基于轮胎夹持机械手设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 本设计是关于车床的机械手设计，在日常工作生产中机械手的运用是非常广泛的可以说是一种必不可少的科技产品 ,机械手是一种模仿人手的结构而设计的一种零件 ,在日常工作中它可以根据人们发送的指令来完成一系列的工作，所以它的灵活度十分的高运用很广泛。与此同时，也说明了工业机械手可以完成人们完成不了或者很危险的工作，比如，工业机械手可以代替人们做一下复杂精密的工作，这不仅可以减少 失误 ,还可以大大提高了工作的效率 ,有利于社会更快的发展，与此同时，比如一些很危险的工作，比如在车床上切钢板，如果让人工来操作，那么就会显的 很危险，所以这时候让机械手来代替人工那么危险系数会大大的降低，所以机械手的运用必不可少。工业生产的大型工件的运用和操作，此时人工来操作的话会很困难，但是如果编写程序让机械手来操作那么工人只要按一下按钮就可以轻松的操作机械手来完成一系列复杂的工作了。与此同时，对于一些十分严酷的环境，如果人工操作的话会显十分的。更现实的优势 ,具有广阔的应用前景。流水线车床生产是未来生产行业的一个必然的趋势，如果把机械手运用到这个领域中那么就会大大降低工作时间，大大提高工作效率，所以在目前的这个领域里，对于机械手的开放利用，是一 个重大的商机，更是一个大的趋势，因为在目前的生产环境，该产品是必不可少的设备。所以就这点来说，我国要大力发展机械电子方面，这个领域在未来有着不可替代的作用，如果大买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 力发展了这个专业那么我国未来的机械电子行业，各种高科技行业都会有着更有力的发展。另一方面人才是这个领域的核心，所以 要大力培养相关方面的人才才有可能让我国在这个领域里越来越强大。并且通过发展自己的国家研究和开发，使其可成为机械行业的良好发展动力。 对于这个设计来说，手的设计是关键中的关键，人类的手可以完成大量超凡复杂的工作，所以我们所制作的机械手也 要这个方面的能力，有着超高的灵活度，那么机械手就可以完成一系列大量的工作，而且还进一步的开发了电子机器人可以执行许多操作。只有本发明，谁是从繁重的劳动中逐渐的工对于人类来说无法完成或者危险的工作，那么机械手是一个很好的代替。让更多的人解放出来了，加入了许多机械电子零件的部分，不仅减少了人力，还大大缩小了工作的时间，对于一个企业来说这个方面的创新不仅可以节约成本还可以提高效率，真是两全其美。我相信大部分的工厂都愿意做这件事情。因为这时不仅节省了时间，同时也降低了企成本。 这个主题的汽车计算机辅助设计技术的应用 ,机械和液压原理设计的总体方案设计 ,已经清楚的坐标机械手和自由形式和机械手的技术参数。和设计夹紧机械手手结构 ,结构手腕、手臂结构。所以它可以执行实际生产自动上料运动 ,根据满足生产力的需求是机械手的运动速度。 关键词 ： 机械手；手部设计；结构设计； 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is of in of is a is a of is a of of a of a s it to in to to a of so its of At do be or as to do of at as as on if is so to so so of is of of to be if to a of At 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 if of is an of if in so in so is of it is a in is as an in if in in of a On is of is to in in is of be a of of is of do a of so we a of a of of is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 be or is a to an is of I of to do at of of of of of of So it of to of is of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 第一章 前言 . 1 业机械手的分类 . 1 胎夹持机械手的设计背景 . 1 胎夹持机械手的组成及作用 . 2 成 . 2 用 . 4 业设计章节内容 . 5 第二章 轮胎夹持机械手的传动系统设计 . 6 胎夹持机械手的设计关键技术参数 . 6 动方案设计 . 6 理设计 . 6 机的选择 . 7 机的功率选择 . 7 机的品牌及型号确定 . 8 第三章 轮胎夹持机械手的主体部分结构设计 . 10 器人连接部分基座的结构设计结构 . 10 胎夹持机械手手指部分的结构设计 . 11 指的结构 . 11 指内部压力传感器的设计 . 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第四章 基于 件进行轮胎夹持机械手的建模及装配. 14 4.1 件建模与装配概述 . 14 用 件进行零件设计（以伺服滑台的零件中的一个为例） . 14 用 件进行零件装配 . 15 毕业设计感想 . 19 致谢 . 20 参考文献 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 前言 业机械手的分类 工业机械手按照用途可以分为专用机械手和通用机械手。 工业机械手按控制型式可以分为点位控制型机械手和连续控制型机械手。 机械手型式较多，从手臂坐标的型来说，基本有四种基本的型式，分别是 :直角坐标式，圆柱坐标式，球坐标式和关节式等。 直角坐标式机械手 这种型式的机械手结构简单、运动直观、便于实现高精度。占据空间位置大，工作范围较小是缺点。 圆柱坐标式机械手 圆柱坐 标式机械手又称为回转型机械手，是应用最多的一种型式，它适用于搬运和测量工件。 球坐标式机械手 一个旋转运动、两个旋转运动以及两个旋转运动加一个直线运动，与回转型机械手相比，在占有同样空间位置的情况下，其工作范围扩大了。 关节式机械手 关节式机械手又称屈伸型机械手，是一种适用于靠近机体操作的机械手。它象人手一样有肘，可实现多个自由度，动作比较灵活，适于在夹窄空间工作。关节式机械手的特点有 :大臂和小臂的摆动，以及肘关节和肩关节的运动 ;它具有上肢结构，可实现近似于人手操作的技能。 胎夹持机械手的设计背 景 目前很多企业采取人工搬运，在一些简单重复尤其是比较笨重的操作中，用机械手替代人进行工作，可以避免因为疲劳操作或失误而导致的人身事故。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 知名轮胎企业米其林现在仍然有人工搬运轮胎，固特异也是如此，并不能完全采用自动化流程来降低人工消耗。 人工缺点： 生产效率低下，不能及时的搬运成品轮胎，导致轮胎推积。 大型车轮胎重量基本在 50右，需要工人有良好的体力，长时间搬运导致工人体力不足，容易造成人身事故。 橡胶轮胎生产过程中，必定产生有毒有害气体，对工人的身体健康造成不可逆的影响。 基于上述缺点，机械自 动化流程是必要的，轮胎夹持机械手的应用也会随着发展而普及。 胎夹持机械手的组成及作用 轮胎夹持机械手系统包括关节机器人、前端夹持器、控制系统，本设计组要根据前端夹持器进行设计。 轮胎前端夹持器的组成动力装置、检测装置、传动装置、执行装置 机械手按驱动方式分为液压式，气动式，电动式，机械式机械手；按适用范围可以分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹可以分为点为控制和连续轨迹控制机械手等。 （ 1）电动驱动 精确度高 节省能源 精密控制 改善环保水平 降低噪音 节约成本 （ 2）气压驱动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 优点 空气作为介质。 空气的粘度很小，损失也很小。 过载保护。 缺点 由于空气具有可压缩性。 因为工作压力低（一般为 总输出力不宜大于 10 40 噪声较大，在高速排气时要加消声器。 气动装置中的气信号传递速度在声速以内比电子及光速慢。 （ 3）液压驱动 优点 有很大的力矩惯量比，体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活。 速度、扭矩、功率均可无极调节。 元件的自润滑性好。 缺点 液压传动不能得到严格的传动比 不适宜远距离传动。 在 高温和低温条件下，采用液压传动有一定的困难。 液压元件制造精度要求高，给使用与维护保养带来一定困难。 发生故障不易检查。 根据工件要求，被加持物体体积较大，重量较重，选择电机驱动机构提供加持力。而液压和气压虽然可以提供较大的动力源，但是没有电机驱动简单、方便。而且电机拆装方便，价格低廉。因此综上所述，动力源选择电机驱动。 控制系统是通过机械手每个自由度的电机控制，来完成特定动作。同时接受传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。 传感器分为内部状态传感器和外部状态传感器 （ 1） 内部状态传感器分为位置 传感器和角度传感器 （ 2）外部传感器： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 物体识别传感器主要是通过视觉和触觉来感知 物体探测传感器主要应用在光电开关和超声波 距离传感器应用在摄像机等领域 力传感器是本设计主要用到的传感器，能感知工作中力的大小，避免力量过大将工件破坏。 （ 1）链传动工作特点 链传动是由两个具有特殊齿形的链轮和一条挠性的闭合链条所组成的。 （ 2）齿轮传动 齿轮传动是一种啮合传动 （ 3）蜗杆传动原理 蜗杆传动主要由两根蜗杆组成 蜗杆传动主要特点： 速比大 传动平稳 有自锁作用 效率低 本设计采用蜗杆传动，由两个蜗杆带动夹手的移动。 手部 既直接与工件接触的部分，一般是回转型或平动型，手部多为两指。根据需要分为外抓式和内抓式两种；也可以用负压式或真空式的空气吸盘和电磁吸盘。 本设计采用平动型，外抓式。 应用机械手有利于实现材料的传动、工件的装夹、从而可以提高劳动生产效率和降低生产成本。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 在高温、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，应用机械手就可以完成部分或者代替人安全的完成工作，从而改善劳动条 件。 应用机械手代替人进行工作，是减少人力的另一个优势。 业设计章节内容 第一章 前言 第二章轮胎夹持机械手的传动系统设计 第三章 轮胎夹持机械手的主体部分结构设计 第四章 基于 件进行轮胎夹持机械手的建模及装配 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第二章 轮胎夹持机械手的传动系统设计 胎夹持机械手的设计关键技术参数 本机械手的夹持工件 1、轮胎的重量 300、夹手具备抓取轮胎的直径范围在： 255胎的厚度： 100- 150、机械手的夹持速度 s 动方案设计 本设计方案采用如下的原理图见图 理图 工作原理说明：在电机 1的驱动下，扭矩经过减速器 2以及齿轮的减速后，将扭矩传给轴 4，轴 4 是由两个旋向相反的丝杠组成，丝杠 5、 9 上分别安装螺母，当轴 2沿不同方向转动时，可以实现螺母的同时分离和靠拢，因为螺母上安装着手指，所以能够实现对工件的加紧和松开。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 机的选择 机的功率选择 根据参数要求，轮胎重 量为 30最低标准为 50胎的 =50 在工件被加紧时，应取需要夹紧力最大的情况，为标准情况。 F f K G 夹紧力 摩擦系数 安全系数 工件因为夹手在夹取的过程中，没有冲击力，所以工作平稳，此时查机械手册可知，工作安全系数， 因为抓取时是轮胎与工件的接触，所以查询机械设计手册可知摩 擦系数 带入数据， 0 . 1 1 . 2 5 0 9 . 8F 可得出夹紧力 由于本次设计采用丝杠螺母结构，两手指上的夹紧力分别为 查机械设计手册得出 轴 =轴器 =杠 =轮 =速器 =丝 杠= 5880 42 =3984 总 =减速器 轴 齿轮 轴 =径 32 杠参数表 丝杠型号 d I A B L H Z 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 32 10 0 65 12 145 51 0 80 12 80 65 9 0 80 12 102 65 9 0 80 12 105 65 9 0 80 12 122 65 9 0 0 80 12 162 65 9 根据参数表确定导程。 可求 T 带入数据得 3 9 8 4 0 . 1 2 5 0 . 0 59550P N I = =125 V=N I 速度 电机功率 P/总效率 电机功率 =543W 所以本次设计采用 750W 电机，选择三洋电机，拟定 电机的品牌及型号确定 电机的品牌：三洋电机 型号确定： 机好处： （ 1）直流无刷变频电机拥有节能、降噪的明显优势。 （ 2）就技能方面而言，因其采用直流变频，从而降低了电耗。 （ 3）降噪方面的优势，直流无刷变频电机因其采用无刷技术，相比传统的有刷电机，在降噪方面解决了有刷电机在换向时产生火花和碳刷产生的噪音。 三洋直流无刷变频电 机因其超前的性能优势，现已广泛用于三洋系列产品上，在节能、环保方面也走在了同行业的前列，所以说一个成功的技术研发会给买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 一个行业带来新鲜的血液，让这个企业永远保持着生命力，毫无疑问，三洋无刷变频电机做到了这一点。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 第三章 轮胎夹持机械手的主体部分结构设计 器人连接部分基座的结构设计结构 采用沈阳新松通用型工业机器人 210业机器人 图 业机器人 机器人链接法兰见图 兰参数图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 机器人参数见图 器人参数图 胎夹持机械手手指部分的结构设计 指的结构 机械加持手采用 以确保工件在被加紧时有最大的夹紧力，保证工件不会在被加紧时脱落，避免损坏工件。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 图 指结构 手指采用此种设计方案，两个手指分别链接在左旋右旋丝杠上，可实现同时加紧和松开。 本文所采用的采用欧姆龙 纹透过型光钎传感器。传感器的外观及传感器的参数如图 在机械夹手工作过程中，必须要确保工件不会被夹手的夹紧力所 损坏，此时就必须要在机械夹手上添加传感器，以保证工件不会被机械夹手所损坏，这是设计机械夹手所必备的元件。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 图 感器图 优点： 标准的螺纹形状。在支架上开孔，使用螺母安装。 直角型的电缆可沿壁面接线，因此拥有不易钩挂的优点。 传感器参数图见图 感器参数图 该传感器的作用： 抓取过程中，当夹手夹紧力轮胎时，传感器向总控发出夹紧信号，当总控系统接到该信号时候，会向机器人发出控制信号，机器人可以将轮胎移开。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 第四章 基于 4.1 件建模与装配概述 的子公司，专门负责研发与销售视窗产品。 用 件进行零件设计 运用 模以机械夹手的手臂板为例进行建模， 图 臂板 图 臂板 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 图 臂板 本文运用 件将模型中的其他零部件按照此步骤逐一设计，可得到所有零部件的部件的 ，为后续的夹手的装配做足准备。 用 件进行零件装配 将上述的 件建模完成的零件进行装配，本文以导轨为例，运送 首先，新建装配体。点击【新建】后出如图 择对话框中的【装配体】按钮，并且点击对话框中的【确定】按钮，完成模型的建立。 图 建对话框 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 插入首个装配体零件。在点击确定后，进入 配界面中，在装配界面出现装配操作对话框如图 示，点击下方浏览插入的零件 /装配体按钮，将对应的零件模型插入到 图 览对话框 插入其他的模型，重复的操作上述的插入过程，可以完成零件的插入到次操作插入滑块的零件，如图 图 块导轨 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 设置零件的配合。在软件左上方配合按钮是帮助装配的，在点击配合后，分别选定两零件的接触面。本文使用的配合包含到【宽度】及【对齐】配合等，具体选择的表面图 图 轨接触面 图 块接触面 按照上述的配合的关系完成表面的装配 完成两个零件的装配。装配的形式如图 图 块导轨配合 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 将 建立的零件图，逐一在软件中进行装配，得到最终的轮胎夹持机械手模型。装配体的最终的形式如图 示。 图 械夹手 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 毕业设计感想 将近一个季度的毕业设计转眼间已经到了扫尾阶段，在这小半年的的设计学习过程中，我取得了前所未有的长足进步，这都要归功于这一阶段帮助过我的老师和同学。 我所选的毕业设计，也就是机械手的设计这个课题，是我以前从来没有涉及过的。我觉得他完全 是一个陌生者，但如今