中成药瓶盖旋紧机械手设计【12张图纸】【优秀】

中成药瓶盖旋紧机械手设计

45页 25000字数+说明书+12张CAD图纸+12张CAXA图纸

中成药瓶盖旋紧机械手设计说明书.doc

动片.dwg

动片.exb

升降缸后盖.dwg

升降缸后盖.exb

回转缸.dwg

回转缸.exb

夹紧缸.dwg

夹紧缸.exb

新盖子.dwg

新盖子.exb

活塞.dwg

活塞.exb

液压控制系统.dwg

液压控制系统.exb

特别轴.dwg

特别轴.exb

花键轴图.dwg

花键轴图.exb

装配图.dwg

装配图.exb

轴承安装筒.dwg

轴承安装筒.exb

连轴器.dwg

连轴器.exb

摘  要

　　　随着现代机械工业的不断发展，科学技术日新月异，尤其是微机单片机等技术的出现以及他们的优越的性能不断完善，还有现代测试技术的渗透发展，为了能在21世纪激烈的竞争中立于不败之地，对各行各业提出了更高的要求，尤其是科技含量还有就是效率，效率决定竞争的胜败，因此很多传统的手工作业，特别是机械行业必须要求用现代化、自动化的机械代替人的工作，这样可以节省人力，提高效率，提高竞争力。因此就出现了工业机器人，可以代替人做不同的工作。后来为了使机器人更加专用化，减少成本，简单化，又要求一种特别的机器人，专用机械手就是其中一个。在这里我将设计一个药瓶盖旋紧机械手，他是一个集机械、电气、测试、微机于一体的典型的机电一体化产品。由机械部分作为他的执行机构，电气和液压作为驱动机构，各种传感器和电位器作为测试元件，单片机作为控制机构的一个专用机械手。本设计本着简单、实用、经济、高效的原则，仅是为瓶盖旋紧而特地设计的专用机械手，他只有三个自由度，包括手臂的升降、手臂的旋转还有手腕的旋转的三个自由度。他是由液压控制手臂的升降、回转和手指的夹紧放松，用步进电机实现旋紧动作，用压力传感器测定是否夹紧，防止夹坏或者夹不稳。这种设计既简单又能实现所要的功能，是一个圆柱坐标式机械手。本论文将对这个专用机械手进行方案的设计、分析、比较然后确定最优方案，还要进行强度硬度等有关的校核、以及尺寸的确定，最后画出总装配图。

关键词：专用机械手；旋紧；单片机控制；混合驱动；计算校核

目    录

引言1

1  绪论3

1.1 机械手设计的目的3

1.2 机械手设计的内容3

1.3 机械手设计的要求3

2  机械手的方案选择4

2.1 机械手的组成4

2.1.1执行机构4

2.1.2驱动机构5

2.1.3控制系统5

2.1.4基体6

2.2 方案的比较选择6

2.2.1手部的选定6

2.2.2腕部的选定7

2.2.3臂部的选定8

2.2.4驱动系统的选定9

3  计算校核12

3.1 计算机械手手部的夹紧驱动力12

3.2 腕部回转力矩的计算14

3.3 臂部与机身的计算15

3.3.1手部作升降运动的液压缸驱动力的计算15

3.3.2手臂回转液压缸的计算17

4  驱动的选择19

4.1 液压控制部分19

4.1.1液压控制简介19

4.1.2液压系统传动方案的确定19

4.2 步进电机控制部分25

4.2.1步进电机的介绍25

4.2.2选择步进电机28

4.2.3选择步进电机的联轴器29

4.2.4步进电机的驱动方式选择30

5  检测和控制32

6  设计总结34

谢  辞35

参考文献36

附录137

附录238

中成药瓶盖的旋紧机械手设计的有关参数

规格参数：

自由度数：3个

坐标形式：直角坐标

工作半径：565mm

手臂运动参数：

升降行程：280mm

升降速度：＜60mm/s

回转范围：0～120°

回转速度：＜90°/s                                                                                                                                        

手腕的运动参数：

回转速度：300r/min

手指的夹持范围：φ15mm～φ60mm

位置检测：用电位计反馈式

驱动方式:液压与电气混合驱动

控制方式：单片机控制

主要参数

㈠、规格参数

自由度数：3个

坐标形式：直角坐标

工作半径：565mm

㈡、手臂运动参数：

升降行程：280mm

升降速度：＜60mm/s

回转范围：0～120°

回转速度：＜90°/s

㈢、手腕的运动参数：

回转速度：300r/min

手指的夹持范围：φ15 mm ～φ60 mm

　　　位置检测：用电位计反馈式

驱动方式:液压与电气混合驱动

控制方式：单片机控制。

三、工作过程

①  开关打开，启动机械手各个驱动等待工作信息，检测是否瓶盖出来了，有则开始工作，机械手的升降液压缸驱动手臂下降（设定原始位置为瓶盖上方）；

②  当接近传感器发出信号已经接近时，同时信号发到控制器，夹紧缸开始工作，让常开手指开始夹紧瓶盖；

③  夹紧完毕，信号发到控制器手臂上升到原来的高度，缓冲停止；

④  发出信号，让回转缸的控制阀得电，回转缸开始工作，转过90°（瓶子的 位置的正上方），缓冲停止；

⑤  升降缸获得信号，开始下降到瓶子的上方附近，传感器又发出信号检测是否对准，反馈到控制器马上进行调整；

⑥  确认对准，步进电机开始转动，转动的同时机械手缓慢下降，旋紧瓶盖，通过检测扭矩来控制旋紧力的大小；

⑦  松开手指；

⑧  机械手的升降缸驱动上升到原来的高度；

⑨  回转复位；

⑩  进行下一个回合。

　　　该机械手就是安装以上的工作模式进行工作的。