回形偏交型手腕与斜楔式夹持器设计
48页 17000字数+论文说明书+10张CAD图纸【详情如下】
任务书doc
回形偏交型手腕与斜楔式夹持器总装配图dwg
回形偏交型手腕与斜楔式夹持器设计说明书doc
圆锥齿轮dwg
外文翻译--机器人模仿控制论doc
夹持机构工作原理图dwg
夹持机构装配图dwg
夹爪dwg
手腕dwg
腕受力分析dwg
腕工作原理图dwg
轴dwg
轴Ⅰ的载荷分析dwg
回形偏交型手腕及斜楔式夹持器的设计
摘 要
工业机器人自本世纪60年代初问世以来，已有80万余台用于世界各国的自动化生产线上，扮演着灵巧自如、不知疲倦“操作者”的角色，替代生产工人出色的完成极其繁重、复杂、精密或者充满着危险的各种各样的工作。不同用途的工业机器人正在工业生产中起到其它机器无法替代的作用。一般机器人由基座、腰、臂、腕和手五部分组成。腰和臂控制手的空间位置，腕控制手的空间姿态，而手则是实现对操作物体的抓放。本文设计的是回形偏交手腕与斜锲式夹持器，根据设计要求本文制定了一个由液压马达控制夹爪松开、用弹簧夹紧物体的设计方案，对手部和腕部进行了结构设计，同时对其主要零部件进行了选择、设计和计算，内容包括电动机的选择计算，弹簧的设计计算，齿轮、带、轴的设计和校核，最后对设计的可行性进行了经济分析，通过分析计算可以得出结论，此次设计基本满足设计要求。
关键词：手腕；工业机器人；夹持器；操作机
The wrist enjambment eccentric and carves the type screw clamp slanting design
Abstract
Since the beginning of 1960s, more than 800000 industrial robots have been used on automatic production lines of many countries all over the world, playing a role dexterous and as a free “operator” who has no sense of tireness It can also accomplish various works that are very arduous and complicated or even full of danger instead of workers The different application of industry robots to industrial production is playing an important role of which other machines are unable to take the place The common robot basically consists of the waist, the arm, the wrist and the hand Waist and arm control space position, while wrist controls special attitude, and the hand is used to realize grasping or putting objects The design of this article is the wrist enjambment eccentric and carves the type screw clamp slanting According to the design requirements a schematic design has been developed with a hydraulic motor controlling the claws from releasing and using the spring to clamp objects, also it has been carried on the structural design to the hand and wrist, simultaneously conducting the choice, the design and the computation to its main spare parts The contents including the selection of prime movers, design of springs, design and check of gears, belts, and axes Finally it is proceeding the economic analysis to the feasibility of design proposal Conclusions can be drawn through the computational analysis and this design can by and large meet the needs of the design request
Key words：wrist；Industrial robot；Gripper；End effector
目录
摘要…………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ
1 绪论………………………………………………………………………………………1
11 选题的背景、目的和意义……………………………………………………………1
12 机器人的发展概况…………………………………………………………………1
121 机器人的定义…………………………………………………………………1
122 机器人的发展过程……………………………………………………………2
123 国内机器人研究状况…………………………………………………………4
124 国外机器人的最新发展………………………………………………………4
125 机器人目前研究热点及发展趋势……………………………………………7
13 课题的研究内容与方法……………………………………………………………8
2 工作原理及设计方案…………………………………………………………………9
21 斜锲式夹持器工作原理……………………………………………………………9
22 设计方案……………………………………………………………………………9
23 可行性分析…………………………………………………………………………10
231 传动方案的选择……………………………………………………………10
232 精定位装置的设计构想……………………………………………………10
24 机器人回形偏交型手腕的工作原理………………………………………………11
3 设计计算………………………………………………………………………………12
31 夹持器的计算………………………………………………………………………12
311 受力分析……………………………………………………………………12
312 夹爪齿轮的计算……………………………………………………………12
313 圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算……………………………………………16
314 液压马达的选择……………………………………………………………17
315 齿轮齿条传动的设计计算…………………………………………………18
32 腕的计算……………………………………………………………………………22
321 电机的选择…………………………………………………………………22
322 锥齿轮设计…………………………………………………………………25
323 同步带和带轮的设计………………………………………………………30
324 轴的设计及校核……………………………………………………………32
4 机械设备的环保、可靠性和经济分析……………………………………………37
41 设备的环保措施……………………………………………………………………37
42 设备的可靠性………………………………………………………………………37
421 设备的可靠性定义…………………………………………………………37
422 可靠度的计算………………………………………………………………37
423 设备平均寿命………………………………………………………………37
424 机械设备的有效度…………………………………………………………38
43 设备的经济评价……………………………………………………………………39
431投资回收期…………………………………………………………………39
432 盈亏平衡分析………………………………………………………………40
433 设备合理的更新期…………………………………………………………40
5 结论及存在的问题……………………………………………………………………42
51 结论…………………………………………………………………………………42
52 存在的问题…………………………………………………………………………42
致谢…………………………………………………………………………………………43
参考文献…………………………………………………………………………………44
1 绪论
11 选题的背景、目的和意义
现代机器人的研究始于20世纪中期，其技术背景是计算机和自动化的发展，以及原子能的开发利用。自1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，其结果之一便是1952年数控机床的诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。另一方面，原子能实验室的恶劣环境要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。
机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。而在机械手的设计计算中包含了机械设计专业所学的大部分专业课程内容，对以往的学习起到了一个很好的巩固和获得新知识的作用，对以后的工作也会有很大的帮助。这也是选择这个题目的目的。
此课题的研究在现实生活中具有重要的意义。有些工作会对人体造成伤害，比如喷漆、重物搬运等；有些工作要求质量很高，人难以长时间胜任，比如汽车焊接、精密装配等；有些工作人无法身临其境，比如火山探险、深海探密、空间探索等；有些工作不适合人去干，比如一些恶劣的环境、一些枯燥单调的重复性劳作等；这些都是机器人大显身手的地方。服务机器人还可以为您治病保健、保洁保安；水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆；工程机器人可以上山入地、开洞筑路；农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫；军用机器人可以冲锋陷阵、排雷排弹……
12 机器人的发展概况
121 机器人的定义
什么是机器人呢?这个问题是一个非常有意思的一个问题。但人们一般的理解，机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置或者叫自动化装置，它仍然是个机器。它有三个特点：一个是有类人的功能，比如说作业功能；感知功能；行走功能；还能完成各种动作，它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作、动作、工作的对象和工作的一些要求。它是人造的机器或机械电子装置，所以这个机器人仍然是个机器。但是目前还没有一个统一的有关机器人定义，一般来说我们认为机器人是计算机控制的可以编程的目前能够完成某种工作或可以移动的自动化机械，这是美国工程师协会定的一个定义，但日本和其他国家也对机器人有不同的看法，他们认为从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。那么这给机器人提出来更高层次的要求，那么比方说机器人在这里边可以代替人进行焊接，焊接的环境是非常复杂的，可以搬运，它在生产线中搬运玻璃和各种各样的一些零件的搬运的工作，还可以在生产线中码垛等等，这都是把人从繁重的体力劳动中解放出来的一个例子。
5 结论及存在的问题
51 结论
通过近半年紧张的毕业设计，虽然很苦很累，但我的确在设计的过程中学到了不少东西。毕业设计就像一架桥梁，将在校所学与生产实际很好地联系了起来，学以致用，四年的学习积累就是为了将来能在工作中有一席用武之地。本次毕业设计充分锻炼了自己对所学知识的综合运用能力、搜集有用信息的能力，查阅资料的能力、独立思考的能力以及创新的能力等等，毕业设计是对大学学习效果的最好考察，它让我把所学的有机地穿在一起，并能让自己及时地对所学知识进行查缺补漏，从而不断地去完善自己，使自己能更好地去适应未来的工作。具体来说，经通过这次设计，我对机械设计的基本要求有了一定的了解，例如：功能性要求、可靠性要求、经济性要求、劳动保护性要求等等，同时在保证零件质量小的前提下，如何提高机械零件的刚度，强度，以及寿命，如何提高零件结构的工艺性和可靠性，经济性等方面也有简单的了解。这次设计不仅使我将基础知识和专业知识全面地联系起来，也将所学的理论与实际有机的结合起来，对所学的知识有了一次更加全面的理解。
总之，毕业设计是一个过程，最终的结果固然重要，但对整个过程的把握更重要，享受过程的分分秒秒才能让自己学到更多的东西。相信此次毕业设计一定能为今后的工作和学习打下良好的基础。
52 存在的问题
这次毕业设计由于我的实践经验欠缺，对于方案的确定，如何寻找新型材料代替现有的尤其是价格成本高,作用效果不明显的材料；尽可能地降低成本，提高传动效率，手和腕的重量估算等方面难免出现问题和欠合理之处。而且由于机器人手腕总体结构的设计方面的缺陷，导致安装调试困难，易偏心，重心不稳，在安装调试和检修方面困难，现场维修不方便，所以恳请各位老师批评和指正。但同时我相信，在以后的工作过程中，随着实践经验和理论知识的不断丰富，我会将所学的知识更好地运用到实践中去的。
致谢
尊敬的校领导、各位评审老师、指导老师们：首先，非常感谢学校大学四年的培育之情，它凝聚了领导们、老师们的淳淳教诲和备至的关怀。四年的大学生活不但充实了我的大脑，更是成熟了我的思想，它教会了我如何去学习，如何去做人，如何去处世。经过四年的历练，我们成长了，也具备了到社会上去拼搏的资本，我们不再任性，有理想有抱负的我们正迎向我们新的人生！本次毕业设计，是在导师陈东升老师的悉心指导下完成的，导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力深深地印在我的脑海中，不仅使我掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！再次由衷感谢答辩组的各位老师对学生的指导和教诲，我也在努力的积蓄着力量，尽自己的微薄之力回报母校的培育之情，争取使自己的人生对社会产生积极的价值！
参考文献
[1]徐灏，邱宣怀，蔡春源等机械设计手册（第1卷）北京：机械工业出版社,1991
[2]徐灏，邱宣怀，蔡春源等机械设计手册（第5卷）北京：机械工业出版社,1992
[3]濮良贵，纪名刚，陈国定，吴立言机械设计（第八版）北京：高等教育出版社，2007，40-44 186-227 369-383 387-402
[4]成大先，王德失等机械设计手册（第五卷）（第四版）北京：化学工业出版社，2002
[5]朱洪涛，陈为国，包杰液压与气压传动1版北京：清华大学出版社，2007，30-54
[6]徐灏，蔡春源，严隽琪等机械设计手册（第一卷）（第二版）北京：机械工业出版社,2001
[7]机械设计手册编委会机械设计手册（第二卷）（新版）北京：机械工业出版社，2004
[8]巩云鹏，田万禄，张祖力，黄秋波主编机械设计课程设计沈阳：东北大学出版社，2000，228-229
[9]马香峰，余达太等工业机器人的操作机设计北京：冶金工业出版社，1996，4-5
[10]马香峰等机器人机构学北京：机械工业出版社，1988，3-4
[11]张建民工业机器人北京：北京理工大学出版社，1988，5-6
[12]机械零件教研组机械零件手册北京：高等教育出版社，1981，27-30
[13]卢秉恒机械制造技术基础北京：机械工业出版社，1999，112-150
[14]卢秉恒机械技术基础北京：机械工业出版社，1999，86-90
[15]《机械制图》国家标准工作组国家标准机械制图应用示例图册北京：中国标准出版社，1985，69-73
[16]汪凯机械设计标准应用手册(1、2、3册)北京：机械工业出版社,1997，45-50
[17]孙桓，陈作模机械原理北京：高等教育出版社，2001，40-75
[18]沈永刚现代设备管理北京：机械工业出版社，2002，71-94
[19]Mechanical Drive（Reference Issue）Machine Design52（14），1980
川公网安备: 51019002004831号