壓脈動和液體中混入空氣，易產(chǎn)生噪聲。(4)為了減少泄漏液壓元件的制造工藝水平要求較高故價格較;且使用維護需要較高技術(shù)水平。鑒于以上這些缺陷，本機械手擬采用氣壓傳動，氣動技術(shù)有以下優(yōu):(1)介質(zhì)提取和處理方便。氣壓傳動工作壓力較低，工作介質(zhì)提取容易，而后排入大氣，處理方便一般不需設(shè)置回收管道和容:介質(zhì)清潔管道不易堵存在介質(zhì)變質(zhì)及補充的問題.（2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過程中，阻力損失較(一般不卜澆塞僅為油路的千分之)，空氣便于集中應(yīng)和遠距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣，造成壓力明顯降低和嚴重污染。(3)動作迅速，反應(yīng)靈敏。氣動系統(tǒng)一般只需0.02s-0.3s即可建立起所需的壓力和速度。氣動系統(tǒng)也能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。(4)能源可儲存。壓縮空氣可存貯在儲氣罐中，因此，發(fā)生突然斷電等情況時，機器及其工藝流程不致突然中斷。(5)工作環(huán)境適應(yīng)性好。在易燃、易爆、多塵埃、強磁、強輻射、振動等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動與控制系統(tǒng)比機械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。(6)成本低廉。由于氣動系統(tǒng)工作壓力低，因此降低了氣動元、輔件的材質(zhì)和加工精度要求制造容易成本較低傳統(tǒng)觀點認:由于氣體具有可壓縮性因此在氣動伺服系統(tǒng)中要實現(xiàn)高精度定位比較困(尤其在高速情況下，似乎更難想)。此外氣源工作壓力較低抓舉力較小雖然氣動技術(shù)作為機器人中的驅(qū)動功能已有部分被工業(yè)界所接受，而且對于不太復(fù)雜的機械手，用氣動元件組成的控制系統(tǒng)己被接受，但由于氣動機器人這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進展過去介紹得不夠，因此在工業(yè)自動化領(lǐng)域里，對氣動機械手、氣動機器人的實用性和前景存在不少疑慮。1.4.2課題的主要任務(wù)本課題將要完成的主要任務(wù)如:(1)機械手為通用機械手，因此相對于專用機械手來說，它的適用面相對較.(2)選取機械手的座標型式和自由度(3)設(shè)計出機械手的各執(zhí)行機構(gòu)包:手部手腕手臂等部件的設(shè)計為了使通用性更強，手部設(shè)計成可更換結(jié)構(gòu)，不僅可以應(yīng)用于夾持式手指來抓取棒料工件，在工業(yè)需要的時候還可以用氣流負壓式吸盤來吸取板料工件。(4)氣壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計本課題將設(shè)計出機械手的氣壓傳動系統(tǒng)，包括氣動元器件的選取，氣動回路的設(shè)計，并繪出氣動原理圖。(5)對氣壓傳動系統(tǒng)原理圖的參數(shù)化繪制進行研究，提繪圖效率，改善繪圖質(zhì)量。(6)機械手的控制系統(tǒng)的設(shè)計本機械手擬采用可編程序控制(PLC)對機械手進行控制，本課題將要選PLC型號，根據(jù)機械手的工作流程編制PLC程序，并畫出梯形圖。第二章 械手的計方案對氣動機械手的基本要求是能快速、準確地-放和搬運物件，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定位等特性。設(shè)計氣動機械手的原則:充分分析作業(yè)對(工件)的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條;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時的受力特性尺寸和質(zhì)量參數(shù)等從而進一步確定對機械手結(jié)構(gòu)及運行控制的要;盡量選用定型的標準組件簡化設(shè)計制造過程兼顧通用性和專用性，并能實現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控.本次設(shè)計的機械手是通用氣動上下料機械手，是一種適合于成批或中小批生產(chǎn)的可以改變動作程序的自動搬運或操作設(shè)備動強度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場合。它可用于操作環(huán)境惡劣，勞2.1機械手的座標型式與自由度按機械手手臂的不同運動形式及其組合情況其座標型式可分為直角座標式圓柱座標式、球座標和關(guān)節(jié)式。由于本機械手在上下料時手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運動，因此，采用圓柱座標型式相應(yīng)的機械手具有三個自由度為了彌補升降運動行程較小的缺點增加手臂擺動機構(gòu)，從而增加一個手臂上下擺動的自由度圖2-1機械手的運動示意圖Fia.2-1SketchMapoftheMotionofManipulator2.2機械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計為了使機械手的通用性更強，把機械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計成可更換結(jié)構(gòu)，當工件是棒料時，使用夾持式手;當工件是板料時，使用氣流負壓式吸盤。2.3機械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計考慮到機械手的通用性，同時由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運動才可滿足工作的要求因此手腕設(shè)計成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。2.4機械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計按照抓取工件的要求本機械手的手臂有三個自由度即手臂的伸縮左回轉(zhuǎn)降(或俯仰)運動手臂的回轉(zhuǎn)和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的立柱的橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運動由氣缸來實現(xiàn)。2.5機械手的驅(qū)動方案設(shè)計由于氣壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因本機械手采用氣壓傳動方式。2.6機械手的控制方案設(shè)計考慮到機械手的通用性同時使用點位控制因此我們采用可編程序控制(PLC)對機械手進行控制。當機械手的動作流程改變時，只需改PLC程序即可實現(xiàn)，非常方便快捷。2.7機械手的主要參數(shù)1.機械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)由于是采用氣動方式驅(qū)動因此考慮抓取的物體不應(yīng)該太重查閱相關(guān)機械手的設(shè)計參數(shù)結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實際情況本設(shè)計設(shè)計抓取的工件質(zhì)量5公斤2.基本參數(shù)運動速度是機械手主要的基本參數(shù)操作節(jié)拍對機械手速度提出了要求設(shè)計速度過低限制了它的使用范圍。而影響機械手動作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。該機械手最大移動速度設(shè)計為m/s。最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計為90/s。平均移動速度為m/s。平均回轉(zhuǎn)速度為60/s。機械手動作時有啟動、停止過程的加、減速度存在，用速度一行程曲線來說明速度特性較為全面，因為平均速度與行程有關(guān)，故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。除了運動速度以，手臂設(shè)計的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。大部分機械手設(shè)計成相當于人工坐著或站著且略有走動操作的空間。過大的伸縮行程和工作半徑，必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。在這種情況下宜采用自動傳送裝置為好。根據(jù)統(tǒng)計和比較，該機械手手臂的伸縮行程定600mm,最大工作半徑約為m。手臂升降行程定為m。定位精度也是基本參數(shù)之一。該機械手的定位精度為m。2.8機械手的技術(shù)參數(shù)列表一、用途:用于自動輸送線的上下料。二、設(shè)計技術(shù)參:1、抓重5kg2、自由度數(shù)4個自由度3、座標型式圓柱座標4、最大工作半徑5、手臂最大中心高6、手臂運動參數(shù)伸縮行程伸縮速度m/s升降行程升降速度m/s回轉(zhuǎn)范圍0180回轉(zhuǎn)速度90/s7、手腕運動參數(shù)回轉(zhuǎn)范圍

0180回轉(zhuǎn)速度90/s8、手指夾持范圍棒料:8m159、定位方式行程開關(guān)或可調(diào)機械擋塊等10、定位精度11、驅(qū)動方式氣壓傳動12、控制方式點位程序控(采用PLC)圖2-6 ‘機械手的工作范圍Fig.2-6Work第三章 部結(jié)構(gòu)計為了使機械手的通用性更強把機械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計成可更換結(jié)構(gòu)當工件是棒料時，使用夾持式手:如果有實際需要，還可以換成氣壓吸盤式結(jié)構(gòu)，3.1夾持式手部結(jié)構(gòu)夾持式手部結(jié)構(gòu)由手(或手爪)和傳力機構(gòu)所組成其傳力結(jié)構(gòu)形式比較多如滑槽杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等。3.1.1手指的形狀和分類夾持式是最常見的一種，其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指:按手指夾持工件的部位又可分為內(nèi)卡(或內(nèi)漲式)和外夾式兩:按模仿人手手指的動作，手指可分為一支點回轉(zhuǎn)型，二支點回轉(zhuǎn)型和移動(或稱直進)，其中以二支點回轉(zhuǎn)型為基本型式。當二支點回轉(zhuǎn)型手指的兩個回轉(zhuǎn)支點的距離縮小到無窮小時就變成了一支點回轉(zhuǎn)型手;同理當二支點回轉(zhuǎn)型手指的手指長度變成無窮長時就成為移動型回轉(zhuǎn)型手指開閉角較小結(jié)構(gòu)簡單制造容易應(yīng)用廣泛移動型應(yīng)用較少其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜龐大當移動型手指夾持直徑變化的零件時不影響其軸心的位置，能適應(yīng)不同直徑的工件。3.1.2設(shè)計時考慮的幾問題(一)具有足夠的握(即夾緊力)在確定手指的握力時除考慮工件重量外還應(yīng)考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落。(二)手指間應(yīng)具有一定的開閉角兩手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角手指的開閉角應(yīng)保證工件能順利進入或脫開若夾持不同直徑的工件應(yīng)按最大直徑的工件考慮對于移動型手指只有開閉幅度的要求。(三)保證工件準確定位為使手指和被夾持工件保持準確的相對位置必須根據(jù)被抓取工件的形狀選擇相應(yīng)的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶V”形面的手指，便自動定心。(四)具有足夠的強度和剛度手指除受到被夾持工件的反作用力外還受到機械手在運動過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動的影響要求有足夠的強度和剛度以防折斷或彎曲變形當應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上，以使手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。(五)考慮被抓取對象的要求根據(jù)機械手的工作需要，通過比較，我們采用的機械手的手部結(jié)構(gòu)是一支點兩指回轉(zhuǎn)型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設(shè)計V型，其結(jié)構(gòu)如附圖所示。3.1.3手部夾緊氣缸的設(shè)計1、手部驅(qū)動力計算本課題氣動機械手的手部結(jié)構(gòu)如3-2所示，圖3-2齒輪齒條式手部Fig.3-2GearWheelHand其工件重G=5公斤，V形手指的角度12，bmRm,摩擦系數(shù)為f(1)根據(jù)手部結(jié)構(gòu)的傳動示意圖，其驅(qū)動力:

10pbNR(2)根據(jù)手指夾持工件的方位，可得握力計算公:Ntg)55tg60542')2(N)所以pbNR

24(N)(3)實際驅(qū)動:p pK1K2實際 I,因為傳力機構(gòu)為齒輪齒條傳動，故取94，并取K15。若被抓取工件的最大加a速度取a3g時，則:K21 4g所以p

24554156(N)94所以夾持工件時所需夾緊氣缸的驅(qū)動力為N。2、氣缸的直徑本氣缸屬于單向作用氣缸根據(jù)力平衡原理單向作用氣缸活塞桿上的輸出推力必須克服彈簧的反作用力和活塞桿工作時的總阻力，其公式:D2P1

tz4式中:

1-活塞桿上的推力NFt-彈簧反作用力NFz-氣缸工作時的總阻，NP-氣缸工作壓力Pa彈簧反作用按下式計:tGf1s)G4G1G4f 3Gf=

1n1Gd4118D3n1式中:Gf- 彈簧剛度N/m1-彈簧預(yù)壓縮量ms-活塞行程md1-彈簧鋼絲直徑m1-彈簧平均直徑.n-彈簧有效圈.G-彈簧材料剪切模量，一般取G409Pa在設(shè)計中，必須考慮負載率的影響，則:D21

t4由以上分析得單向作用氣缸的直:D (1Ft)代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得Gd4 9

341 7410

510)Gf

18D3n1

830103)3

15374(N/)tGf1s)367466010322(N)所以:D

(1Ft)pn

4(00.6)0.506()查有關(guān)手冊圓整，得D由d/D23,可得活塞桿直:d2)D3圓整后，取活塞桿直徑dm校核，按公式1

//4d2)]有:d(4F1/)0.5其中，[]Pa，10N則:d(40/0)058滿足實際設(shè)計要求。3,缸筒壁厚的設(shè)計缸筒直接承受壓縮空氣壓力必須有一定厚度一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計:Pp/]式中:6-缸筒壁厚mmD-氣缸內(nèi)徑mmp-實驗壓力，取p

1.5P,Pa材料為:ZL3,[]=3MPa代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚:Pp/]656105/(23106)()取m，則缸筒外為:15520(m)第四章 腕結(jié)構(gòu)計考慮到機械手的通用性同時由于被抓取工件是水平放置因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運動才可滿足工作的要求因此手腕設(shè)計成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。4.1手腕的自由度手腕是連接手部和手臂的部件它的作用是調(diào)整或改變工件的方位因而它具有獨立的自由度以使機械手適應(yīng)復(fù)雜的動作要求手腕自由度的選用與機械手的通用性加工工藝要求工件放置方位和定位精度等許多因素有關(guān)由于本機械手抓取的工件是水平放置，同時考慮到通用性，此給手腕設(shè)一x軸轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)運動才可滿足工作的要求目前實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)應(yīng)用最多的為回轉(zhuǎn)(氣)缸因此我們選用回轉(zhuǎn)氣缸它的結(jié)構(gòu)緊湊，但回轉(zhuǎn)角度小于36，并且要求嚴格的密封。4.2手腕的驅(qū)動力矩的計算4.2.1手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩手腕的回轉(zhuǎn)上下和左右擺動均為回轉(zhuǎn)運動驅(qū)動手腕回轉(zhuǎn)時的驅(qū)動力矩必須克服手腕起動時所產(chǎn)生的慣性力矩手腕的轉(zhuǎn)動軸與支承孔處的摩擦阻力矩動片與缸徑定片端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩以及由于轉(zhuǎn)動件的中心與轉(zhuǎn)動軸線不重合產(chǎn)生的偏重力.圖4-1所示為手腕受力的示意圖。1.工件2.手部3.手腕圖4-1手碗回轉(zhuǎn)時受力狀態(tài)Fig.4-1BearForceConditionofWristWhenRotating手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩可按下式計:M驅(qū)M慣M偏M摩M封式中:

M驅(qū)- 驅(qū)動手腕轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力(Nm);M慣- 慣性力矩(Nm);M偏- 參與轉(zhuǎn)動的零部件的重(包括工件手部手腕回轉(zhuǎn)缸的動)對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力(Nm).,; M封- 手腕回轉(zhuǎn)缸的動片與定片、缸徑、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩(Nm);下面以圖4-1所示的手腕受力情況，分析各阻力矩的計:1、手腕加速運動時所產(chǎn)生的慣性力M悅?cè)羰滞笃饎舆^程按等加速運動手腕轉(zhuǎn)動時的角速度為起動過程所用的時間為t，則:慣 ）M J慣 ）t

(N)式中:J-參與手腕轉(zhuǎn)動的部件對轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量(Ncs2);2J1-工件對手腕轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量(Ncs2

)`。若工件中心與轉(zhuǎn)動線不重合，其轉(zhuǎn)動慣量J1為:JJ

1e21 c g 12式中:2

Jc-工件對過重心軸線的轉(zhuǎn)動慣量(Ncs):1-工件的重(N);1-工件的重心到轉(zhuǎn)動軸線的偏心(cm),-手腕轉(zhuǎn)動時的角速(弧度/s);t-起動過程所需的時(s);—起動過程所轉(zhuǎn)過的角(弧度)。2、手腕轉(zhuǎn)動件和工件的偏重對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力M偏M偏11

+G3e3

(Nm)式中:

G3-手腕轉(zhuǎn)動件的重(N);e3-手腕轉(zhuǎn)動件的重心到轉(zhuǎn)動軸線的偏心(cm)當工件的重心與手腕轉(zhuǎn)動軸線重合時，則110.3、手腕轉(zhuǎn)動軸在軸頸處的摩擦阻力矩M封fM封

(RAd22

RB

d1)(Nm)式中:d1

，d2-轉(zhuǎn)動軸的軸頸直(cm);f-摩擦系數(shù)，對于滾動軸承f

01，對于滑動軸承f

1;RA,RB-處的支承反力(N)，可按手腕轉(zhuǎn)動軸的受力分析求解，根據(jù)MA

0,得:RBlG3l3G2l21lRB

11G2l2G3l3l同理，根據(jù)MB(F)0,得:R1l1)G2ll2)G3ll3)A l式中:G2-的重量(N)l,1,l2,l3,—如圖4-1所示的長度尺(cm).4轉(zhuǎn)缸的動片與缸徑定片端蓋等處密封裝置的摩擦阻力M封與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。4.2.2回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩計算在機械手的手腕回轉(zhuǎn)運動中所采用的回轉(zhuǎn)缸是單葉片回轉(zhuǎn)氣缸，它原理如圖4-2所示，定片1與缸體2固連，動3與回轉(zhuǎn)軸5固連。動片封4把氣腔分隔成兩.當壓縮氣體從孔a進入時推動輸出軸作逆時4回轉(zhuǎn)則低壓腔的氣b孔排出反之輸出軸作順時針方向回轉(zhuǎn)。單葉氣缸的壓P驅(qū)動力矩M的關(guān)系:pb(R2r2)M ,或p2

2Mb(R2r2)4.2.3手腕回轉(zhuǎn)缸的尺寸及其校核1.尺寸設(shè)計氣缸長度設(shè)計為bm,氣缸內(nèi)徑為1=96mm,半徑Rm,軸徑D26

D2=26mm,半徑Rm,氣缸運行角速度=90

/s加速度時間t=0.1s,壓強PP,則力矩pb(R2r2)M20.4060.(0.820.62)22.6(Nm)2.尺寸校核1．測定參與手腕轉(zhuǎn)動的部件的質(zhì)量m1

0kg,分析部件的質(zhì)量分布情況，質(zhì)量密度等效分布在一半徑rm的圓盤上那么轉(zhuǎn)動慣量：2J1r2200.5225（km2）工件的質(zhì)量為5kg,質(zhì)量分布于長lm的棒料上，那么轉(zhuǎn)動慣量Jc

ml21250.2120.004(km2)。假如工件中心與轉(zhuǎn)動軸線不重合對于長lm的棒料來說，最大偏心距10m，其轉(zhuǎn)動慣量:2JJc11200425052016(km2)M慣(JJ1)t(0.50.7)0.16.(Nm)2、手腕轉(zhuǎn)動件和工件的偏重對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力為M偏，考慮手腕轉(zhuǎn)動件重心與轉(zhuǎn)動軸線重合，10，夾持工件一端時工件重心偏離動軸線e30m,則M偏11

+G3e3000500.2.(Nm)3、手腕轉(zhuǎn)動軸在軸頸處的摩擦阻力為M摩，對于滾動軸承f

01，對于滑動軸承f=0.1，d1

，d2為手腕轉(zhuǎn)動軸的軸頸直徑，d10m,

d20m,

RA,RB為軸頸處的支承反，粗略估計RA0N,RB0N,fM摩

(RAd22

RB

d1)01300021500)20(N)4．回轉(zhuǎn)缸的動片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力M封，與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析在此處估計M封為M摩的3倍，M封3M摩31(N) M驅(qū)M慣M偏M摩M封3552(Nm)M〈M設(shè)計尺寸符合使用要求，安全。第五章 臂伸縮升降，轉(zhuǎn)氣缸尺設(shè)與校核5.1手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計與校核5.1.1手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計手臂伸縮氣缸采用煙臺氣動元件廠生產(chǎn)的標準氣缸參看此公司生產(chǎn)的各種型號的結(jié)構(gòu)特點，尺寸參數(shù)，結(jié)合本設(shè)計的實際要求氣缸用CTA型氣缸，尺寸系列初選內(nèi)徑為100/63，關(guān)于此氣缸的資料詳情請參看煙臺氣動元件廠公司主頁：/products.asp.5.1.2尺寸校核1.在校核尺寸時，只需校核氣缸內(nèi)徑1=63mm,半徑R=31.5mm的氣缸的尺寸滿足使用要求即可,設(shè)計使用壓強PPa,則驅(qū)動力：FPR24106140312124(N)1，測定手腕質(zhì)量50kg,設(shè)計加速度a1(m/s)，則慣性力100(N)2.考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定摩擦系數(shù)k2,mk10.200(N) 總受力01m00(N)0F所以標CTA氣缸的尺寸符合實際使用驅(qū)動力要求要求。5.1.3.導(dǎo)向裝置氣壓驅(qū)動的機械手臂在進行伸縮運動時，為了防止手臂繞軸線轉(zhuǎn)動，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計手臂結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該采用導(dǎo)向裝置。具體的安裝形式應(yīng)該根據(jù)本設(shè)計的具體結(jié)構(gòu)和抓取物體重量等素來確定，同時在結(jié)構(gòu)設(shè)計和布局上應(yīng)該盡量減少運動部件的重量和減少對回轉(zhuǎn)中心的慣量。導(dǎo)向桿目前常采用的裝置有單導(dǎo)向桿，雙導(dǎo)向桿，四導(dǎo)向桿等，在本設(shè)計中才用單導(dǎo)向桿來增加手的剛性和導(dǎo)向性。5.1.4平衡裝置在本設(shè)計中為了使手臂的兩端能夠盡量接近重力矩平衡狀態(tài)減少手一側(cè)重力矩對性能的影響故在手臂伸縮氣缸一側(cè)加裝平衡裝置裝置內(nèi)加放砝碼砝碼塊的質(zhì)量根據(jù)抓取物體的重量和氣缸的運行參數(shù)視具體情況加以調(diào)節(jié)，務(wù)求使兩端盡量接近平衡。5.2手臂升降氣缸的尺寸設(shè)計與校核5.2.1尺寸設(shè)計氣缸運行長度設(shè)計為l=118mm,氣缸內(nèi)徑為1=110mm,半徑R=55mm,氣缸運行速度，加速度時間t=0.1s,壓強p=0.4MPa,則驅(qū)動力G0R

240642379(N)5.2.2尺寸校核1．測定手腕質(zhì)量80kg,則重力G00(N)2，設(shè)計加速度a(m/s)，則慣性力1050(N)3.考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù)k1，Gmk10.100(N) 總受力GqG1Gm000(N)GqG0所以設(shè)計尺寸符合實際使用要求。5.3手臂回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計與校核5.3.1尺寸設(shè)計氣缸長度設(shè)計為bm,氣缸內(nèi)徑為10m,半徑R=105mm,軸徑D20m半徑Rm,氣缸運行角速度=90

/s，加速度時間t0.5s,壓強PPa,pb(R2r2)則力矩：M20.4060.2(0.520.02)25(Nm)5.3.2尺寸校核1．測定參與臂轉(zhuǎn)動的部件的質(zhì)量m1

0kg,分析部件的質(zhì)量分布情況，質(zhì)量密度等效分布在一個半徑rm的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動慣量：2J1r2200.0226（km2）M J.慣 t0.60.58(Nm)考慮軸承，油封之間的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù)k2,M摩kM慣0.210854

Nm）總驅(qū)動力矩M驅(qū)M慣M摩108.4114

N）M〈M 設(shè)計尺寸滿足使用要求。第七章 械手PC控設(shè)計考慮到機械手的通用性，同時使用點位控制，因此我們采用可編程序控制(PLC)對機械手進行控.當機械手的動作流程改變時，只需改PLC程序即可實現(xiàn)，非常方便快捷。7.1可編程序控制器的選擇及工作過程7.1.1可編程序控制器的選擇目前，國際上生產(chǎn)可編程序控制器的廠家很多，如日本三菱公司F系列PC,德國西門子公司的SIMATICN5系列PC日本OMRON(立石)公司的C型P型PC等考慮到本機械手的輸入輸出點不多，工作流程較簡單，同時考慮到制造成本，因此在本次設(shè)計中選擇了OMRON公司C28P型可編程序控制器。7.1.2可編程序控制器的工作過程可編程序控制器是通過執(zhí)行用戶程序來完成各種不同控制任務(wù)的。為此采用了循環(huán)掃描的工作方式。具體的工作過程可分4個階段。第一階段是初始化處理。可編程序控制器的輸入端子不是直接與主機相連CPU對輸入輸出狀態(tài)的詢問是針對輸入輸出狀態(tài)暫存器而言的。輸入輸出狀態(tài)暫存器也稱I/0狀態(tài).該表是一個專門存放輸入輸出狀態(tài)信息的存儲區(qū)中存放輸入狀態(tài)信息的存儲器叫輸入狀態(tài)暫存;存放輸出狀態(tài)信息的存儲器叫輸出狀態(tài)暫存器。開機時CPU首先使I/0狀態(tài)表清零，然后進行自診斷。當確認其硬件工作正常后，進入下一階段。第二階段是處理輸入信號階段。在處理輸入信號階段CPU對輸入狀態(tài)進行掃描將獲得的各個輸入端子的狀態(tài)信息送到I/0狀態(tài)表中存放在同一掃描周期內(nèi)各個輸入點的狀態(tài)I/0狀態(tài)表中一直保持不變不會受到各個輸入端子信號變化的影響因此不能造成運算結(jié)果混亂保證了本周期內(nèi)用戶程序的正確執(zhí)行。第三階段是程序處理階段。當輸入狀態(tài)信全部進入I/0狀態(tài)表后CPU工作進入到第三個階段在這個階段中，可編程序控制器對用戶程序進行依次掃描，并根據(jù)I/0狀態(tài)和有關(guān)指令進行運算和處理，最后將結(jié)果寫I/0狀態(tài)表的輸出狀態(tài)暫存器中。第四階段是輸出處理階段。段CPU對用戶程序已掃描處理完畢，并將運算結(jié)果寫入I/0狀態(tài)表狀態(tài)暫存器中。此時將輸入信號從輸出狀態(tài)暫存器中取出，送到輸出鎖存電路，驅(qū)動輸出繼電器線圈，控制被控設(shè)備進行各種相應(yīng)的動作。然后CPU又返回執(zhí)行下一個循環(huán)的掃描周期。7.2可編程序控制器的使用步驟在可編程序控制器與被對象(機器、設(shè)備或生產(chǎn)過)構(gòu)成一個自動控制系統(tǒng)時，通常以七個步驟進:(1)系統(tǒng)設(shè)計即確定被控對象的動作及動作順序。(2)I/0分配即確定哪些信號是送到可編程序控制器的并分配給相應(yīng)的輸入端;哪些信號是由可編程序控制器送到被控對象的并分配相應(yīng)的輸出端.此外對用到的可編程序控制器內(nèi)部的計數(shù)器、定時器等也要進行分配?？删幊绦蚩刂破魇峭ㄟ^編號來識別信號的。(3)畫梯形圖它與繼電器控制邏輯的梯形圖概念相同，表達了系統(tǒng)中全部動作的相互關(guān)系。如果使用圖形編程(LCD或CRT)，則畫出梯形圖相當編制出了程序，可將梯形圖直接送入可編程序控制器。對簡易編程器，則往往要經(jīng)過下一步的助記符程序轉(zhuǎn)換過程。(4)助記符機器程序相當于微機的助記符程序，是面向機器(即不同廠家的可編程序控制器，助記符指令形式不同)，用簡易編程器時，應(yīng)將梯形圖轉(zhuǎn)化成助記符程序，才能將其輸入到可編程序控制器中。(5)編制程序即檢查程序中每條語法錯誤，若有則修改。這項工作在編程器上進行。(6)調(diào)試程序即檢查程序是否能正確完成邏輯要求不合要求可以在編程器上修改程序設(shè)(包括畫梯形圖、助記符程序、編輯、甚至調(diào))也可在的工具上進行。IBM-PC機，只要這個機器配有相應(yīng)的軟件。(7)保存程序調(diào)試通過的程序，可以固化EPROM中或保存在磁盤上備用。7.3機械手可編程序控制器控制方案7.3.1系統(tǒng)簡介控制對象為圓柱座標氣動機械手它的手臂具有三個自由度即水平方向的伸;豎直方向的上下;繞豎直軸的順時針方向旋轉(zhuǎn)及逆時針方向旋轉(zhuǎn)另外其末端執(zhí)行裝置—機械手還可完成抓放功能以上各動作均采用氣動方式驅(qū)動即用五個二位五通電磁閥(每個閥有兩個線圈對應(yīng)兩個相反動)分別控制五個氣缸使機械手完成伸、縮、上、下、旋轉(zhuǎn)及機械手抓放動作。其中旋轉(zhuǎn)運動用一組齒輪齒條，使氣缸的直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動這樣可PLC的8個輸出端與電磁閥8個線圈相連通過編程使電磁閥各線圈按一定序列激勵從而使機械手按預(yù)先安排的動作序列工.如果欲改變機械手的動作，不需改變接線，只需將程序中動作代碼及順序稍加修改即可。另外，除抓放外，其余六個動作末端均放置一限位開關(guān)，以檢測動作是否到位，如果某動作沒有到位，則出錯指示燈亮。7.3.2工業(yè)機械手的工作流程此機械手用自動輸送線的上下料。當按下機械手啟動按鈕之后，機械手有下動:先右轉(zhuǎn)至右限位開關(guān)動(1DT通電)下降至下限位開(5DT通電)手腕逆時針轉(zhuǎn)動90(7DT通電)手臂伸長至限位開(3DT通電)檢查有無物品若有物品手爪抓緊(9DT通電)手臂收縮至限位開(4DT通電)上升至上限位開(6DT通電)左轉(zhuǎn)至左限位開關(guān)動(2DT通電)手腕順時針轉(zhuǎn)900(8DT通電)手臂伸長至最長(3DT通電)手爪松開(IODT通電)延時手臂收縮最(4DT通電)至此一個工作循環(huán)完畢。7.3.3機械手工作時序圖如附圖所示4,1/0分配根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出點的數(shù)目，選OMRONC28P型PC，它有16個輸入點，標號為0000-0015;12個輸出點，標號0500-0511.5、梯形圖設(shè)(如附圖所)根據(jù)機械手的邏輯時序圖1/0分配，畫出控制梯形圖，如附圖所示。由梯形圖可以看:(1)手臂左轉(zhuǎn)的條:左轉(zhuǎn)不到(0003為OFF)，收縮到(0006為ON),上升到位(0007為ON)，手腕逆轉(zhuǎn)到(0009為ON)，手爪抓緊(0002為ON),無右轉(zhuǎn)命令(0501為OFF).(2)手臂右轉(zhuǎn)的條:右轉(zhuǎn)不到(0004為OFF)，上升到(0007為ON),收縮到位(0006為ON)，手腕順轉(zhuǎn)到(0010為ON)，手爪放松(0002為OFF),無左轉(zhuǎn)命令(0500為OFF).(3)手臂伸長的條:伸長不到(0005為OFF)無收縮命令(0503為OFF)并且滿足下列條件之一:1)右轉(zhuǎn)到位(0004為ON)，下降到位(0008為ON)，手腕逆轉(zhuǎn)到(0009為ON)，手爪放松(0002為OFF);2)左轉(zhuǎn)到(0003為ON)，上升到(0007為ON)，手腕順轉(zhuǎn)到(0010為ON)，手爪抓緊(0002為ON).(4)手臂收縮的條:收縮不到(0006為OFF)無伸長命令(0502為OFF)并且滿足下列條件之一:1)右轉(zhuǎn)到位(0004為ON)，下降到位(0008為ON)，手腕逆轉(zhuǎn)到(0009為ON)，手爪抓緊(0002為ON);2)左轉(zhuǎn)到位(0003為ON)上升到位(0007為ON)手爪抓緊(0002為ON)手腕順轉(zhuǎn)到位(0010為ON).(5)手臂上升的條:上升不到(0007為OFF)，無下降命(0505為OFF)，收縮到位(0006為ON)，手腕逆轉(zhuǎn)到(0009為ON)，手爪抓(0002為ON)，右轉(zhuǎn)到位(0004為ON).}(6)手臂下降的條:下降不到(0008為OFF)，無上升命(0504為OFF)，右轉(zhuǎn)到位(0004為ON)，收縮到位(0006為ON)，手腕順轉(zhuǎn)到(0010為ON)，手爪放松(0002為OFF).(7)手腕逆轉(zhuǎn)的條:逆轉(zhuǎn)不到(0009為OFF)，無順轉(zhuǎn)命(0507為OFF)，右轉(zhuǎn)到位(0004為ON)，收縮到位(0006為ON)，下降到(0008為ON),手爪放(0002為OFF).(8)手腕順轉(zhuǎn)的條:順轉(zhuǎn)不到(0010為OFF)，無逆轉(zhuǎn)命(0506為OFF)，左轉(zhuǎn)到位(0003為ON)，收縮到位(0006為ON)，上升到(0007為ON),手爪抓(0002為ON).(9)手爪抓緊的條:手爪未抓到物(0002為OFF)無放松命令(0509為OFF)并且滿足下列條件之一:1)右轉(zhuǎn)到位(0004為ON)，伸長到位(0005為ON)，下降到(0008為ON)，手腕逆轉(zhuǎn)到位(0009為ON)檢測到有物品(0011為ON),2)左轉(zhuǎn)到位(0003為ON)伸長到位(0005為ON)，上升到位(0007為ON)，手腕順轉(zhuǎn)到(0010為ON)(9)手爪放松的條:手爪抓緊(0002為ON)無抓緊命令(0508為OFF),并且滿足下列條一:1)左轉(zhuǎn)到位(0003為ON)伸長到位(0005為ON),上升到(0007為ON)手腕順轉(zhuǎn)到位(0010為ON).2)左轉(zhuǎn)到位(0003為ON),上升到位(0007為ON)，手腕順轉(zhuǎn)到(0010為ON)，收縮到位(0006為ON).另外，當按下停止按鈕時，手臂停止動作，即手臂停止在不定位置。6、機械手控制程序第八章 1、本次設(shè)計的是氣動通用機械手，相對于專用機械手，通用機械手的自由度可變，控制程序可調(diào)，因此適用面更廣。2、采用氣壓傳動，動作迅速，反應(yīng)靈敏，能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。工作環(huán)境適應(yīng)性好，不會因環(huán)境變化影響傳動及控制性能。阻力損失和泄漏較小，不會污染環(huán)境。同時成本低廉。3、通過對氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪制，大大提高了繪圖速度，節(jié)省了大量時間和避免了不必要的重復(fù)勞動，同時做到了圖紙的統(tǒng)一規(guī)范。4、機械手采PLC控制，具可靠性高、改變程序靈活等優(yōu)點，無論是進行時間控制還是行程控制或混合控制，都可通過設(shè)PLC程序來實現(xiàn)。可以根據(jù)機械手的動作順序修改程序，使機械手的通用性更強。致 謝本文是在我尊敬的導(dǎo)俞國燕教授悉心指導(dǎo)下完成的導(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和精益求精的工作作風使我受益匪淺。在此，我首先向?qū)煴硎菊\摯的感謝，并致以崇高的敬!在課題的研究和開發(fā)階段得到工程學(xué)院老師的大力支持和幫助在此一并向他們表示衷心的感謝在日常生活和學(xué)習中工程學(xué)院的各位老師俞國燕教授以及全體同學(xué)給與我大力支持和幫助在此向他們以及多年來為我的成長付出辛勤勞動的老師和同學(xué)們表示衷心的感謝。感謝父母、家人，感謝所有關(guān)心我的朋友和老師，感廣東海大學(xué)的學(xué)習環(huán)境。謝 剛2006年5月30日參考文獻：[1】張建民.工業(yè)機器人.北京:北京理工大學(xué)出版社，1988[2】蔡自興.機器人學(xué)的發(fā)展趨勢和發(fā)展戰(zhàn)略.機器人技術(shù)，2001,4[3】金茂青，曲忠萍，張桂華.國外工業(yè)機器人發(fā)展勢態(tài)分析.機器人技術(shù)與應(yīng)用，2001,2[4】王雄耀.近代氣動機器人(氣動機械手)的發(fā)展及應(yīng)用.液壓氣動與密封，1999,5[5】嚴學(xué)高，孟正大.機器人原理.南京:東南大學(xué)出版社，1992[6】機械設(shè)計師手冊.北京:機械工業(yè)出版社，1986[7】黃錫愷，鄭文偉.機械原理.北京:人民教育出版社，1981[8】成大先.機械設(shè)計圖冊.北京:化學(xué)工業(yè)出版社[9】鄭洪生.氣壓傳動及控制.北京:機械工業(yè)出版社，1987[10】吳振順.氣壓傳動與控制.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1995[11】徐永生.氣壓傳動.北京:機械工業(yè)出版社，1990,5

附錄資料：不需要的可以自行刪除冷卻塔施工方案1．工程概況：2．主要項目施工順序土方開挖毛石砌筑底板環(huán)基池壁人字柱吊裝塔芯等其它項目淋水裝置筒壁環(huán)梁池壁砼3．主要施工方法3．1土方工程土方開挖示意圖－10.000－2.500A1111A-A土方開挖示意圖－10.000－2.500A1111A-AA3．2底板施工底板施工應(yīng)按設(shè)計區(qū)格進行鋼筋綁扎、澆筑混凝土，為保證上、下層鋼筋間距正確和上層鋼筋保護層正確，設(shè)置φ16mm鋼筋制作的鐵馬凳支撐，設(shè)置間距為@1.5m，上鋪φ18mm的架力筋。伸縮縫處的橡膠止水帶應(yīng)安裝正確，接頭嚴密，嚴格按規(guī)范要求施工。底板砼澆筑完畢后，適時清除伸縮縫內(nèi)的雜物，嚴格按設(shè)計要求施工。底板砼采用泵送，同一區(qū)格的砼連續(xù)澆筑完成，不留施工縫。澆筑完畢后砼及時養(yǎng)生。3．3環(huán)基及池壁施工環(huán)基混凝土施工，為防止產(chǎn)生溫度裂縫，采用跳倉法施工，泵送砼。施工時采用分層振搗的施工方法。每段混凝土要求連續(xù)澆筑、一氣呵成。環(huán)基與池壁間只允許留設(shè)水平施工縫，水平施工縫的接縫形式，本次施工時采用凸槽形式。同時采用BW膨脹橡膠止水條代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬止水片進行密封防水處理，此方法施工簡單，效果良好。施工時，先將包裝BW橡膠止水條的隔離紙撕掉，然后直接粘貼在平整和清理干凈的施工縫處，壓緊粘牢，每隔一米左右22#鐵線固定，即可澆筑池壁混凝土。在施工縫上澆筑混凝土前，應(yīng)將施工縫處的混凝土表面鑿毛，清除浮粒和雜物，用水沖洗干凈，保持濕潤，再鋪一層20～25mm厚與原混凝土配合比相同的水泥砂漿。水池池壁鋼筋綁扎需綁剪刀撐，保證鋼筋骨架整體剛度，防止傾倒，模板采用大模板，內(nèi)設(shè)橫擋、外設(shè)門字架支撐控制壁厚，保證池壁混凝土外表工藝良好?；炷敛捎帽盟汀?．4人字柱預(yù)制人字柱施工采用預(yù)制吊裝方法。預(yù)制采用定形鋼胎模鋪貼薄硬塑板。測量人員首先對地面抄平，并保證密實不下沉，將枕木按800mm間距鋪于地面上，然后將底模置于枕木上，找平后固定，鋼筋現(xiàn)場綁扎，主筋焊接采用坡口焊。為保證人字柱主筋間距、防止扭曲，每根柱筋內(nèi)放2—3個Φ12鋼筋固定支架環(huán)。注意：人字柱內(nèi)的避雷線不可遺漏，避雷線針應(yīng)做好標記。模板必須清理干凈，無銹無水泥漿后涂均脫模劑，放置墊塊，再放進綁扎好的鋼筋，最后安裝上模，端口堵緊堵嚴，以防漏漿。端口堵板要按立筋間距留設(shè)長槽。砼運輸采用砼攪拌運輸車，人工澆筑、機械振搗。為防止人字柱表面出現(xiàn)過多氣泡，砼澆筑采用分層澆注，最上層分兩次振搗，在砼初凝前進行，以便徹底排氣。初凝后拆除上模將砼表面壓光，保證收口處細膩。及時覆蓋塑料布養(yǎng)護一周。底模應(yīng)在砼強度達75%以上時方可拆除，用吊車將柱從底模中輕輕吊出，放在事先準備好的墊木上。預(yù)制好的人字柱堆放最多堆放三層，層間用100mm*100mm木方墊起。3．5人字柱吊裝人字柱采用雙根吊裝的施工方法，吊裝機械采用16t汽車吊。每對柱子上下各設(shè)一根工具式支撐，支撐兩端分別與人字柱端部用鋼卡卡牢，注意兩根柱子的夾角必須準確，并且每對人字柱均設(shè)置一榀獨立的鋼架支撐。吊裝前測量人員定出環(huán)基和人字柱中心交點、人字柱的中心投影線、支撐鋼架兩個底角的位置，同時測出人字柱底根埋件標高的誤差。吊裝時，利用吊車將一對人字柱吊裝就位，并將人字柱底部的槽鋼與環(huán)基上的埋件焊接。利用激光經(jīng)緯儀，調(diào)整支撐鋼架和人字柱的角度，使激光點對準柱子上部十字線后，焊工及時將支撐焊接在底板預(yù)埋件上。依此類推完成整個塔的人字柱吊裝。3．6環(huán)梁施工1）施工順序：測量給出鋼排架底腳環(huán)向中心線鋼排架搭設(shè)鋪環(huán)梁及底模鋪跳板、安欄桿組裝環(huán)向鋼梁及上橫梁測量放線鋼筋綁扎安裝內(nèi)外翻模模板系統(tǒng)養(yǎng)護混凝土澆筑2）施工方法環(huán)梁施工在人字柱吊裝完，池壁砼澆筑完后進行。首先搭設(shè)鋼排架，搭設(shè)時注意排架中心半徑和頂部標高，桿件間連接要牢靠，設(shè)置足夠數(shù)量的剪刀撐，保證排架整體穩(wěn)定性，在鋼排架上按設(shè)計鋪設(shè)操作平臺，安裝內(nèi)外欄桿，鋪環(huán)梁底木模板，為了保證環(huán)梁底平整光滑，在木模板上鋪設(shè)10㎜厚的覆膜膠合板，間隙用透明膠帶紙粘接。然后綁扎環(huán)梁鋼筋及予埋環(huán)形牛腿鋼筋，每柱間設(shè)鋼筋骨架支撐，要求邊綁扎邊校正傾斜尺寸，以防鋼筋交圈后不能改正。綁扎時采用外拉里頂，先綁扎柱頭之間的環(huán)梁鋼筋。環(huán)梁底部鋼筋用墊塊墊起，滿足保護層要求。垂直運輸用平臂吊車。安裝懸掛式三角架模板系統(tǒng)，先安裝外模板，安裝頂塊及對拉螺栓，再安裝內(nèi)模板、內(nèi)外三角架，緊固對拉螺栓，安裝環(huán)向連桿、垂直支撐及內(nèi)加減絲，鋪三角架走臺板及欄桿。模板半徑控制由塔中心處拉尺（拉力15㎏）進行半徑找正，把彈簧秤掛在拉尺端頭，減少測量誤差。（依經(jīng)驗半徑外放+5～10mm）環(huán)梁以下混凝土澆筑采用罐車運輸，泵車連續(xù)澆筑，由于砼側(cè)壓力較大，分三層推進，澆筑時不得留施工縫。施工時里外全掛安全網(wǎng)。詳見上圖：環(huán)梁以上筒壁施工采用翻模施工。其垂直運輸采用平臂吊車。施工人員上下通道為鋼腳手馬道。施工示意圖如下。鋼筋垂直運輸用平臂吊車。筒壁施工采用翻模系統(tǒng)，設(shè)置三層模板，模板采用專業(yè)定型模板及配套模具，本塔喉部直徑較小，為保證筒圓滑，特制作一套300寬的窄模板。組裝前將里外模板清理干凈、刷好脫模劑，安裝采用Φ16mm對穿螺栓緊固。螺栓穿在砼套管內(nèi)，安裝前，要仔細查對套管和螺栓長度，分清上下層，以免錯放。前組人員安裝模板，后組人員安裝模板楞、緊固對拉螺栓，隨后進行加固、調(diào)整，使安裝后的頂面保持水平。再鋪設(shè)走臺板，安裝欄桿、安全網(wǎng)。為防止模板在對拉螺栓處漏漿，應(yīng)在對拉螺栓的兩端（既頂塊兩端）用10—15mm厚海綿做墊。筒壁中心控制采用激光鉛直儀，利用筒壁中心懸掛的吊盤作為接收靶，自吊盤中心引出鋼尺（拉力:15Kg）進行筒壁半徑的測量控制。其施工見下頁圖。3）混凝土工程混凝土由混凝土集中攪拌站生產(chǎn)，混凝土罐車水平運輸至平臂吊車附近，平臂吊車做垂直運輸工具。在吊車回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)用吊車直接澆筑，在吊車回轉(zhuǎn)半徑外用手推車運輸，運至澆筑地點。澆筑時在冷卻塔上某一點開始澆筑，向相反的兩個方向同時連續(xù)澆筑，最后匯合，不允許留垂直施工縫?；炷烈煨烊雮}，避免砼灑落外面，為減小模板承受側(cè)壓力和沖擊力，避免漏振，砼要分層（3層）澆筑，每層向前延伸約3米左右，上層覆蓋下層的時間間隔以下層砼未初凝為準。要嚴格振搗，不得漏振。筒壁混凝土養(yǎng)護采用澆水養(yǎng)護，每層模板拆模后必須及時澆水養(yǎng)護。4）螺栓孔、水平施工縫處理及筒壁內(nèi)側(cè)防腐A．螺栓孔處理：首先將Φ16對拉螺栓從筒壁中取出，然后用水：石棉絨：水泥按1：3：7的配比攪拌均勻，從筒壁內(nèi)外兩側(cè)分層（3—5cm）同時填補搗實，進行螺栓孔封堵。B．水平施工縫處理：水平施工縫埋設(shè)-1mm厚鍍鋅鐵皮做止水板，止水板寬400mm，埋入混凝土200mm，沿筒壁一周封閉布設(shè)。在涂刷之前一定要做好基底的清理工作。在最后一節(jié)筒壁模板施工完后，用外側(cè)三角架作為剛性環(huán)底模支撐，上鋪木方和底模，用三角架水平桿找好坡度，綁扎懸挑平臺鋼筋，在內(nèi)側(cè)三角架上鋪走臺板做為施工作業(yè)面，通過塔吊進行最后一節(jié)混凝土及剛性環(huán)澆筑。其剛性環(huán)施工示意圖如下。3．9筒壁爬梯及平臺安裝爬梯平臺用平臂吊車進行安裝。爬梯埋件需專人埋設(shè)，用經(jīng)緯儀找正保證位置的準確。安裝應(yīng)自下而上分節(jié)組裝?？稍诘孛娓鶕?jù)現(xiàn)場情況進行若干件組裝成一節(jié)進行吊裝。施工中應(yīng)注意安全，尤其是爬梯安裝人員。為保證爬梯安裝質(zhì)量，安裝時測量人員應(yīng)用經(jīng)緯儀進行檢查校正，使爬梯即牢固又美觀。3．10淋水裝置中央豎井采用分節(jié)現(xiàn)澆方法，進行混凝土澆筑，鋼筋模板垂直運輸采用人工。搭設(shè)鋼管腳手架，模板用定型鋼模板，內(nèi)外模板用對拉螺栓緊固，中間焊止水環(huán)，模板支撐