三杆式驱动机械手的设计与分析

三杆式驱动机械手的设计与分析
三杆式驱动机械手的设计与分析

气动机械手的毕业设计说明

毕业设计(论文)题目:气动机械手的设计 系部:机电工程系 专业:数控技术 班级: : 学号:

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

机械手机械原理课程设计说明书

(2)水平面内转30度,手臂自转90度,前进50mm。

机械手的夹持器还有夹紧和放松动作; 机械手工作频率:20/min; 升降 0.3kw,摆动 0.1kw,伸缩 0.1kw,夹持 0.2kw。2执行机构的选择与比较 §2-1 转角机构(实现平面转角0 30功能) 方案一 实现平面转角0 30的过程:电机带动不完全 齿轮运动,不完全齿轮带动全齿轮运动,与全 齿轮固结的四杆机构,使滚子在预先设计好形 状的槽内运动,左右运动的极限位置恰好是30 度。 机构评价: 优点:因为槽的形状固定,所以能保证在一个 行程内,机构的平面转角就是30度。 不完全齿轮的使用,为机械手在抓放物 体时留下了工作时间。 缺点:由于四杆机构的运动被槽限制住,最短杆 无法做周转运动,导致机构的回程要求齿 轮的翻转,必须在前面加入变速箱改变速 度方向。 方案二 实现平面转角0 30的过程:皮带轮传动给蜗 轮蜗杆从而使不完全齿轮,有间歇地带动完全齿 轮转动,齿轮通过杆拉动齿条,由齿轮来回往复 地带动固接杆转动0 30 机构评价: 优点:同样具有结构简单,传力较小运 动灵活,造价低准确地实现转角0 30的 要求,可以控制间歇实现循环功能。 缺点:磨损较严重,效率较低,齿轮尺 寸过大加工难。 方案三 30的过程:使用槽 实现平面转角0 轮实现平面转角30度,只要计算好槽轮 的槽数,就能在主动圆盘转360度时, 使从动轮转30度。机构评价: 优点:结构简单,外形尺寸小,机械效

率高,并能平稳的间歇地进行转位。 缺点:传动存在柔性冲击,且是单向的间歇运动,同样要求变速箱改变运动方向。 方案的选择与比较: 只有第二个方案能较好的实现对传动系统的功能要求在平面转动上能准确地控制在30度,制造简单方便。 §2-2 上升机构(实现上升100功能要求) 方案一 实现上升的过程:皮带轮传动,使蜗杆带动蜗轮,蜗轮和齿条配合。通过控 制蜗杆的半径,使转动一周后,使齿条上升100. 机构评价: 优点:蜗杆的轮齿是连续的螺旋尺,故传动平 稳,啮合冲击小。 缺点:啮合齿轮间的相对滑动速度较大,摩擦 磨损较大,传动效率较低,易出现发热 现象,常用耐磨材料制作,成本高。 方案二 实现上升的过程:皮带轮传动给蜗轮蜗杆 从而使凸轮转动,凸轮通过顶杆推动滑块滑 动,从而使工作杆上升100mm。 机构评价: 优点:结构简单,传力较小,凸轮不用太大就 可以达到所需要的高度。 缺点:效率过低,滑块容易磨损且一旦磨断严重影响上升高度,寿命不高。

机械手,夹持器

2.2.1.1夹紧力计算 手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据,必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。一般来说,加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷(惯性力或惯性力矩)以使工件保持可靠的加紧状态。 手指对工件的夹紧力可按下列公式计算: 123N F K K K G ≥ 2-1 式中: 1K —安全系数,由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0,取1.5; 2K —工件情况系数,主要考虑惯性力的影响, 计算最大加速度,得出工作情况 系数2K , 20.02/1 11 1.0029.8 a K g =+=+=,a 为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值(m/s ); 3K —方位系数,根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定, 手指与工件位置:手指水平放置 工件垂直放置; 手指与工件形状:V 型指端夹持圆柱型工件, 30.5sin K f θ = ,f 为摩擦系数,θ为V 型手指半角,此处粗略计算34K ≈,如图2.1 图2.1 G —被抓取工件的重量 求得夹紧力 N F , 123 1.5 1.002439.8176.75N F K K K Mg N ==????=,取整为177N 。 2.2.1.2驱动力力计算 根据驱动力和夹紧力之间的关系式:

2sin N Fc F b a = 式中: c —滚子至销轴之间的距离; b —爪至销轴之间的距离; a —楔块的倾斜角 可得2sin 177286sin16195.1534 N F b a F N c ???===o ,得出F 为理论计 算值,实际采取的液压缸驱动力' F 要大于理论计算值,考虑手爪的机械效率η,一般取0.8~0.9,此处取0.88,则: '195.15 221.7620.88 F F N η = = = ,取'500F N = 2.2.1.3液压缸驱动力计算 设计方案中压缩弹簧使爪牙张开,故为常开式夹紧装置,液压缸为单作用缸,提供推力: 2= 4 F D p π 推 式中 D ——活塞直径 d ——活塞杆直径 p ——驱动压力, ' F F =推,已知液压缸驱动力' F ,且'50010F N KN =< 由于' 10F KN <,故选工作压力P=1MPa 据公式计算可得液压缸内径: 25.231D mm === 根据液压设计手册,见表2.1,圆整后取D=32mm 。 表2.1 液压缸的内径系列(JB826-66)(mm )

毕业设计气动通用上下料机械手的设计

毕业设计(论文) (说明书) 题目:气动通用上下料机械手的设计 平顶山工业职业技术学院 毕业设计(论文)任务书 任务下达日期 2012 年 2 月 20 日设计(论文)开始日期 2012 年 2 月 26 日

设计(论文)完成日期 2012 年 5 月 20 日设计(论文)题目:气动通用上下料机械手的设计 A·编制设计 B·设计专题(毕业论文) 指导教师田慧玲 系(部)主任 年月日 平顶山工业职业技术学院 毕业设计(论文)答辩委员会记录 进行了毕业设计(论文)答辩。 设计题目:气动通用上下料机械手的设计 专题(论文)题目:气动通用上下料机械手的设计

指导老师:田慧玲 答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料,根据学生答辩情况,经答辩委员会讨论评定,给予学生毕业设计(论文)成绩 为。 答辩委员会人,出席人答辩委员会主任(签字): 答辩委员会副主任(签字): 答辩委员会委员:,,, ,,, 平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)评语 第页

毕业设计(论文)及答辩评语:

气动通用上下料机械手的设计 摘要 本文简要地介绍了工业机器人的概念,机械手的组成和分类,机械手的自由度和座标型式,气动技术的特点,PLC控制的特点及国内外的发展状况。 本文对机械手进行了总体方案设计,确定了机械手的座标型式和自由度,确定了机械手的技术参数。同时,分别设计了机械手的夹持式手部结构以及吸附式手部结构;设计了机械手的手腕结构,计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩;设计了机械手的手臂结构,设计了手臂伸缩、升降用液压缓冲器和手臂回转用液压缓冲器。 设计出了机械手的气动系统,绘制了机械手气压系统工作原理图。利用可编程序控制器对机械手进行控制,选取了合适的PLC型号,根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案,画出了机械手的工作时序图和梯形图,并编制了可编程序控制器的控制程序。 关键词:工业机器人,机械手,气动,可编程序控制器(PLC)

机械手的设计毕业设计论文

天津机电职业技术学院毕业综合实践报告 专业电气自动化 班级电气自动化三班

目录 1 机械手的基本介绍 (1) 1.1 机械手的基本结构组成 (1) 1.1.1 气动手爪 (1) 1.1.2 伸缩气缸 (1) 1.1.3 回转气缸及垫板 (2) 1.1.4 提升气缸 (2) 1.2 直线运动传动组件 (2) 1.3 气动控制回路 (3) 2 传感器部分 (5) 2.1 传感器简介 (5) 2.2 磁性开关 (5) 2.3 光电传感器和光纤传感器 (5) 3 伺服电机应用 (7) 3.1 伺服系统 (7) 3.2 交流伺服系统的位置控制模式 (8) 3.3 接线 (10) 3.4 伺服驱动器的参数设置与调整 (10) 3.4.1 参数设置方式操作说明 (11) 3.4.2 面板操作说明: (11) 3.4.3 部分参数说明 (11) 3.5 最大速度(MAX_SPEED)和启动/停止速度(SS_SPEED)12 3.6 移动包络 (13) 4 PLC程序编写 (15) 4.1 PLC的选型和I/O接线 (15) 4.2 伺服电机驱动器参数设置 (15) 4.3 编写和调试PLC控制程序 (16) 4.4 初态检查复位子程序和回原点子程序 (19) 4.5 急停处理子程序 (20) 个人收获 (23) 参考文献 (24) 附录 (25) 致谢 (28)

1 机械手的基本介绍 1.1 机械手的基本结构组成 1.1.1 气动手爪 用于在各个工作站物料台上抓取/放下工件。由一个二位五通双向电控阀控制。见图 1-1 图 1-1 气动手爪 1.1.2 伸缩气缸 用于驱动手臂伸出缩回。由一个二位五通单向电控阀控制。见图 1-2 图 1-2 伸缩气缸

机械原理课程设计_工业机械手

机械原理课程设计 设计说明书 《机械原理》 工业机械手 学院:机电工程学院 专业班级:10 车辆二班 指导老师:李粤 学生姓名:*** 学号: 起止日期:2012年6月1日至2011年6月18日

目录 设计任务书-----------------------1 前言---------------------------2 方案设计-----------------------3 参考资料-----------------------4 机构简图-------------------------11 课程设计任务书 2011-2012学年第二学期

课程名称:机械原理 设计题目:机器人的设计 完成期限:2012年6月1日至2012年6月18日

前言 工业机械手主要目的在于削减人员编制和提高产品质量。与传统的机器相比,具有生产过程的几乎完全自动化和生产设备的高度适应能力等优点。 现在工业机械手主要用于汽车工业、机电工业(包括电讯工业)、通用机械工业、建筑业、金属加工、铸造以及其它重型工业和轻工业部门 工业机械手与我们的生活息息相关,机械手的水平标志着工业生产力的水平。 方案设计 一,机械手的系统工作原理 机械手的系统工作原理框图如图1-1所示。

机械手的工作原理: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。在PLC程序控制的条件下,采用液压传动方式,来实现执行机构的相应部位发生规定要求的,有顺序,有运动轨迹,有一定速度和时间的动作。同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令,必要时可对机械手的动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。位置检测装置随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统,并与设定的位置进行比较,然后通过控制系统进行调整,从而使执行机构以一定的精度达到设定位置. (一)执行机构 包括手部、手腕、手臂和立柱等部件,有的还增设行走机构。 1、手部 即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同,可分为夹持式和吸附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。夹持式手部由手指(或手爪)和传力

上下料机械手开题报告

上下料机械手开题报告 篇一:生产线组合机床自动上下料机械手开题报告毕业设计(论文)开题报告 题目生产线组合机床自动上下料机械手课题类型设计课题来源自拟课题学生姓名张三学号XX01010001 专业机制本科年级班 09级1班 指导教师李四职称讲师 填写日期: XX 年 3 月 28 日 篇二:上下料机械手设计-开题报告 题目:上下料机械手的设计 姓名: 学号: 专业: 指导老师: 职称: 时间: 上下料机械手的设计 1 、科学依据 ? 课题的科学意义 通过设计出上下料机械手来提高工作效率,降低工人的工作强度,使我们的工厂向无人化、机械化、高效化发展。

通过设计,培养学生调研、文献检索及应用的独立工作能力,使学生掌握机电系统的监控的一般方法及步骤,熟练掌握各类资料、手册以及计算机等工具的使用方法,提高学生的自学能力、动手能力与创新能力。 ? 课题的提出 进入21世纪,随着我国人口老龄化的提前到来,近来在东南沿海还出现在大量的缺工现象,迫切要求我们提高劳动生产率,降低工人的劳动强度,提高我国工业自动化水平势在必行,本设计的目的就是设计一个气动上下料机械手,应用于工业自动化生产线,实现自动化生产,减轻产业工人大量的重复性劳动,同时又可以提高劳动生产率。 现在的机械手大多采用液压传动,液压传动存在以下几个缺点: 1) 液压传动在工作过程中常有较多的能量损失(摩擦损失、泄露损失等):液压传动易泄漏,不仅污染工作场地,限制其应用范围,可能引起失火事故,而且影响执行部分的运动平稳性及正确性。 2)工作时受温度变化影响较大。油温变化时,液体粘度变化,引起运动特性变化。 3)因液压脉动和液体中混入空气,易产生噪声。 4)为了减少泄漏,液压元件的制造工艺水平要求较高,故价格较高;且使用维护需要较高技术水平。鉴于以上这些

机械手毕业设计样本

目录 第一章绪论 1.1 项目的技术背景与研究意义 1.2 取苗装置的国内外研究现状 1.2.1 国外取苗装置的研究现状 1.2.2 国内取苗装置的研究现状 1.3 论文的研究目标与研究内容 1.4 论文研究的技术路线 第二章穴盘苗自动移栽机机械手整机方案设计 2.1 穴盘苗自动移栽机机械手工作原理和结构分析2.2利用UG建立样机模型 第三章穴盘苗自动移栽机取苗装置的结构设计 3.1 取苗机构的基本构成 基本结构 ( 1) 机械手 ( 2) 穴盘定位平台 ( 3) 驱动系统 ( 4) 控制系统 PLC程序 ( 5) 底座 3.2 取苗机构的工作原理 第四章穴盘苗自动移栽机送苗装置的设计要求分析 1 穴盘育苗及穴盘的选择 2 送苗装置的工作原理和结构组成 3 送苗机构的控制系统 第五章取苗装置的实验研究 1. 取苗装置影响因素分析

2 影响取苗成功率的因素 3 取苗装置手臂角度的实验分析第六章总结与展望 1 全文总结 2 研究展望结束语参考文献致谢

第一章绪论 1.1 项目的技术背景与研究意义 随着社会进步和人民生活水平的提高, 设施农业已成为国民经济中的支柱产业, 温室蔬菜、花卉及棉花生产对发展农村经济, 增加农民收入, 丰富人民的菜篮子, 改进人民生活具有举足轻重的作用。穴盘苗移栽是近年才兴起的种植新技术, 它具有缩短生育期, 提早成熟, 提高棉花单产, 具有广阔的推广前景。过去几年温室大棚育出成品苗向大田移栽, 全部是靠人工移栽。穴盘苗自动移栽技术是温室蔬菜或花卉生产实现工厂化和自动化而采用的一种重要的种植方式。当前, 国内穴盘苗移栽的取苗、喂苗环节主要靠手工完成, 劳动强度大, 作业效率低, 不能满足规模化生产的需要, 从而制约了蔬菜生产的发展。因此, 研制开发适合中国国情、结构简单、价格低廉、性能稳定可靠的中小型穴盘苗自动移栽机迫在眉睫, 而移栽机械手是温室穴盘苗移栽自动化的关键部分, 能够完成” 穴盘定位—自动送苗—钵苗抓取—钵苗投放” 这一系列连续动作, 其性能直接影响移栽机的移栽质量。穴盘苗移栽机械手的研究对实现实现温室穴盘苗移栽生产过程自动化、减轻穴盘苗移栽作业的劳动强度、提高作物移栽质量, 推进中国温室农业作物生产机械化和自动化进程, 特别是中国” 十二五”农业发展规划的顺利实施具有重大意义。 1.2 取苗装置的国内外研究现状 国外穴盘苗移栽机取苗装置的技术较成熟, 而且大部分机型开始投入使用, 特别是应用于花卉、蔬菜等经济价值高的作物的大面积移栽, 具有很好的经济价值。国内的研究主要集中在各大高校及科研院所, 且大部分的研究成果只是样机的试制, 尚没有成型的机型投入生产应用。 1.2.1 国外取苗装置研究现状

机械手夹持器设计说明书

本科毕业设计(论文) 题目:机械手夹持器的设计 ________________________ 英文题目:The design of mec hanical hand gripper 学院:________________________ 专业:________________________ 姓名:________________________ 学号:________________________ 指导教师:________________________ 2015年11月12日

毕业设计(论文)独创性声明 该毕业设计(论文)是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 作者签名: 日期:年月日 毕业设计(论文)使用授权声明 本人完全了解XX学院有关保留、使用毕业设计(论文)的规定,即:学校有权保留送交毕业设计(论文)的复印件,允许被查阅和借阅;学校可以公布全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该毕业设计(论文)。保密的毕业设计(论文)在解密后遵守此规定。 作者签名:导师签名:日期:年月日

摘要 本次的设计来源于机械手夹持器设备更新换代基础之上,通过设计出机械手夹持器,从而来满足当今机械手组成部件之一的机械手夹持器各方面性能不足的缺陷。本毕业设计课题来自于企业的生产实际,通过设计出新型机械手夹持器,从而来掌握机械手夹持器的整个设计生产流程,培养工程意识。 我国生产的机械手夹持器从仿制开始起步,近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响,我国目前生产的机械手夹持器的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距,机械手夹持器的生产也是如此,为满足市场需求,开发出一种新型的机械手夹持器势在必行! 本文运用大学所学的知识,提出了机械手夹持器的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验,构建了机械手夹持器总的指导思想,从而得出了该机械手夹持器的优点是高效,经济,并且安全系数高,对提高机械手的工作效率,减少人工投入,增强夹持质量等等起到了很大的作用的结论。 关键词:机械手夹持器机;高效;人工投入;结论

机床上下料机械手设计_说明书(65页)

机床上下料机械手设计_说明书(65页) 机床上下料机械手设计说明书第1章绪论1.1 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置,它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来,随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用,机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作,减轻人类劳动强度,提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用,在机械行业中它可用于零部件组装,加工工件的搬运、装卸,特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前,机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元,它适应于中、小批量生产,可以节省庞大的工件输送装置,结构紧凑,而且适应性很强。当工件变更时,柔性生产系统很容易改变,有利于企业不断更新适销对路的品种,提高产品质量,更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,应用规模和产业化水平低,机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高,从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此,进行机械手的研究设计是非常有意义的。 1.2 设计目的本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合,完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计,能够比较好地体现机械设计制造及其自

动化专业毕业生的理论研究水平,实践动手能力以及专业精神和态度,具有较强的针对性和明确的实施目标,能够实现理论和实践的有机结合。目前,在国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成,劳动强度大、生产效率低。为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术,设计用一台装卸机械手代替人工工作,以提高劳动生产率。本机械手主要与数控车床(数控铣床,加工中心等)组合最终形成生产线,实现加工过程(上料、加工、下料)的自动化、无人化。目前,我国的制造业正在迅速发展,越来越多的资金流向制造业,越来越多的厂商加入到制造业。本设计能够应用到加工工厂车间,满足数控机床以及加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求,从而减轻工人劳动强度,节约加工辅助时间,提高生产效率和生产力。 1.3 国内外研究现状和趋势目前,在国内外各种机器人和机械手的研究成为科研的热点,其研究的现状和大体趋势如下: A.机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机。B.工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,控制柜日见小巧,且采用模块化结构;大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。 C.机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行决策控制;多传感器融合配置技术成为智能化机器人的关键技术。 D.关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计;柔性仿形喷涂机器人开发,柔性仿形复合机构开发,仿形伺服轴轨迹规

机械手毕业论文.

毕业设计论文题目:气动机械手的设计 设计人: 指导教师: 所属院系: 专业班级: 2014年11月10日

第1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

机械手课程设计书

课程设计说明书 2015 年 6 月9 日

目录 摘要 (2) 第1章概述 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2课题的内容和要求 (4) 1.3进度安排 (4) 1.4设计进度安排 (4) 1.5基本要求 (5) 第2章课程设计的总体方案 (6) 2.1总体方案的确定 (6) 2.2 机械结构的设计 (6) 2.3 软件设计 (6) 第3章机械部分设计 (7) 3.1 元器件选型 (7) 3.2 机械结构构件及说明 (7) 3.3 工作台外形尺寸及重量初步估算 (8) 3.4 滚珠选择 (8) 3.5滑块导轨的选择与校核 (8) 3.6 弯曲应力σm的计算 (9) 3.7选择联轴器的考虑因素 (10) 3.8 轴承的选用与校核 (11) 第4章控制系统的设计 (14) 4.1 控制系统硬件电路的设计 (14) 4.2控制系统软件编程设计 (16) 参考资料 (18) 附录一:cad图纸 (19) 附录二:proe图 (20) 附录三:程序 (22)

摘要 机械手技术涉及到电子、机械学、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。随着工业自动化发展的需要,机械手在工业应用中越来越重要。文章主要叙述了机械手的设计过程,文章中介绍了机械手的设计理论与方法。 本课题以52单片机为核心设计,通过AutoCAD,proe技术对机械手进行结构设计,实现所需要的功能。 关键词:机械手、52单片机、AutoCAD、Proe

第1章概述 机械化、自动化已成在现代工业中突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中,加工、装配等生产是不连续的,机器人的出现并得到应用,为这些作业的机械化奠定了良好的基础。 机械手,多数是指程序可变(编)的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置(国内称作工业机械手或通用机械手)。 机械手是一种具有人体上肢的部分功能,工作程序固定的自动化装置。机械手具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势,但功能较少,适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机械手称为专用机械手,而把工业机械手称为通用机械手。 简而言之,机械手就是用机器代替人手,把工件由某个地方移向指定的工作位置,或按照工作要求以操纵工件进行加工。 机械手一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手,也即本文所研究的对象。它是一种独立的、不附属于某一主机的装置,可以根据任务的需要编制程序,以完成各项规定操作。它是除具备普通机械的物理性能之外,还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的,称为操作机。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是专业机械手,主要附属于自动机床或自动生产线上,用以解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外通常被称之为“Mechanical Hand”,它是为主机服务的,由主机驱动。除少数外,工作程序一般是固定的,因此是专用的。 机械手按照结构形式的不同又可分为多种类型,其中关节型机械手以其结构紧凑,所占空间体积小,相对工作空间最大,甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点,成为机械手中使用最多的一种结构形式。 要机械手像人一样拿取东西,最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构;像肌肉那样使手臂运动的驱动-传动系统;像大脑那样指挥手动作的控制系统。这些系统的性能就决定了机械手的性能。一般而言,机械手通常就是由执行机构、驱动-传动系统和控制系统这三部分组成 1.1设计目的 《单片机原理及接口技术课程设计》是机械电子工程专业的学生在完成《单片机原理及接口技术》等专业课程的学习之后,进行综合性设计训练的实践性教学环节。目的是在老师的指导下,使学生通过课程设计,对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查、复习和提

机械手夹持器毕业设计

机械手夹持器毕业设计 第二章 夹持器 2.1夹持器设计的基本要求 (1)应具有适当的夹紧力和驱动力; (2)手指应具有一定的开闭围; (3)应保证工件在手指的夹持精度; (4)要求结构紧凑,重量轻,效率高; (5)应考虑通用性和特殊要求。 设计参数及要求 (1)采用手指式夹持器,执行动作为抓紧—放松; (2)所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为110-120mm/s , 1s 抓紧,夹持速度20mm/s ; (3)工件的材质为5kg ,材质为45#钢; (4)夹持器有足够的夹持力; (5)夹持器靠法兰联接在手臂上。由液压缸提供动力。 2.2夹持器结构设计 2.2.1夹紧装置设计. 2.2.1.1夹紧力计算 手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据,必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。一般来说,加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷(惯性力或惯性力矩)以使工件保持可靠的加紧状态。 手指对工件的夹紧力可按下列公式计算: 123N F K K K G 2-1 式中: 1K —安全系数,由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0,取1.5;

2 K—工件情况系数,主要考虑惯性力的影响,计算最大加速度,得出工作情况 系数 2 K, 2 0.02/1 11 1.002 9.8 a K g =+=+=,a为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值(m/s); 3 K—方位系数,根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定, 手指与工件位置:手指水平放置工件垂直放置; 手指与工件形状:V型指端夹持圆柱型工件, 3 0.5sin K f θ =,f为摩擦系数,θ为V型手指半角,此处粗略计算 3 4 K≈,如图2.1 图2.1 G—被抓取工件的重量 求得夹紧力N F, 123 1.5 1.002439.8176.75 N F K K K Mg N ==????=,取整为177N。 2.2.1.2驱动力力计算 根据驱动力和夹紧力之间的关系式: 2sin N Fc F b a = 式中: c—滚子至销轴之间的距离; b—爪至销轴之间的距离; a—楔块的倾斜角 可得 2sin177286sin16 195.15 34 N F b a F N c ??? ===,得出F为理论计 算值,实际采取的液压缸驱动力'F要大于理论计算值,考虑手爪的机械效率η,一

组合机床上下料机械手控制系统的毕业设计

组合机床上下料机械手控制系统的毕业设 计 1 绪论 在工业生产线中,机械手具有很广泛的用途。它是工作抓取和装配系统中的一个重要组成部分。它的基本作用是从指定位置抓取工件运送到另一个指定的位置进行装配。机械手臂代替了人土的繁杂劳动,并且操作精度高,提高了产品质量和生产效率。 1.1 课题简介 1.1.1 机械手概述 运物件或操作工具的自动操作装置。如图1-1它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻上和原子能等部门。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广在工业生产线中,机械手具有很广泛的用途。它是工作抓取和装配系统中的一个重要组成部分。它的基本作用是从指定位置抓取工件运送到另一个指定的位置进行装配。机械手臂代替了人土的繁杂劳动,并且操作精度高,提高了产品质量和生产效率。 机械手的组成:能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物 图1-1 自动上下料机械手

件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻上和原子能等部门。 1.1.2 国外机械手的现状和发展趋势 目前工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面,无论数量、品种和性能方而还是不能满足工业发展的需要。 在国主要是逐步扩大应用围,重点发展铸造、热处理方而的机械手,以减轻劳动强度,改善作业条件,在应用专用机械手的同时,相应的发展通用机械手,有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。将机械手各运动构件,如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构以及根据不同类型的加紧机构,设计成典型的通用机构,所以便根据不同的作业要求选择不同类型的基加紧机构,即可组成不同用途的机械手。既便于设计制造,有便于更换上件,扩大应用围。同时要提高速度,减少冲击,正确定位,以便更好的发挥机械手的作用。 此外还应大力研究伺服型、记忆再现型,以及具有触觉、视觉等性能的机械手,并考虑与计算机连用,逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。 在国外机械制造业中工业机械手应用较多,发展较快。目前主要用于机床、横锻压力机的上下料,以及点焊、喷漆等作业,它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。 此外,国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力,能反馈外界条件的变化,作相应的变更。如位置发生稍许偏差时,即能更正井自行检测,重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。 视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距仪(即距离传感器)以及微型计算机。工作是电视照相机将物体形象变成视频信号,然后送给计算机,以便分析物体的种类、大小、颜色和位置,并发出指令控制机械手进行工作。 触觉功能即是在机械手上安装有触觉反馈控制装置。工作时机械手首先伸出手指寻找工作,通过安装在手指的压力敏感元件产生触觉作用,然后伸向前方,抓住工件。手的抓力大小通过装在手指的敏感元件来控制,达到自动调整握力的大小。总之,随着传感技术的发展机械手装配作业的能力也将进一步提高。 更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合,从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。 1.1.3 基本工作过程 如图为机械手运动图,机械手的动作过程:手臂 顺时针旋转—手臂下降—手臂右行—手腕顺时针旋

机械手设计本科毕设论文

本科毕业论文 题目:三自由度圆柱坐标型工业机器人设计 学院:机械工程学院 专业:机械制造(辅修) 年级:2009 姓名:李介博 指导教师:赵华洋 完成日期:2012.04.03

三自由度圆柱坐标型工业机器人设计 摘要:在工业上,随着自动控制系统广泛的应用,工业自动化机床控制、计算机系统、机器人等高科技技术也得到了长足的发展。其中工业机器人是相对较新的电子设备,它综合应用了机械电子自动控制等先进技术以及物理生物等学科的基础知识,因而能实现机械化与自动化的有机结合而广泛应用与工业生产的各个部门,逐步的改变现代化工业面貌。 工业机器人是一种机体独立,动作自由度较多,程序可灵活变更,能任意定位,自动化程度高的自动操作机械。主要用在自动加工线和柔性制造系统中传递和装卸的工件或夹具。工业机器人以刚性高的手臂为主体,与人相比,可以有更快的运动速度,可以搬运更重的东西,而且定位精度相当高,它可以根据外部来的信号,自动进行各种操作。 本设计为三自由度圆柱坐标型工业机器人,其工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。在控制器的作用下,它可执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线这一简单的动作,本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。 关键词:三自由度;圆柱坐标;工业机器人;自动化

Three degrees of freedom cylindrical coordinate industrial robot design Abstract: In industry, along with the automatic control system of a wide range of applications, industrial automation machine control, computer systems, robots and other high-tech technology are also got rapid progress. Including industrial robot is relatively new electronic equipment, it comprehensive application of mechanical and electronic automatic control and other advanced technology and physics biological sciences foundation knowledge, and can therefore realize mechanization and automation organically and is widely used in industrial production of various sectors, gradually change modern industrial outlook. Industrial robot is a body independent of freedom movements, the program can be more flexible changes, can arbitrary positioning, high automation automatic operate machinery. Mainly used in automatic processing lines and flexible manufacturing system transfer and loading and unloading work piece or fixture. Industrial robot arm with rigid high for the subject than people, can have faster movement speed, can carry more weight, and positioning accuracy quite high, and it may, according to the signals, automatic external to operate. This scheme introduced a cylindrical robot for three degree of freedom. It is composed of two linear axes and one rotary axis current control only allows these devices move from one assembly line to other assembly line in space, perform relatively simple tasks. This paper is more comprehensive introduction and summing-up for the for the whole design work. Key words: three degrees of freedom; cylindrical; industrial robot; automation

机械原理课程设计(机械手)..-共15页

设计任务书 (3) 1执行机构的选择 (4) 1.1升降、摆动、伸缩机构的选择 (5) 1.2 升降机构、伸缩机构 (6) 1.3夹持机构的选择 (7) 2传动方案的确定 (8) 2.1 传动类型的确定及传动简图 (8) 2.2 确定总传动比 (8) 3电动机的确定 (9) 3.1 电动机容量的确定 (10) 3.2 电动机转速的确定 (10) 4总体方案的确定 (12) 4.1 机械手系统运动简图 (12) 4.2 机械手运动循环图 (12) 5凸轮尺寸设计 (10) 6设计体会与小结 (14) 7参考文献 (15)

设计任务书 1)设计的目的 械设计课程设计是为机械类专业和近机械类专业的学生在学完机械设计及同类课程以后所设置的实践性教学环节,也是第一次对学生进行全面的,规范的机械设计训练。其主要目的是: a)培养学生理论联系实际的设计思想,训练学生综合运用机械设计课 程和其他选修课程的基础理论并结合实际进行分析和解决工程实际问题 的能力,巩固、深化和扩展学生有关机械设计方面的知识。 b)通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械设计,使学生掌握 一般机械设计的程序和方法,树立正面的工程大合集思想,培养独立、 全面、科学的工程设计能力。 c)课程设计的实践中对学生进行设计基础技能的训练,培养学生查阅 和使用标准规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘 图、数据处理、计算机辅助设计等方面的能力。 2)设计的任务 械设计械手从工件架上抓起工件,然后送人工作台进行加工。机械手完成以下动作: a)水平面内转30度,上升100mm,前进50mm; b)机械手的夹持器还有夹紧和放松动作。 3)原始数据 机械手工作频率:20r/min 升降0.3kw,摆动0.1kw,伸缩0.1kw,夹持0.2kw。 4)设计内容 a)原动方案的选择和确定 b)传动方案的分析和拟定 c)电动机的选择 d)绘制运动简图和运动循环图 e)机构的设计 f)设计计算说明书的整理和编写 g)总结和答辩

小型夹持式机械手及手臂设计

1 绪论 1.1课题研究的目的和意义 机器人是人类很早就梦想制造的、具有仿生性且处处听命于人的自动化机器,它可以帮助人类完成很多危险、繁重、重复的体力劳动。机器人技术是现代科学技术高度集成和交融的产物,它涉及机械、控制、电子、传感器、计算机、人工智能、知识库系统以及认识科学等众多学科领域,是当代最具有代表性的机电一体化技术之一。人类文明的发展、科技的进步已和机器人的研究、应用产生了密不可分的关系。为了适应社会的需求,各院校都比较重视机器人技术和控制技术等课程在机械设计及其自动化专业的开设,使培养的学生懂得机器人设计方面的技术。经过40多年的发展,现代机器人技术在工业、农业、国防、航空航天、商业、旅游、医药卫生、办公自动化及生活服务等众多领域获得了越来越普遍的应用。机器人技术不断进步与创新,所到之处使整个制造业乃至整个社会都发生了和正在发生着翻天覆地的变化。机器人是最具代表性的现代多种高新技术的综合体,它可以从某个角度折射出一个国家的科学水平和综合国力。由于社会的需求,造就了一批从事设计、开发和使用机器人的高级人才。而设计和开发的基础,是对机器人机械系统、感知系统和控制系统等的理解和掌握,才能较好的使用其中的资源来进行设计。故此本文介绍了机器人设计的基本理论,讨论了机器人本体基本结构的相关内容,描述了机器人控制器和传感器等的基本原理,然后再介绍机器人轨迹规划和静力分析方面的知识,使学生既懂得怎样设计一个机器人,同时能熟练地运用此设计理论。 机器人技术是现代科学技术高度集成和交融的产物,计算机技术的不断肩部和发展使机器人技术的发展一次次达到一个新的水平。机器人涉及机械、控制、电子、传感器、计算机、知识库系统以及认识科学等诸多学科领域,成为高科技中极为重要的组成部分。人类文明的发展、科技的进步已和机器人的研究、应用产生了不可分的关系。机器人技术是当代最具代表性的机电一体化技术之一。机器人已广泛地应用于工业、国防、科技、生活等各个领域。机器人在现代工业中应用得特别广泛,而其与外界环境直接接触的部分是机械手,它可以代替人手,与外界环境中有毒以及有害的物质直接接触以减少对人

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