2012毕业设计任务书

题目 1、 机械手的手腕结构与手臂结构设计（ CAD 图） 机械手的手腕结构方案设计 考虑机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转气缸。 机械手的手臂结构方案设计 按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和升降(或俯仰 )运动。手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。 机械手的主要参数 1、主参数机械手的最大抓重是其规格的主参数，目前机械手最大抓重以 10 公斤左右的为数最多。故该机械手主参数定为 10 公斤，高速动作时抓重减半。使用吸盘式手部时可吸附 5 公斤的重物。 2、基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。操作节拍对机械手速度提出了要求，设计速度过低限制了它的使用范围。而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。 该机械手最大移动速度设计为 1.2m/s，最大回转速度设计为 1200 /s，平均移动速度为 lm/s，平均回转速度为 900 /s。 机械手动作时有启动、停止过程的加、减速度存在，用速度一行程曲线来说明速度特性较为全面，因为平均速度与行程有关， 故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。 除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。在这种情况下宜采用自动传送装置为好。根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为 600mm,最大工作半径约为 1500mm，手臂安装前后可调 200mm。手臂回转行程范围定为 2400(应大于 180 否则需安装多只手臂 )，又由于该机械手设计成手臂安装范围可调，从而扩大了它的使用范围。手臂升降行程定 为 150mm。 定位精度也是基本参数之一。该机械手的定位精度为土 0.5 lmm 机械手的技术参数列表 一、用途 : 用于 100 吨以上冲床上下料。 二、设计技术参数 : 1、抓重 10 公斤 (夹持式手部 ) 5 公斤 ( 气流负压式吸盘 ) 2、自由度数 4 个自由度 3、座标型式 圆柱座标 4、最大工作半径 1500mm 5、手臂最大中心高 1380mm 6、手臂运动参数 伸缩行程 600mm 伸缩速度 500mm/s 升降行程 200mm 升降速度 300mm/s 回转范围 0 240 回转速度 90 7、手腕运动参数 回转范围 0 180 回转速度 180 /s 8、手指夹持范围 棒料 : 80 150mm 片料 : 面 积不大于 0.5m Z 9、定位方式 行程 开 关 或可调机械挡块等 10、定位精度 士 0.5mm l1,缓冲方式 液压缓冲器 12.驱动方式 气压传 动 13、控制方式 点位程序控制 (采用 PLC) 题目 2、 机械手的手腕结构与手臂结构的 驱动设计 手臂的各种运动由气缸 或液压 来实现。 设计出了机械手的气动 或液压 系统，绘制了机械手气压 液压 系统工作原理图 。 题目 3、机械手的手腕结构与手臂结构设计的 控制设计 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。 题目 4、 过渡支架的三维设计 及加工工艺规划 题目 5、机器人的 RV 减速器设计（ UG、 CAD） RV 减速器的结构分析 本课题研究的减速器型号为 RV-6A ，用于 120kg 点焊机器人上，其额定工况是输入转速 1500r/min，负载为 58Nm，下图为利用 UG 生成的该 型号 RV 减速器的爆炸图，主要由齿轮轴、行星轮、曲柄轴、转臂轴承、摆线轮、针轮、刚性盘及输出盘等零部件组成。 一、零部件介绍 (l）齿轮轴：齿轮轴用来传递输入功率，且与渐开线行星轮互相啮合。 (2）行星轮：它与转臂（曲柄轴）固联，两个行星轮均匀地分布在一个圆周上，起功率分流的 作用，即将输入功率分成两路传递给摆线针轮行星机构。 (3）转臂（曲柄轴） H：转臂是摆线轮的旋转轴。它的一端与行星轮相联接，另一端与支撑圆盘相联接，它可以带动摆线轮产生公转，而且又支撑摆线轮产生自转。 （ 4）摆线轮（ RV 齿轮）：为了实现径向力的平衡在该传动机构中，一般应采用两个完全相同的摆线轮，分别安装在曲柄轴上，且两摆线轮的偏心位置相互成180。 （ 5）针轮：针轮与机架固连在一起而成为针轮壳体，在针轮上安装有 30 个针齿。 （ 6）刚性盘与输出盘：输出盘是 RV 型传动机构与外界从动工作机相联接的构件，输出盘与刚 性盘相互联接成为一个整体，而输出运动或动力。在刚性盘上均匀分布两个转臂的轴承孔，而转臂的输出端借助于轴承安装在这个刚性盘上。 二、传动原理 图 3-2 是 RV 传动简图。它由渐开线圆柱齿传输线行星减速机构和摆线针轮行星减速机构两部分组成。渐开线行星齿轮 3 与曲柄轴 2 连成一体，作为摆线针轮传 动部分的输入。如果渐开线中心齿轮 1 顺时针方向旋转，那么渐开线行星齿轮在公转的同时还有逆时针方向自转，并通过曲柄带动摆线轮作偏心运动，此时摆线轮在其轴线公转的同时，还将在针齿的作用下反向自转，即顺时针转动。同时通过曲柄轴将摆线轮的转动等速传给输出机构。为计算 RV 传动的传动比， 将上述的传动简图用图 3-3 所示的结构简图代替。该机构简图包括两个简单行星机构： x1 和 x2。输出件 A 为中心轮 1，输出件 B 为输出盘 6，且有 6=4。支承件 E 为针轮 7，渐开线行星轮 2 与转臂（曲柄轴） 3 均为辅助件 d。 题目 6、机器人的 谐波 减速 器设计（ UG、 CAD） 谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。谐波齿轮传动（简称谐波传动），它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。 （一）传动原理 它主要由三个基本构件组成： （ 1）带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮） 2，它相当于行星系中的中心轮； （ 2）带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮） 1，它相当于行星齿轮； （ 3）波发生器 H，它相当于行星架。 作为减速器使用，通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。 波发生器 H 是一个杆状部件，其两端装有滚动轴承构成滚轮，与柔轮 1 的内壁相互压紧。柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮，其内孔直径略小于波发生器的总长。波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。当波发生器装入柔轮后，迫使柔轮的剖面由原先的 圆形变成椭圆形，其长轴两端附近的齿与刚轮的齿完全啮合，而短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱开。周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。当波发生器沿图示方向连续转动时，柔轮的变形不断改变，使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变，由啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入 ，周而复始地进 行，从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器 H 相反方向的缓慢旋转。 在传动过程中，波发生器转一周，柔轮上某点变形的循环次数称为波数，以 n 表示。常用的是双波和三波两种。双波传动的柔轮应力较小，结构比较简单，易于获得大的传动比。故为目前应用最广的一种。 谐波减速器 的参数 它 体积小巧，输入输出同轴结构，高刚性，零背隙，可承受高扭矩的同时可获得优异的定位精度和旋转精