自动上下料液压机械手设计
44页 16000字数+说明书+任务书+开题报告+4张CAD图纸【详情如下】
任务书.doc
手臂和腕部结构A0.dwg
手臂零件图A1.dwg
手部结构图.dwg
机身结构图1A0.dwg
翻译 机械手.doc
自动上下料液压机械手设计开题报告.doc
自动上下料液压机械手设计说明书.doc
摘 要
本次设计主要设计自动上下料机械手的机械系统。该系统要实现的是4自由度（RPRR R—回转关节 P—直线运动关节）关节型机械手的运动，本设计选用液压驱动系统。液压驱动应用广泛，传动平稳，且易于控制。该系统的控制系统采用一般PLC所具有的位移寄存器和位移指令来编程。
关键词：机械手 4自由度 关节型 液压驱动 控制系统
Abstract
This paper designs automatic loading and unloading manipulator's mechanical system. This system may realize 4 degreesof freedom (RPRR R rotation joint P translation joint) the joint manipulator movement.This design selects the hydraulic driving system. Thehydraulic driving application is widespread.The transmission is steady.Also control is easy . Control systemof this system uses the displacement register and the shift order which general PLC hasprograms.The control system of this system can program by using the displacement register and displacement instruction of PLC.
Keywords: Manipulator 4 degrees of freedom Joint Hydraulic Driving system Control system
目 录
摘要…………………………………………………………………………………… Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………… Ⅱ
第1章 绪论 …………………………………………………………………………1
1.1 工业机械手的概况……………………………………………………………1
1.2 工业机械手的分类……………………………………………………………3
1.3 工业机械手在生产中的应用…………………………………………………4
1.4 本章小结………………………………………………………………………4
第2章 自动上下料机械手的设计方案…………………………………………5
2.1 工业机械手的组成……………………………………………………………5
2.2 工业机械手的规格参数 …………………………………………………… 5
2.3 设计路线与方案………………………………………………………………6
2.3.1 设计步骤………………………………………………………………6
2.3.2 研究方法和措施………………………………………………………6
2.4 本章小结………………………………………………………………………6
第3章 机械手的计算与分析 ……………………………………………………6
3.1 手部计算与分析………………………………………………………………7
3.1.1 滑槽杠杆式手部设计的基本要求……………………………………7
3.1.2 手部的计算和分析……………………………………………………7
3.2 腕部的计算和分析 …………………………………………………………13
3.2.1 腕部设计的基本要求 ………………………………………………13
3.2.2 腕部回转力矩的计算 ………………………………………………14
3.2.3 腕部摆动油缸的设计 ………………………………………………16
3.2.4 选键并校核强度 ……………………………………………………18
3.3 臂部的计算和分析 …………………………………………………………18
3.3.1 臂部设计的基本要求………………………………………………18
3.3.2 手臂的设计计算……………………………………………………20
3.4 机身的计算和分析…………………………………………………………28
3.5 本章小结……………………………………………………………………28
第4章 液压系统……………………………………………………………………28
4.1 液压缸………………………………………………………………………28
4.2 计算和选择液压元件………………………………………………………30
4.2.1 液压泵的选取要求及其具体选取…………………………………30
4.2.2 选择液压控制阀的原则……………………………………………32
4.2.3 选择液压辅助元件的要求…………………………………………32
4.2.4 具体选择液压元件…………………………………………………33
4.3 本章小结…………………………………………………………………………34
第5章 液压缸的保养与维修……………………………………………………34
5.1 液压元件的安装……………………………………………………………34
5.2 液压系统的一般使用与维护………………………………………………35
5.3 一般技术安全事项…………………………………………………………35
第6章 机械手控制系统…………………………………………………………35
结论……………………………………………………………………………………37
参考文献………………………………………………………………………………38
致谢……………………………………………………………………………………39
1.2 工业机械手的分类
现在对工业机械手的分类尚无明确标准，一般都从规格和性能两方面来分类。按规格（所搬运工件的重量）分类：
1.微型的—搬运重量在1公斤以下：
2.小型的—搬运重量在10公斤以下：
3.中型的—搬运重量在50公斤以下：
4.大型的—搬运重量在50公斤以上。
目前大多数工业机械手能搬运的重量为1～30公斤。最小的为0.5公斤，最大的已达到800公斤。
按功能分类：
1．简易型工业机械手
有固定程序和可变程序两种。固定程序有凸轮转鼓和挡块转鼓控制：可变程序可插销板或顺序转动控制来给定程序。
这种机械手多为气动或液动，结构简单，改变程序比较容易。只使用在程序较简单的点位控制，但作为一般单机服务的搬运作业已足够。所以，目前这种工业机械手数量最多。
2．记忆再现型工业机械手
这种工业机械手由人工通过实验装置传动一遍，由磁带（或磁鼓）把程序记录下来，此机械手就自动按记忆的程序重复进行循环动作。
这也是采用较多的一种，多为电液伺服驱动。与前者比较有较多的自由度，能进行程序较复杂的作业，通用性较广。
3．计算机数字控制的工业机械手
可通过更换穿孔带或其他记忆介质来改变工业机械手的动作，还可以进行多种控制（DNC）。技术还可以是可编程序控制或普通的微机计算机。
4．智能工业机械手（机器人）
由电子计算机控制，通过各种传感元件等具有视觉、热感、触觉、行走机构等。
按用途分：
1．专用机械手
附属于主机的，具有固定程序而无独立控制系统的机械装置，这种工业机械工作对象不变，手动比较简单，结构简单，使用可靠，施用于大批量生产自动线或专机作为自动上、下料用。
2．通用机械手
具有独立控制系统，程序可变、动作灵敏、动作灵活多样的机械手。通用机械手的工作范围大，定位精度高，通用性强，使用于工件经常变换的中、小批量自动化生产。
1.3 工业机械手在工业生产中的应用
工业机械手在生产中的应用非常广泛，还可以归纳为以下的一些方面：
1.建造旋转零件体自动线方面
建造旋转零件体（轴类、盘类、环类零件）自动线，一般都采用机械手在机床之间传送工件。
2.在实现单机自动化方面
(1)各类半自动车床，有自行夹紧、进刀、切削、退刀和松开的功能，但仍需人工上下料，装上机械手，可实现全自动化生产。
(2)注塑机有加料、合模、成型、分模等自动工作循环，装上机械手自动取料，可实现全自动生产。
(3)冲床有自动上下冲压循环，机械手上下料可实现冲压上产自动化。
3.铸、锻、焊、热处理等方面
总的来说，由于工业机械手的特点满足了社会生产的需要，进而带来了经济效益。其特点：
(1)对环境的适应性强，能代替人从事危险，有害的操作，在长时间对人体有害的场所，机械手不受影响。
(2)机械手能持久、耐劳、可以把人从单调的繁重的劳动中解放出来，并能扩大和延伸人的功能。
(3)动作准确，可保证稳定和提高产品的质量，同时可避免人为操作的错误。
(4)通用性灵活性好，特别是通用机械手，能适应产品品种迅速变化的要求，满足柔性生产的需要。
(5)采用机械手能明显的提高劳动生产率和降低成本。
1.4 本章小结
本章介绍了工业机械手的概括，工业机械手的分类、应用。工业机械手在国民生产中有广泛的应用，许多机械设备都用到工业机械手，它是近代自动控制领域内出现的一种新型的技术装备。我设计的工业机械手设备简单，动作灵活，经济实用，稳定性好，适于使用。结 论
本篇设计的机械手综合和运用了机械零件、理论力学、材料力学、机械原理、金属工艺学、热处理、技术测量、机械制图等知识，它主要是应用在那些单调、频繁的操作中用以代替人的劳动进行工作，它的主要优点是：
1. 工作时间持久，不会出现人的疲劳，可以重复不断的劳动，维持流水线的正常工作。
2. 对环境适应性强，可以在多粉尘、易燃、易爆、放射性强 等恶劣环境中工作。
3. 运动精确、灵活、特别是在计算机的控制下，可以达到非常高的精度要求。
4. 通用性好，除了特定用途外，适当改变手部，便可以完成喷涂、焊接等。
5. 工作效率高，提高劳动生产率的同时也提高了成本。
本机械手可以根据需要加上行走机构，以便实现远距离操作。
致 谢
紧张的毕业设计即将接近尾声，我在这次设计中收获了很多。这次设计对于我们每一即将走向工作岗位的同学来说都是非常重要。这不仅是我们在这四年里所学过的知识进行综合运用，而且是将我们所学的知识应用于实践的一次检验。通过这次毕业设计，我将大学四年所学的知识进行了一次系统的学习总结，加深了对所学知识的掌握，提高了我们对所学的知识的合理运用的能力，同时也发现了自己知识的弱点和薄弱环节，并及时地加以改正和补充。也使我的知识系统更加的完善。
毕业设计是对大学四年所学知识及个人能力的一次综合检验，既巩固了原有知识，又拓宽了知识面，加深了对机械设计的认识，也了解了当今世界工业的发展趋势，更进一步学习了有关工业机器人的相关知识，学到了许多未曾接触过的知识，增强了自己的学习能力和逻辑思维能力。我在设计过程中，不仅应用了以前所学过的相关专业知识，同时还查阅了大量的相关资料和文献，使我对这一领域有了初步的了解和认识。在整个设计过程中，我在现有产品设计的基础之上又充分地发挥了自己的创造和思维能力，使此产品更加的完善。能将自己学习的理论知识真正运用到实际中，让理论真正的得到检验，这对我们每个人来说都是一个十分宝贵而难得的机会。对实际中出现的问题用理论解决的能力，也是我们在今后走向工作岗位所十分需要的。通过设计培养了我科学严谨、精益求精、认真对待问题的工作态度；使我明白在实际中来不得半点马虎。
由于实际设计的经验不足、相关的专业知识缺乏、设计水平也是有限的，在设计上还存在着许多的不足。在此感谢指导老师吴翠红老师给予的充分指导，并提出了许多的宝贵意见，及时地改正了许多设计中的错误，使我的设计更加的合理、完善。再次向吴老师表示深深的谢意。同时也感谢各位同学能在繁忙的设计工作之余给予我很多建议和帮助。
短暂而充实的大学的生活即将结束，在这四年的学习和生活中，全体老师的严谨的教学作风和忘我的敬业精神使我深深地受到了感动。老师们的言传身教培养了我良好的学习态度。各位老师教给我的知识将伴随我以后的工作生涯。老师的教诲我将牢记在心中，在今后的学习和工作中我会更加努力地拼搏，不辜负各位老师的期望和厚爱。再次对老师们的教导和辛勤劳动表示万分感谢。
参考文献
[1]濮良贵.《机械设计》【M】.北京: 高等教育出版社，2003.6
[2]张普礼.《机械工程手册》【M】.北京:机械工业出版社，1992.5
[3]邓广敏.《工业机械手手册》【M】。北京： 机械工业出版社，1995.8
[4]何发昌，邵远.《多功能机械手的原理及应用》【M】.北京:高等教育出版社，2002.1
[5]吴延本，刘世华.《机械设计标准手册》【M】.吉林:吉林科技出版社，1996.7
[6]刘跃南.《机械零件设计问题解析》【M】.北京:中国致公出版社，1999.4
[7]徐福玲.《液压与气压传动》【M】.北京:机械工业出版社，2004.2
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