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码垛机器人设计,码垛,机器人,设计
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第 1 页论 文 检 测 报 告论 文 检 测 报 告报告编号： 报告编号： 1EE17D2E2C2E471E98EA18AABC1476CA送检文档： 送检文档： 机械手毕业设计论文作者： 论文作者： 无 文档字数： 文档字数： 16692检测时间： 检测时间： 2 0 15-0 5-13 13: 0 9 : 0 2检测范围： 检测范围： 互联网，中文期刊库（涵盖中国期刊论文网络数据库、中文科技期刊数据库、中文重要学术期刊库、中国重要社科期刊库、中国重要文科期刊库、中国中文报刊报纸数据库等），学位论文库（涵盖中国学位论文数据库、中国优秀硕博论文数据库、部分高校特色论文库、重要外文期刊数据库如Em e r a l d 、H e i n O n l i n e 、JST O R等）。 一、检测结果： 一、检测结果： 总相似比： 总相似比： 2 4. 2 3% 即复写率与引用率之和检测指标： 检测指标： 自写率 7 5. 7 7 %复写率 2 2 . 8 %引用率 1. 43%相 似 比： 相 似 比： 互联网 15. 8 5% 学术期刊 4. 14% 学位论文 2 . 8 1% 其他指标： 其他指标： 表格 0 个 脚注 0 个 尾注 0 个 第 2 页章节抄袭比章节抄袭比2 4. 2 3% 机械手毕业设计 二、相似文献汇总： 二、相似文献汇总： 序号序号标题标题文献来源文献来源作者作者出处出处发表时间发表时间1机械臂轨迹跟踪控制的仿真学术期刊陈昱昆 钟映春 杨玲玲计算机仿真2 0 0 5第 3 页2柔性制造系统装配单元毕业设计7 3-第4页互联网互联网3气动通用上下料机械手的设计-豆丁网互联网互联网4两种3-PU U 微操作机构的运动性能比较学术期刊李剑锋 吴光中 费仁元 刘德忠北京工业大学学报2 0 0 45穴盘苗移栽机械手的结构设计与仿真研究 学位论文张诗硕博学位论文2 0 0 76基于螺旋理论三自由度并联机器人型综合新方法学术期刊罗继曼 蔡光起 杨斌久 赵亮东北大学学报：自然科学版2 0 0 57上下料机械手的设计-豆丁网互联网互联网8机械手_ 互动百科互联网互联网9手腕- 技术总结 - 道客巴巴互联网互联网10机械手的工作原理介绍互联网互联网11毕业设计开题报告_ 四轴码垛机器人控制系统设计-道客巴巴互联网互联网12毕业设计工业机械手说明书_ 百度文库互联网互联网13液压机械手设计毕业设计( 论文) -道客巴巴互联网互联网14可穿戴型助力机器人技术研究 学位论文陈峰硕博学位论文2 0 0 715并联机器人汉字雕刻技术的研究学位论文张世辉硕博学位论文2 0 0 516浅析: 机械手未来发展趋势-O Fw e e k 机器人网互联网互联网第 4 页17可编程控制器PLC应用技术_ 百度文库互联网互联网18电机扭矩计算公式T = 9 550 P/ n 怎么算? _ 已解决- 阿里巴巴生意经互联网互联网19基于PLC的机械手移动物体控制系统的设计毕业设计论文-道客巴巴互联网互联网2 0气动通用上下料机械手的设计机械结构设计0 3-第4页互联网互联网2 1机械手设计课题报告互联网互联网2 2第13章工业机器人机构及其设计互联网互联网2 3毕业论文: 三自由度机械臂机构设计-道客巴巴互联网互联网2 4PLC机械手操作控制装置17互联网互联网2 5二维机械手的机电系统设计 - 机械机电 - 道客巴巴互联网互联网2 6机械手的主要参数说明- 豆丁网互联网互联网2 7PLC控制三自由度机械手控制部分分析与设计学术期刊黄智英黑龙江科技信息2 0 122 8毕业设计机械手的PLC自动控制( 续) _ 欧阳若无_ 新浪博客互联网互联网2 9气动通用上下料机械手的研究与开发 学位论文李超硕博学位论文2 0 0 330基于PLC控制的机械手设计毕业设计( 论文) w o r d 格式-道客巴巴互联网互联网31求, 一片在毕业典礼上的感谢物理老师学校的感谢词, 多用. . . _ 百度知道互联网互联网 第 5 页三、全文相似详情： 三、全文相似详情： （红色字体为相似片段、浅蓝色字体为引用片段、深蓝色字体为可能遗漏的但被系统识别到与参考文献列表对应的引用片段、黑色字体为自写片段） 分 类 号 密 级 宁 毕业设计( 论文) 码垛机器人设计 所在学院 机械与电气工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 11机自x 班 姓 名 学 号 指导老师 2 0 15 年 3 月 31 日 摘 要 机器人码垛机非常适合用于柔性包装流水线，大大缩短了包装周期时间。体积小、速度快，配有全套辅助设备（从集成式空气与信号系统至抓料器）。可配套使用包装软件，机械方面集成简单，编程更是十分方便。从效率上说，码垛机器人不仅能承担高负重，而且速度和质量远远高于人工。 关键词：机器人，码垛 第 6 页 A b s t r a c t T h e r o b o t p a l l e t i z e r i s v e r y s u i t a b l e f o r t h e f l e x i b l e p a c k a g i n g p r o d u c t i o n l i n e , g r e a t l y s h o r t e n t h e c y c l e t i m e o f p a c k a g i n g . W i t h h i g h p r e c i s i o n , a n d e x c e l l e n t t r a c k i n g p e r f o r m a n c e o fc o n v e y o r b e l t , w h e t h e r f i x e d p o s i t i o n o p e r a t i o n , o r m o v e m e n t i n t h e o p e r a t i o n , t h e p i c k a n d p l a c e p r e c i s i o n a r e f i r s t -c l a s s . Sm a l l s i z e , f a s t s p e e d , e q u i p p e d w i t h a f u l l s e t o f a u x i l i a r y e q u i p m e n t( f r o m t h e i n t e g r a t e d a i r a n d s i g n a l s y s t e m t o c a t c h f e e d e r ) . Su p p o r t i n g t h e u s e o f p a c k a g i n g m a c h i n e r y i n t e g r a t i o n s o f t w a r e , s i m p l e p r o g r a m m i n g , i t i s v e r y c o n v e n i e n t . Fr o m t h e e f f i c i e n c y ,p a l l e t i z i n g r o b o t c a n n o t o n l y b e a r t h e h i g h l o a d , a n d t h e s p e e d a n d q u a l i t y i s m u c h h i g h e r t h a n t h a t o f a r t i f i c i a l . K e y W o r d s : p a l l e t i z e r 目 录 第一章 前言 1. 1机械手概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 2 机械手组成和分类. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1. 2 . 1机械手组成3 H YPERLI NK f i l e : / / / C: w f p a p e r y 56 6 38 40 0 0 5. p d f t m a i n Fr a m e 1. 2 . 2 机械手分类4 第二章 机械手设计方案 2 . 1机械手坐标型式与自由度5 2 . 2 机械手手部结构方案设计6 2 . 3机械手手腕结构方案设计7 2 . 4机械手手臂结构方案设计8 2 . 5机械手驱动方案设计9 2 . 6 机械手控制方案设计10 2 . 7 机械手主要参数11 2 . 8 机械手技术参数列表11 第三章 手部结构设计 3. 1夹持式手部结构12 第 7 页 3. 1. 1手指的形状和分类13 3. 1. 2 设计时考虑的几个问题14 3. 1. 3动力设计15 第四章 手腕结构设计 4. 1手腕自由度16 4. 2 手腕驱动力矩的计算16 4. 2 . 1手腕转动时所需的驱动力矩17 4. 2 . 2 回转气缸的驱动力矩计算18 第五章 手臂伸缩，升降，回转气缸的设计与校核 5. 1手臂伸缩部分尺寸设计与校核19 5. 1. 1尺寸设计2 0 5. 1. 2 尺寸校核2 1 5 . 1 . 3导向装置2 2 5 . 1 . 4平衡装置2 3 5. 2 手臂升降部分尺寸设计与校核2 3 5. 2 . 1尺寸设计2 3 5. 2 . 2 尺寸校核2 3 5. 3手臂回转部分尺寸设计与校核2 3 5. 3. 1尺寸设计2 4 5. 3. 2 尺寸校核2 5 第六章 机械手PLC控制设计2 5 6 . 1可编程序控制器的选择及工作过程2 5 第 8 页 6 . 1. 1可编程序控制器的选择2 5 6 . 1. 2 可编程序控制器的工作过程2 5 6 . 2 可编程序控制器的使用步骤2 5 第七章 结论2 6 致谢2 6 参考文献2 7 专业相关的资料2 7 摘 要 设计的手臂考虑到工作要求不高，负荷量也少，所以在设计中最优先的同步电机驱动轴电动机选择第二，那个底盘动力大马达，第二轴力的最初的选择的马达选择的第3轴力比前两个比较小马达，压铸底盘，想模底盘一定沉重，否则可能会翻车，整个机器臂板金，一是考虑的钣金加工简单，成本低，可塑性强，轴的位置固定旋转，选择用轴承固定轴承的部件用车床加工。关于用手指数控铣床。 设计时第1轴底盘旋转才3个齿轮减速，两个但是空间和想不允许，4 : 1：降速，最初和第2 共计4 : 1减速作用，第二第三的配合从1对1转空间为目的的。然后第三个齿轮一些螺丝洞，固定电话。第二轴旋转轴固定底盘转盘上，选择了，小轴承为轴，驱动被使用了的最初的齿轮固定电机直接上升第二的手臂固定齿轮，达到3：降速。第三部分和第二轴肘轴和同样的原理只有齿轮设计上，采用的是3 : 2 的减速配合。 极限方案1：正是距离极限开关，即极限位置触发马达电源开关后。 极限方案2 ：终于传感器控制，本设计中比较适合的是光耦传感器，即红外线发射信号，物体的运动到极限位置发射极接收机的信号传感器接收后传控制器、电动机的停止转动。 极限方案三：采用的是硬性限制和挡板冲突限制，机器臂运动距离手其构造限制，手臂的运动服结构位置前，其自动停止，必须让。简单方便考虑本设计直接那个方案。 第一章 前言 1. 1 机械手概述： 机械手和手腕能模仿的几个动作机能，有一定的程序，搬运抓取物件和操作工具的自动操纵装置。机械手最早工业机器人，最早是现代机器人，它可以代替人的繁重第 9 页的劳动生产机械化，自动化，有害环境下的操作是保护人身安全，广泛的机械制造、冶金、电力的孩子，轻工和原子力等部门。 现在的生活，科学技术日新月益的进展，机器人和人的手臂的最大的不同是温柔与坚强。也就是说机械手的最大优点重复同样的动作机器的正常情况下永远也不累！机械手臂也越来越广泛应用，机械手这几十年的发展的一种高科技自动生产设备，工作环境的精度和工作能力。工业机械手机器人的重要转折。 根据种类的不同，驱动方式可分为液压式，气动式，电动式，机械式。特征是通过编程结束了各种各样的预期的作业，结构和功能兼备的人和机械的各自的长处手机器。 1. 2 机械手组成和分类 1. 2 . 1. 机械手组成 机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。各系统相互之间的关系如方框图2 -1所示。 机械手组成方框图: 1-1 ( 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： 即物件的接触的零件。物件的形状不同而接触，可分为支持式和吸附式手本课题采用支持式手部构造。支持式手部（手手指或指甲）和传力机关构成。手指和直接接触部件的物件，是常用的手指的运动形式旋转型和移动型。回转型手指结构简单，制造容易，所以广泛应用。平移型应用少，其原因是结构复杂，但移动型手指支持圆形零部件的时候，工作直径变化其轴的位置，为了不影响，适当的支持直径变化距离大的工作。手指的构造来抓住物件的表面形状，被逮捕的部位（外形和内孔）和物件的重量和尺寸。常用的手指形状的平面，V方面和曲面的：手指有外夹式和内支持式；指数和双式，多指式和双手双和式等。然后传力机构，手指发生夹紧力夹物件的任务。传力机构型式较多时常用的：射门杠杆式，连杆杠杆式，斜面杠杆式、齿条和a m p ；小齿轮式、螺丝螺母弹簧式和重力式等。 2 ，手腕： 连接部是手和手腕零件可以使用调整抓住物件的方位（即姿势） 3，手臂： 支承臂被抓的物件，手和手腕重要部件。手臂的作用是手指抓取物件预定要求搬运到指定的位置。工业机械手手腕是通常的驱动手臂运动的零件（例如缸，汽缸，齿轮齿条机构，链接机构，螺旋的机构和凸轮机构等）和驱动源（例如液压，气压和电机等）合起，手腕动作，实现。 第 10 页 4，柱： 柱子支承臂零件，柱子也手臂的一部分，手臂的旋转运动和升降（或间距）运动柱有着密切的关系。机械手立I 的工作需要，有时也横移动，也就是被称为移动式柱。 5，行车装置： 本工业机械手完成的应该是远程操作，或使用距离扩大，机械基础不安走盘式机关装运车轮铁轨等装置，行驶实现工业机械手机械运动。盘式布路面和无轨的2 种。驱动滚轮运动又增设机械传动装置。 6 ，皮带驱动： （二）驱动系统 常用的驱动系统液压传动，空气传动，机械传动。控制系统是支配着工业机械手规定要求的运动的系统。现在工业机器人的控制系统程序控制系统和电定位（或机械块定位）系统构成。控制系统，电气控制和流体控制两种，它的支配着机械手规定的程序运动， （2 ）的控制系统 现在工业机器人的控制系统程序控制系统和电定位（或机械块定位）系统构成。 1. 2 . 2 . 机械手分类 （1）用途分 机械手可分为专用机械手与手的2 种类通用机械： 1，专用机械手 那是附属实体，一定的程序独立控制系统的机械装置。 2 ，通用机械手 它是一种独立控制系统的程序的动作，变数，灵活多样的机械手。性能的距离内，其变量的行动程序，不同的场合使用调整，驱动系统和控制系统是一个独立的。（二）驱动方式分 1，液压传动手 ，液压驱动的执行机关的压力的运动的机械手。其主要特点是：几百公里以上重，传动平稳，结构紧凑，动作机敏。 2 ，气压传动手 第 11 页 压缩空气的压力驱动的执行机关的运动的机械手。 3，机械传动手 即机械传动机构（例如，凸轮，连杆、齿轮机架或间歇机构等）驱动的机械手。它是一种附属的专用机械手工的主机，机床，其动力传输的。它的主要特点是正确的信赖的工作中使用的运动，主机上，材料。工作频率很大，但结构较大，行动程序不可变。 4，电力传动手 即特殊结构的感应电动机，线性马达和电力步进电机直接驱动的执行机关从手中的运动机械，中间的转换器，所以不必，机械的构造简单。其中的线性马达机器人的运动速度快和距离长，维护和方便。这个机器的手还不多，但是有发展前途。( 三) 按控制方式分 1，时候控制它的运动空间点时间之间的移动，只控制运动过程中一些位置控制不了时，其运动轨迹。若欲望控制的点，必然的增加电气控制系统的复杂性。目前使用的专用和通用工业机械手。 2 ，连续轨迹控制其运动轨迹空间的任意连续曲线，其特点是设定时无限的移动，整个过程控制下，可以实现平稳和正确的运动，并且使用距离广，电气控制系统的复杂。这一种工业机械手一般小型计算机控制。 机械手设计方案 电気机械手基本要求是快速、准确地拾-搬运和公寓，在这种情况下，它们的高精度，快速反应，有一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及任何位置也自动定位等特性。电器机械设计手的原则是：充分分析作业对象（工作）的工作的技术要求筹划最合理的作业工程和技术，并满足系统功能的要求和环境条件构造的形状和材料的特性，定位精度要求，自由泳，搬运时的力量接受，尺寸和质量特性参数等，并且被确定，机械手构造及运行控制的要求。尽量使用定型的标准模块，简化的设计，制造过程，兼顾通用性和专用性实现的柔性转换程序控制。此次的设计的机械手通用气压准备机械手，是一种适合批及中，少量生产的，不改变能行动程序自动运送和操作设备，劳动强度和操作单调 2 . 1机械手坐标型式与自由度 手手臂的不同的机械运动形式的组合的情况，那个坐标型式可分为直角坐标式圆柱座标式，球坐标式和关节式。这个机器的手，训练的时候手臂升降，收缩和旋转运动采用，因此，圆柱座标型式。相应的机械手3个的自由度，为了弥补升降运动距离小规模的缺点，手臂增加增加挥杆机构的胳膊的摆动的自由度 2 . 2 . 机械手部结构方案设计 为了获得机械通用性强，机械手部结构设计，可以变更构造，工作是棒时，使用支持式手， 第 12 页 2 . 3 . 机械手手腕结构方案设计 手考虑机械通用性，又抓住工作水平放置，所以我们必须手臂旋转运动工作要求的。所以，手腕转动结构设计，实现手腕旋转运动机构旋转。 2 . 4 . 机械手腕结构方案设计 自由泳要求工作，本机器手腕是3个的自由度，即手臂的伸缩，左右的旋转和降（或间距）运动。手臂的旋转和升降运动通过人的手臂模拟3轴旋转的通过实现的。 2 . 5 . 机械手驱动方案设计 电力驱动系统的动作而迅速，敏感反应，抵抗的损失和泄漏小，简单，简单的安装与维护成本低，所以手电力驱动方式机械。 2 . 6 . 机械手控制方案设计 机械通用性考虑着你的手，同时使用时位控制采用，所以可编程控制器（PLC）机械控制。机械手的动作流动变化的时候，PLC程序只改变实现，非常方便。 2 . 7 . 机械手的主要参数 一手抓机器最大重是其规格的主要参数，气压驱动方式，所以思考抓取物体太重了，调查相关机器手参数，结合的工业生产的实际情况，本设计工作的质量爬泳5公里 基本参数运动速度机械手主要基本参数。操作手的节奏机械设计速度速度要求，限制其使用距离低。然后影响机械手动作速度的主要原因是手臂的伸缩和旋转速度。手机械的动作时启动，停止过程的加减速存在，速度距离曲线说明速度特性比较全面的，所以平均速度和日程，已故的平均速度显示速度的速度更适合速度特性。除了运动速度以外，手臂设计的基本参数也伸缩日程和工作半径。大部分的机械手设计成相当于人工坐或站着一点点操作的空间里走。大的伸缩日程和工作半径，必然偏重增大刚性力矩。在这种情况下宜自动传输装置好。统计相比，这个机器的手腕伸缩最大工作半径约18 0 0 。定位精度也基本参数的一个。这台机械手定位精度。 2 . 8 . 机械手技术参数列表 一、用途: 用于自动输送线的上下料。 二、设计技术参数: 1、抓重: 2 、自由度数: 5个自由度 3、坐标型式: 圆柱坐标 4、最大工作半径: 18 0 0 m m 第 13 页 5、手臂最大中心高: 18 0 0 m m 6 、手臂运动参数: 伸缩距离9 0 0 m m 伸缩速度9 0 / s 升降距离9 0 0 m m 回转距离0 到150 回转速度 7 、手肘运动参数: 回转距离 0 到2 7 0 回转速度 8 、底盘运动参数：回转距离 0 到2 7 0 回转速度9 0 / s 9 、定位方式: 距离开关或可调机械挡块等 10 、定位精度: 11、驱动方式: 电动传动 12 、控制方式: 机械手臂效果图2 -6 手部结构设计 3. 1夹持式手部结构 支持式是最常见的一种，其中常用的2 ，式，多指式和双手双和式：手指支持工作的部位可分为内卡带（或内膨胀式）和外别针式的2 种：模仿人手上，手指的活动手指可分为一支点回转型，二支点回转型和移动型（或是直线型），其中两支点回转型基本型式。 3. 1. 1手指的形状和分类 支持式是最常见的一种，其中常用的2 ，式，多指式和双手双和式：手指支持工作的部位可分为内卡带（或内膨胀式）和外别针式的2 种：模仿人手上，手指的活动手指可分为一支点回转型，二支点回转型和移动型（或是直线型），其中两支点回转型基本型式。 第 14 页 3. 1. 2 设计时考虑的几个问题 （一）具有脚够的握力（即夹紧力） 在确定手指握力，除考虑重量外，还考虑传送过程中产生性力和振动，保证工件不产生松动。 （二）手指间应具有一定的开闭角 应按最大直径的工件考虑。对于移动型手指只有开闭幅度度的要求。 （三）保证工件准确定位 翻译圆柱形工件采用带“V”形方面的手指，以航班自动定心。 （四） 根据桌子桌子机械手工作需求，通过比较，我们采用的桌子桌子机械手手部结构是一次转型支点两指，由于工件多为圆柱形状，已故的手指形状设计成V型，其结构如附图所示。 3. 1. 3动力设计 1、手部驱动力计算 本课题电机机械手手部结构如图3-2 所示， 蜗轮蜗杆参数 受力分析 其工件重量G = 5公斤， V形手指的角度，, 摩擦系数为 EM BED Eq u a t i o n . 3 ( 1) 根据手部结构的传动示意图，其驱动力为: EM BED Eq u a t i o n . 3 ( 2 ) 根据手指夹持工件的方位，可得握力计算公式: 所以 EM BED Eq u a t i o n . 3 ( 3) 实际驱动力: 第 15 页 I , 因为传力机构为齿轮齿条传动，故取，并取 EM BED Eq u a t i o n . 3 。若被抓取工件的最大加 速度取时，则: EM BED Eq u a t i o n . 3 所以 所以夹持工件时所需夹紧气缸的驱动力为。 手腕结构设计 4. 1 手腕自由度 手臂手和手腕连接部件，其作用的调整和工作的方向改变的，因此它是独立的自由度的机械手适应复杂的动作求。手臂的自由度的选择和机械手通用性，加工技术要求放下工作方位和定位精度等很多因素有关。这个机器的手抓住工作水平，同时考虑放在通用性，所以转动手臂设置x 轴旋转运动工作要求的现在实现手臂旋转运动机构，应用最多的是旋转油（气）缸，因此我们使用旋转气缸。它的结构紧凑，旋转角度，并且严格的贴纸。 4. 2 手腕驱动力矩的计算 4. 2 . 1手腕转动时所需的驱动力矩 手臂的旋转，上下左右摆动的同时旋转运动，手腕旋转驱动传动扭矩必须克服时的手腕启动时产生的惯性力矩，手腕上的旋转轴与支持加的摩擦阻力力矩，动片内径，定片帽等密封装置摩擦阻力和旋转力矩件中心旋转轴重叠的偏重力矩. 图41显示的是手腕应力的示意图。 图4-1手碗回转时受力状态 手腕转动时所需的驱动力矩可按下式计算: 式中: - 驱动手腕转动的驱动力矩( EM BED Eq u a t i o n . 3 ) ; - 惯性力矩( EM BED Eq u a t i o n . 3 ) ; - 参与转动的零部件的重量( 包括工件、手部、手腕回转电机) 对转动轴线所产生的偏重力矩( EM BED Eq u a t i o n . 3 ) . , ; - 手腕回转与定片端盖等处密封装置的摩擦阻力 矩( ) ; 下面以图4-1所示的手腕受力情况，分析各阻力矩的计算: 1、手腕加速运动时所产生的惯性力矩M 悦 第 16 页 若手腕起动过程按等加速运动，手腕转动时的角速度为，起动过程所用的时间为 EM BED Eq u a t i o n . 3 ，则: 式中: - 参与手腕转动的部件对转动轴线的转动惯量 EM BED Eq u a t i o n . 3 ; - 工件对手腕转动轴线的转动惯量 EM BED Eq u a t i o n . 3 。 若工件中心与转动轴线不重合，其转动惯量为: EM BED Eq u a t i o n . 3 式中: - 工件对过重心轴线的转动惯量 EM BED Eq u a t i o n . 3 : - 工件的重量( N) ; - 工件的重心到转动轴线的偏心距( c m ) , - 手腕转动时的角速度( 弧度/ s ) ; - 起动过程所需的时间( s ) ; 起动过程所转过的角度( 弧度) 。 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M 偏 + EM BED Eq u a t i o n . 3 ( EM BED Eq u a t i o n . 3 ) 式中: - 手腕转动件的重量( N) ; - 手腕转动件的重心到转动轴线的偏心距( c m ) 当工件的重心与手腕转动轴线重合时，则 EM BED Eq u a t i o n . 3 . 3、手腕转动轴在轴颈处的摩擦阻力矩 ( EM BED Eq u a t i o n . 3 ) 式中: ， EM BED Eq u a t i o n . 3 - 转动轴的轴颈直径( c m ) ; - 摩擦系数，对于滚动轴承，对于滑动轴承 EM BED Eq u a t i o n . 3 ; , EM BED Eq u a t i o n . 3 - 处的支承反力( N) ，可按手腕转动轴的受力分析求解， 根据, 得: 第 17 页 EM BED Eq u a t i o n . 3 EM BED Eq u a t i o n . 3 同理，根据( F) EM BED Eq u a t i o n . 3 , 得: 式中: - 的重量( N) , 如图4-1所示的长度尺寸( c m ) . 第五章 手臂伸缩的尺寸设计与校核 5. 1手臂伸缩结构的尺寸设计与校核 5. 1. 1手臂尺寸 手臂伸缩为9 0 0 m m s 所用电机为 9 0 T D Y0 6 0 -3A : 最大功率为7 0 W 同步转速为6 0 R/ m i n 最大转矩为36 0 0 m N. m 自重3. 2 k g 转轴转动距离为2 7 0 ，设计思路在0 到2 7 0 的2 边各安装一个距离开关，或者红外传感器。 5. 2 . 2 尺寸校核 长度设计为= 9 0 0 m m , 电机功率：P= 1. 7 32 U Ic o s 电机转矩：T = 9 549 P/ n ； 电机功率 转矩= 9 550 *输出功率/ 输出转速 转矩= 9 550 * H YPERLI NK h t t p : / / z h i d a o . b a i d u . c o m / s e a r c h? w o r d = %E8 %BE%9 3%E5%8 7 %BA %E5%8 A %9 F%E7 %8 E%8 7 &f r = q b _ s e a r c h _ e x p &i e = u t f 8 t _ b l a n k 输出功率/ 输出转速P = T *n / 9 550 公式推导电机功率， H YPERLI NK h t t p : / / z h i d a o . b a i d u . c o m / s e a r c h ? w o r d = %E8 %BD %A C%E7 %9 F%A 9 &f r = q b _ s e a r c h _ e x p &i e = u t f 8 t _ b l a n k 转矩，转速的关系功率= 力*速度P= F*V-公式1转矩( T ) = H YPERLI NK h t t p : / / z h i d a o . b a i d u . c o m / s e a r c h ? w o r d = %E6 %8 9 %A D %E5%8 A %9 B&f r = q b _ s e a r c h _ e x p &i e = u t f 8 t _ b l a n k 扭力( F) *作用半径( R) 推出F= T / R -公式2 1测定手腕质量为10 k g , 则重力 设计加速度，则惯性力 EM BED Eq u a t i o n . 3 总受力 EM BED Eq u a t i o n . 3 所以设计尺寸符合实际使用要求。 5. 3. 2 尺寸校核 第 18 页 1测定参与手臂转动的部件的质量, 分析部件的质量分布情况， 质量密度等效分布在一个半径的圆盘上，那么转动惯量： （ EM BED Eq u a t i o n . 3 ） 考虑轴承，油封之间的摩擦力，设定摩擦系数, 总驱动力矩 EM BED Eq u a t i o n . 3 设计尺寸满足使用要求。 机械手PLC控制设计 考虑到机械手通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制器( PLC) 对机械手进行控制. 当机械手动作流程改变时，只需改变PLC程序即可实现，非常方便快捷。 6 . 1可编程序控制器的选择及工作过程 6 . 1. 1 可编程序控制器的选择 6 . 1. 2 可编程序控制器的工作过程 可编程控制器实施，通过各种各样的用户程序控制完成任务。因此采用了循环扫描的工作方式。具体的工作过程4个阶段，可分为。 第一阶段是初始化处理。 可编程控制器的输入端子直接与主机CPU 相连，输入输出状态的询问，输入输出模式寄存器来说。输入输出模式寄存器别名I / 0 状态表。这个表的专业保管输入输出状态信息的记忆领域。那个保存输入状态信息的内存和输入状态寄存器；保管输出状态信息的内存和输出模式寄存器。开机CPU ，首先I / 0 状态表复位，自我诊断。工作确认其硬件正常后，进入下一个阶段。 第二阶段，输入信号处理阶段。 输入信号处理阶段，CPU 对输入状态扫描，各自的输入端子获得的状态信息送到I / 0 状态表保管。同样的扫描周期，各自的输入时的状态I / 0 状态表来维持，各自的输入端子不接受信号的变化的影响所造成的混乱，因此不能运算结果，这个周期用户程序的正确执行。 第三阶段程序处理阶段。 输入状态信息全部的I / 0 状态表后，CPU 工作第三阶段进入。在这一阶段，可编程控制器用户程序顺次扫描，各I / 0 状态和关系运算处理指令进行最后的结果写入的I /第 19 页0 状态表状态输出寄存器。 第四阶段是输出处理阶段。 段CPU 对用户程序是扫描处理完成，运算结果写入的I / 0 状态表状态寄存器。这个时候的输入信号输出模式寄存器中取出，送到输出闩锁电路，驱动功率继电器线圈的罪，控制设备的各种各样的相应的动作。然后，CPU 执行下面循环的扫描周期。 6 . 2 机械手可编程序控制器控制方案 第七章 结论 1，本次设计的电通用机械手，对专用机械手，通用机械手自由次可变，控制程序可以调节，所以更广泛适用面。 2 ，电力驱动采用，快，敏感，能实现过负荷保护，容易自动控制。作业环境适应性好，环境的变化的影响是不传动和控制性能。同时成本低廉。 3，电力驱动系统通过工作原理图的参数化描绘，大大地描画速度，节省了大量的时间和为了避免不必要的重复劳动，同时做到了图纸统一。 4，机械手PLC控制，采用信赖性高，灵活改变程序等的长处也进行时间控制的距离都控制和混合动力控制，PLC程序设定。根据机械手动作顺序程序修改，机械手通用性强。 总 结 毕业设计也接近尾声了，也意味我在大学的生活就要划上一个句号。回过头来看看自己做设计的过程，也有很多体会。助推器的助推方案不断推倒，不断重建。也让我对专业技能有了更深的了解。 首先，诚挚感谢我的指导老师。每当我有不懂的问题的时候，老师总是耐心为我解答，而且解答地很详细，让我对下一步的工作有了清晰的认识。在我没有头绪的时候，老师总是适时地提出自己的建议，循循善诱，给我思考的空间，锻炼了我的专业思维。老师总是抽出自己的时间来督促我论文的进度，这是很无私的。在此，向老师表示崇高的谢意！ 感谢四年来同学、老师的陪伴，感谢他们为我提出的有益的和宝贵的建议，有了他们的支持和鼓励，才让我度过了四年充实的大学生活。 参考文献 1. 孙桓 等主编. 机械原理( 第六版) . 高等教育出版社，2 0 0 1 2 . 马香峰 主编. 工业机器人的操作机设计. 冶金工业出版社 , 19 9 6 3. 宗光华 张慧慧译. 机器人设计与控制. 科学出版社 ， 2 0 0 4 第 2 0 页 4. 郑笑级 工业机器人技术及应用M . 北京：煤炭工业出版社，2 0 0 4 5. Y. Fu j i m o t o a n d A . k a w a m u r a . A u t o n o m o u s Co n t r o l a n d 3D D y n a m i c Si m u l a t i o n w a l k i n g Ro b o t I n c u d i n g En v i r o n m e n t a l Fo r c e I n t e r a c t i o n . I EEE Ro b b t i c s a n d A u t o m n a t i o nM a g z u i n e , 19 9 8 , 5( 2 ) : 3342 6 . 刘庆国，刘力 编著计算机绘图高等教育出版社， 2 0 0 3 7 . 濮良贵 主编， 机械设计（第八版）. 高等教育出版社， 2 0 0 6 8 . 马香峰 等编著， 工业机械手操作机设计. 冶金工业出版， 19 9 5 9 . 日本机器人学 会编， 机器人技术手册. 科学出版社， 19 9 6 10 . 付京逊、CSG 李 编，机器人学. 中国科学技术出版社， 19 8 9 11. 张建民 主编， 工业机器人. 北京理工大学出版社， 19 8 7 12 . 俄 I O M 索尔 编，工业机器人图册. 机械工业出版社， 19 9 1 13. H u a n g Z. W a n g J I d e n t i f i c a t i o n o f p r i n c i p a l s c r e w o f 3-D O F p a r a l l e l m a n i p u l a t o r s b y q u a d r i c d e g e n e r a t i o n 2 0 0 1 14. H e r v e J M T h e l i e g r o u p o f r i g i d b o d y d i s p l a c e m e n t s , a f u n d a m e n t a l t o o l f o r m e c h a n i s m d e s i g n 19 9 9 15. Ca i G Q . H u M . G u o C D e v e l o p m e n t a n d s t u d y o f a n e w k i n d o f 3-D O F t r i p o d 19 9 9 ( 1) 16 . H u n t K H St r u c t u r a l k i n e m a t i c s o f i n -p a r a l l e l a c t u a t e d r o b o t -a r m s 19 8 3( 11) 17 . Si c i l i a n o B T r i c e p t r o b o t : i n v e r s e k i n e m a t i c s , m a n i p u l a b i l i t y a n a l y s i s a n d c l o s e d -l o o p d i r e c t k i n e m a t i c s a l g o r i t h m 19 9 9 ( 4) 18 . Ro m d h a n e L D e s i g n a n d a n a l y s i s o f a
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