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办公打印机整箱码垛机械手的设计【气动】【四自由度】【5张图纸】【优秀】办公打印机整箱码垛机械手的设计【气动】【四自由度】【5张图纸】【优秀】 -- 50 元

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办公打印机整箱码垛机械手的设计开题报告.doc
办公打印机整箱码垛机械手的设计论文.doc
手臂伸缩手腕回转部分.dwg
手臂升降回转.dwg
活塞杆.dwg
缸体.dwg
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编号:201404180859402507       格式:RAR    上传时间:2014-04-18
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办公 打印机 整箱码垛 机械手 设计 气动 自由度 图纸
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办公打印机整箱码垛机械手的设计

33页 16000字数+说明书+开题报告+5张CAD图纸

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办公打印机整箱码垛机械手的设计开题报告.doc

办公打印机整箱码垛机械手的设计论文.doc

手臂伸缩手腕回转部分.dwg

手臂升降回转.dwg

活塞杆.dwg

缸体.dwg

装配图.dwg


摘  要

   工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平,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。目前工业机械手主要承担着焊接、喷涂、搬运以及码垛等重复性并且劳动强度较大的工作。本文简要介绍了工业机器人的概念,机械手的组成和分类,气动技术的特点及国内外发展状况,本文主要对机械手进行了总体结构设计,确定了机械手的技术参数。同时,设计了机械手的手部结构、腕部结构及机械手的升降臂和回转臂结构,研究了机械手的气动系统。


关键词:工业机器人;机械手;码垛


目  录


1 绪论1

1.1 课题背景及研究意义1

1.2 国内外相关研究情况1

 1.2.1 国内机器人研究情况1

 1.2.2 国外机器人研究情况2

1.3 机械手的组成和分类2

 1.3.1 机械手的组成2

 1.3.2 机械手的分类5

1.4 本课题研究的主要内容6

1.5完成本课题的工作方案及进度计划7

1.6毕业设计的工作量要求7

2 机械手的设计方案8

2.1 机械手的座标型式与自由度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8

2.4 机械手的手臂结构方案设计8

2.5 机械手基座部分设计8

2.6 机械手的驱动方案设计9

2.7 机械手的技术参数9

3 手部结构设计10

3.1 夹持式手部10

3.2 手部设计的基本要求10

 3.2.1 应具有适当的夹紧力和驱动力10

 3.2.2 手指应具有一定的开闭范围10

 3.2.3 应保证工件在手指内的夹持精度10

 3.2.4 要求结构紧凑、重量轻、效率高10

 3.2.5 应考虑通用性和特殊要求11

3.3 手部驱动气缸的设计11

4 手腕结构设计14

4.1 手腕的自由度14

4.2 手腕的驱动力矩的计算14


 4.2.1 腕部回转支承处的摩擦力据14

 4.2.2 手腕转动件和工件的偏重对转动轴线所产生的偏重力矩14

 4.2.3 克服启动惯性所需的力矩15

 4.2.4 回转缸的动片与缸径、定片、端盖等处密封装置的摩擦阻力矩15

5 臂部结构设计17

5.1 臂部设计的基本要求17

 5.1.1 臂部应承载能力大、刚度好、自重轻17

 5.1.2 臂部运动速度要高,惯性要小17

 5.1.3 手臂动作应该灵活17

5.2 手臂伸缩与手腕回转部分18

 5.2.1 结构设计18

 5.2.2 导向装置18

 5.2.3 手臂伸缩驱动力的计算19

5.3 手臂升降和回转部分19

 5.3.1 结构设计19

5.4 手臂伸缩、升降用液压缓冲器20

5.5 手臂回转用液压缓冲器20

6 基座结构设计22

7 结论23

参考文献24

致谢26


设计技术参数:

       抓重:6.5kg

         自由度数:4个自由度

         坐标型式:圆柱坐标

         最大工作半径:3000mm

         手臂最大中心高:

         手臂运动参数: 伸缩行程:500mm

           升降行程:660mm

           回转范围:

           回转速度:

         手腕运动参数: 回转范围:

           回转速度:

         手指夹持范围:250mm*380mm*220mm

         定位方式:可调机械挡块

         定位精度:

         缓冲方式:液压缓冲器

         驱动方式:气压传动

         控制方式:点位程序控制



   (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部。夹持式手部由手指(或手爪) 和传力机构所构成。手指是与物件直接接触的构件,常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单,制造容易构件,故应用较广泛平移型应用较少,其原因是结构比较复杂,但平移型手指夹持圆形零件时,工件直径变化不影响其轴心的位置,因此适宜夹持直径变化范围大的工件。

   手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)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:手指有外夹式和内撑式;指数有双指式、多指式和双手双指式等。

   而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。传力机构型式较常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母多,式弹簧式和重力式等。

   附式手部主要由吸盘等构成,它是靠吸附力(如吸盘内形成负压或产生电吸磁力)吸附物件,相应的吸附式手部有负压吸盘和电磁盘两类。

   对于轻小片状零件、光滑薄板材料等,通常用负压吸盘吸料。造成负压的方式有气流负压式和真空泵式。

   对于导磁性的环类和带孔的盘类零件,以及有网孔状的板料等,通常用电磁吸盘吸料。电磁吸盘的吸力由直流电磁铁和交流电磁铁产生。

   用负压吸盘和电磁吸盘吸料,其吸盘的形状、数量、吸附力大小,根据被吸附的物件形状、尺寸和重量大小而定。

   此外,根据特殊需要,手部还有勺式(如浇铸机械手的浇包部分)、托式(如冷齿轮机床上下料机械手的手部)等型式。

   2、手腕

   是连接手部和手臂的部件,并可用来调整被抓取物件的方位(即姿势)。

   3、手臂

   手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件,并按预定要求将其搬运到指定的位置。工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源(如液压、气压或电机等)相配合,以实现手臂的各种运动。

   手臂在进行伸缩或升降运动时,为了防止绕其轴线的转动,都需要有导向装置,以保证手指按正确方向运动。此外,导向装置还能承担手臂所受的弯曲力矩和扭转力矩以及手臂回转运动时在启动、制动瞬间产生的惯性力矩,使运动部件受力状态简单。

   导向装置结构形式,常用的有:单圆柱、双圆柱、四圆柱和V形槽、燕尾槽等导向型式。

   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,手臂的回转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。机械手的立往通常为固定不动的,但因工作需要,有时也可作横向移动,即称为可移式立柱。

   5、行走机构

   当工业机械手需要完成较远距离的操作,或扩大使用范围时,可在机座上安装滚轮、轨道等行走机构,以实现工业机械手的整机运动。滚轮式行走机构可分为有轨的和无轨的两种。驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。

   6、机座

   机座是机械手的基础部分,机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上,故起支撑和连接的作用。

   (二)驱动系统

   驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置,通常由动力源、控制调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压传动、气压传动、电力传动和机械传动等四中形式。

   (三)控制系统

   控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种,它支配着机械手按规定的程序运动,并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间),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。


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biyesheji上传于2014-04-18

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