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4956-教学型立体仓库提升与送物部分设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】,教学,立体仓库,提升,晋升,部分,部份,设计,机械,毕业设计,全套,资料,已经,通过,答辩

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黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 1 页 使用 能 对 空间 3-， 4-， 5-， 6联机器人 进行 线性驱动的运动学分析 摘要 提出了一种用于设计的计算机模拟空间并联 3-， 4-， 5-， 6个与 3-， 4-， 5-， 6计的模拟机制中的一些常见的计算机辅助几何制约因素和长度的驱动技术以及定义得以提出。根据一些新的和原有的空间并联 3-， 4-， 5-， 6别应用这些技术，创建 12 种仿真机制。当通过使用尺寸驱动技术来修改驱动四肢的驱动尺寸，模拟机 制的相应配置是多种多样的，运动学参数的移动平台得以解决了。计算机模拟的结果证明，计算机辅助几何的方法，不但相当地快速和简单，而且也从有利的观点说明了准确性和可重复性。 关键词： 计算机辅助几何，空间并联机器人，仿真机制 1 简介 一些与 31,2空间并联机器人已被用于许多实际应用中，这些良好的运动学和动力学性能被应用于机械臂，并联机床，漫步机的腿部，飞行模拟器，汽车或坦克模拟器，地震模拟器等 4高负荷生产能力。 证明了在一般情况下，驱动空间并联机器人四肢的数量等于其自 由度数。进行空间并联机器人的合成，运动分析和优化设计的一些分析方法（如影响系数矩阵的方法 7，螺丝的方法 8以及空间矢量分析方法 9,10）已用于空间 37动学和动力学性能的研究。到现在为止，空间 4要是因为他们的研究还不是十分完善和成熟。 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 2 页 这种分析方法适合于计算机编程和拥有精度和重复性的优势。然而，对计算分析空间并行机理的过程是相当复杂的，如进行尺寸合成，分析运动学和动力学，并确定奇异配置。在针对于 制分析的基础上，对一些合适的方案进行了研究和编译 18,19。由于这些分析方法是复杂的，其编程过程也是复杂的，而不是简单的，尤其是在多个解决方案的情况下的空间并行机制。因此，这种分析方法的应用受到限制。目前，计算机辅助几何技术是一种在功能设计、概念设计、 三 维建模以及对平面机理 20合成和分析方面都是极为有效的工具。然而，如何使用这个工具来解决运动学和空间 3-， 4-， 5-， 6C 分析问题，仍是一个尚未解决的关键问题。 为了解决上述问题，通过使用有几何约束，等式约束和尺寸驱动 功能的 -， 4-， 5-， 6种新型无需建模和三维实体组装的计算机辅助几何方法用以对动态运动学参数进行探索。 2 创建模拟机制的常用技术 创建空间并联机器人的模拟机制之前，一些常见的技术和定义如下所述。 第 1 步 . 模拟机制中的尺寸分为驱动尺寸，传动尺寸，固定尺寸。驱动尺寸赋予驱动四肢的驱动移动平台。传动尺寸被赋予相应移动平台的位置和方向，以便在平等的基础上，解决运动学机制的参数。固定尺寸给出了移动平台的边线，边线的基础，并连接任何两个关节，以修改仿真机制的 大小和配置。 第 2 步 . 模拟机制中的一些基本环节组成如下： (a)构成一条直线 l，并给它一个初始的固定尺寸。这样，这条固定的尺寸线就相当于二进制中的一个环节。 (b)在先进的 件中的 二维 草图环境下，分别使用多边形命令，构成了等边三角形、等边四边形和正六边形。使用平面面域的命令，把它们分别转换成等边三角形平面，等边四边形平面和正六边形平面。举一个使用尺寸命令来初始固定多边形平面尺寸的例子。因此，这些多边形的平面可以作为基准或移动平台，但它们不能被同时使用，因为基准和移动平台，不能在 二维 草图环境下同时产生 。因 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 3 页 此，如果在二维草图环境下构成该基准，移动平台就必须采取如下 2c， 2d 和 2e 的步骤在 三维 草图环境下产生，反之亦然。 (c)构成三条线 i=1， 2， 3），将它们采用点对点的同步命令连接起来，形成一个封闭的的三角形 下来，给 每条边 初值。通过点点重合命令和点线重合命令将它的两端点 边 别连接而构成 成 并连接它的两端以指向点 上的 。设置 别垂直于 这种方式中，相当于是在三维草图环境中构成的；同时，其中心点 定，如图 示。 (d)构成四条线 i=1， 2， 3， 4），通过使用点对点重合命令把它们连接起来，形成一个封闭的四边形（ 设置 直于 设置 行于此，四点（ 是在一平面上。分别连接线 两端 别连接线 两端 直于 一个使用尺寸命令来初始四边形边的例子。在这种方式中，相当于在三维草图环境中构成了平面四边形(环节，中心点 以从 交叉点来确定，如图 (e)构成六线 i=1， 2， .， 6），采用点对点的同步命令把它们连接起来，形成一个封闭的六边形 (分别连接它的两端 构成一条线 用点对点和点线约束命令，分别连接 上的 以构成线 设置 及 别平行于 予相同的尺寸 边 此，这六个点 i=1， 2， .， 6）始终保留在平面 。在这种方式中，一个正六边形平面（ 三维 草图环境中得以产生，其中心点 根据图 交叉点予以确定。 （ a）正三角形三元链接 ;（ b）等边四边形链接以及（ c）正六边形链接 图 当于平面正三角形的三元，四边形，六边形的链接 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 4 页 第 3 步 . 一些在模拟机制中等同于接头的构成如下： （ a）构成一条线 l，并给它一个在长度上的驱动尺寸。这样， l 就相当于一个棱柱的交点 p 或与棱柱交点 P 等同的驱动尺寸。 （ b）按照上述的第 2步，构成一个链接和一条直线 l，使用点对点重合命令将 l 的一端连接到链接（如基础，移动平台，或另一条线）的任一点 P。因此，连接点 p 就相当于一个球形接头 S。 （ c）按照上述的第 2 步，构成一个链接和一条直线 l，通过使用点对点重合的命令把 l 的任一端或另一条线的末端连接到环节（如基准，或移动平台）上的顶点P，并且在这个环节上设置 l 垂直于另一条线。因此，连接点 p 就是等同于旋转的共同 R。 （ d）构成两条线 用点线重合命令将 一端连接到 的 p 点，并设置 直于 样，连接点 p 就等同于一个圆柱体的共同点 C。 （ e）构成两条线 用点线重合命令将 一端连接到 的 p 点，如图 示。这样，连接点 P 就相当于一个复合的交点 (a)等价的复合交点 （ b）等价的 价的平面等边三边形，四边形，六边形的连结 第 4 步 . 按照上述的第 2 步，分别构建一个基准 B 和一个移动平台 M。按照上述的步骤 3a 和 3b，构成一条线 赋给 长度上的驱动尺寸，再通过使用点对点重合命令，把它的两端分别连接到点 B 和 m。这样，分别构成了两个在 等效球形接点 S 和 ，这就相当于连接 m 和 B 的 动四肢 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 5 页 第 5 步 . 按照上述的第 4 步，设置驱动四肢 直于基准 B 的一条边线。这样，连接 B 的等效的回转交点 R 得以 构成。这样，等效的 动四肢 被转化成等价的 动四肢 第 6 步 . 按照上述的第 4 步，构成辅助线 使其一端连接到点 基准B。采用垂直约束命令，设置 直于两个驱动四肢 B 的一条边线（ 于针对 31 的情况）。这样，在 B 处的点 成一个相当于常见的接点 U。同样，构成一条辅助线 它的一端连接到点 直于 m 的一条边线（ 33， 41）。因此，一个相当于通用的交点 U 在点 予以点形成。接下来，设置 行或垂直于 样，一个等效的 动四肢 动四肢图 示。 第 7 步 . 按照第 4 步和第 6 步，构成一个等效球在 B 上的点 共同点 S 和在 m 上的点 等价万向点 样，一个等价的 动四肢 转化为等价的 动四肢 实上， 驱动四肢 相当于在模拟机制下的 为一个本地冗余的自由度，这是从本身旋转轴的驱动四肢产生的，不影响该移动平台的运动。因此， 模拟机制中的驱动四肢 以被替换为相当于 驱动四肢 由以下的 程 2以计算出空间并联机构的自由度， （ 其中 k 是链接的数量， j 为环节数， k 是空间动态 =6的机制运作内的尺寸； 第 i 个共同的自由程度， 本地的冗余自由度，这并不影响机制的运动。 4 空间 4空间 4图 示。它包括一个四足的移动平台 m，一个四足的基准 B，两个扩展 四肢，两个扩展 四肢。其 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 6 页 中， m 是一个以 中心的等边四边形（ B 是一个以 中心的平面等边四边形（ 分别通过一个在点 球形交点 S、与棱柱的交点 万向节 U，把两个相同的 动尺寸从 m 连接到B，其中 i=2,4。分别通过点 万向节 U、与棱柱相关的驱动尺寸 万向节 U，把两个相同的 动尺寸从 m 连接到 B，其中 i=1,3。我们定义它为一个 2机制 I。 当 2寸和 2尺寸被安排在不同的位置时，可以分别合成 2机制 2机 制 他两种形式，如图 c 所示。 （ a） 2机制 I；（ b） 2机制 c） 2机制 图 间 4通过查看图 整个机理，我们知道，对于移动平台、四个气缸以及四个活塞棒和一个基准的 =10；六万向节 U，四棱柱交点 P 和两个球体交点 S 的 j=12；万向节的 ，棱柱集合的 ，球体集合的 ； 。因此，根据公式（ 整个机制的自由度是： ( 空间 2联机制的仿真机理是建立在三维草图环境中的，如图 创建过程描述如下。 (1)按照第 2 步中的常用技术，分别构成了与长度边线（ 60关的一个移动平台（ 以及与长度边线（ 100基准（ 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 7 页 (2)按照第 6 步和第 7 步中的常用技术，分别构成两条相当于 动尺寸（ 两个等价的 动尺寸（ 通过这种方式，可以创造一个空间 2联机制 I 下的模拟机理。 (3)通过类似的过程， 2拟机制 I 的移动平台的位置 同样的， 2拟机制 得以创建，如图 示。 （ a）模拟机制 I 和（ b）模拟机制 图 驱动尺寸 2拟机制下的并行机理 8 结论 通过在先进的 件的三维草图环境中，应用计算机辅助几何约束和尺寸驱动技术，一些新的仿真机制和空间具有 3-， 4-， 5-， 6通过使用尺寸驱动技术来修改驱动四肢的驱动尺寸时，相应的模拟机制的配置是多种多样的。这样，每个模拟机制的移动平台的运动 参数就可以得到解决。 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 8 页 当模拟机制的所有驱动尺寸和固定尺寸被修改后，在每个模拟机制中的所有几何约束和尺寸约束却被始终保留。因此，一旦创建了一个模拟机制，它就可以反复合成具有不同尺寸和配置的同类型的空间并联机构。 当修改模拟机制的驱动尺寸时，导向尺寸也会相应地随之更改。这样，在平行空间机构自由度的基础上，模拟机制的驱动尺寸的数量就可以确定了。 通过应用驱动和导向的尺寸技术和记录功能，在同等基础上的移动平台的位置 境下通过拟合曲线和拟合方程技术，可以解决在同等 基础上的移动平台的近似速度（转速）和近似运动（旋转加速加速）问题。 仿真结果证明，计算机辅助几何方法相当于结构的合成和运动学分析的分析任务，不仅相当的便捷，还有也来自准确性和可重复性的优势观点。 参考文献 1六自由度相关的 台 械工程研究所第一部分 180期， 1965,（ 15）： 3712国： 究反式自动售货机的力学 105 期， 1983，（ 4） ： 7053国：北京科学 45 期，2002，（ 3）， 2414研究机器人 10 期， 1993，（ 5）， 5615F. W. X. -,4-,5马赫机械理论 37 期， 2002,： 13956S. 联机械手的运动学和优化 式力 学研究 122 期， 2000，（ 4）： 439 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 9 页 7Z. 自由度运动学特征分析 1 期， 1996，（ 8）： 10098Z. J. 自由度并联机器人的主要螺丝 6 期， 2001，（ 8）： 8939国际机器人研究 12期， 1993，（ 4）： 39410J. 16 期，（ 4）， 114111B. 际机器人自动化会议上的议程， 1993， 72012 台的封闭形式的直接位移分析 9 期， 1994，（ 2）： 85513B. 台的一个建设性的预估校正算法的直接位置运动问题 1 期， 1996，（ 6）： 79914J. 由度并联机器人的正向和反向位移分析 9 期， 1994，（ 1）： 11515K. 论为基础的计算机辅助机制的合成 ， 1994，（ 6）： 87716R. B. 何模拟驱动计划和它们在奇异姿势上的影响的研究框架 式力学研究 121 期， 1999，（ 1）： 217美国 :美国威斯康星大学，大学的博士论文， 1972，大学缩微胶片：第 73 . 18L. 由度球面并联机器人的模拟和计算机辅助运动学设计 器人研究 12 期， 1995,（ 12）： 85719德国：式机械研究 121 期， 1999，（ 4）， 515 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 10页 20计算机辅助设计 32 期， 2000，（ 14）： 88921M. 式机械研究 121 期， 1999，（ 4）： 922Y. T. 德国： 4 图， 2002，（ 6）： 54723Y. T. 德国： 4 图 ,2002,(8):84524Y. T. 杆虚拟机床的计算机模拟方法 2 期， 2002，（ 3）： 44125Y. 自由表面上正交的 3 杆的虚拟机工具的计算机模拟制造 3 期， 2002，（ 11）： 734of - 1,2 in of is or +86+is of 003 AD -, 4-, 5-, 6u*66004, is of -, 4-, 5-, 6-, 4-, 5-, 6on -, 4-, 5-, 6of by of by of 9 (2004) 41Y. 0094 - 211 2003 00943)00103is an D of 2025. to . 9 (2004) 4160to C -, 4-,5-, 6is a to of -, 4-, 5-, 6by a of D of . in to to of in to in to of to of of in to of . in as a) a l, it an a to a b) D of AD an an by so 46. 3 in of of to of In of as 7, 8, 9,10) of - 717. Up to - on in of is as In on 18,19. in of of is an an an by as be D at if is D D by c, 2d e c) 1;2;3, to a a to a to 9 (2004) 4160 43to to an is as 1a.(d) 1; 2; 3; 4, to a by to to a to a to to of an by In an D is be of 1b.(e) 1; 2; .; 6, to a by a to a to by to to of 1;2; .;6 on In an D is be of . in as a) a l, it a in l is to p or a a a0 a2 a3 l1 l3 l2 c1 c2 a2 a1 a6 a3 a4 a5 c2 a0 c1 l1 l6 l3 l5 l4 l2 a4 a3 a2 a1 a0 l3 l2 l1 c2 c1 a) (b) (c)1. (a) (b) c) b) a a l, of l to p as or by p is to a .(c) a a l, of l to as or or of by l to on p is to a .(d) of p by to p is .(e) of p by as 2a. p is to a . 9 (2004) 4160. a a m, a b a in at 1m at by at 1PS m is . to of an is In PS an PR . an 1to at 1. 1to a (of 1 by at 1 is an to m at to a of m ( at 1or to PS PU U m B 1 r1 1 1 a) (b) 2. (a) a S b) . , an at 1 at m. In PS an PU In PU PS of PS be PS OF of be 4 0 j k is of j is of k is of k 6; of of do of as 3a. m is a S, 9 (2004) 4160 45(a) (b) R, 30)(130)85103(95.(23. (a) b) 103(2,3. It a m, a , . 9 (2004) 4160is a 0as m by at a a , a at i 1; 2; 3), D a of as 3b. as in 80 in a 130 in in an PR 3) 1) 2), PR be In a 3is of of in to of be by a n, to m, n to m by In n of m is a , it to 12of , to m by a to at 1, to 1to in by dz)as to 1, to n,to 1. 1an n an bz)as or of of bz)be In of in to of be 3,4. It a m, a , 9 (2004) 4160 47as 4a. m is a is a 10as PU m by at a a , a i 1, 2, , D a of as 4b. as a) (b) 1 0(130)30(4. (a) b) 1 0101 0(130)100103103(0 in a 0 in a 130 in in an PU 3)by(1) 2), PU In a 3is of of by in of is as 5a. a m, a , m is a is a 10as m by a at a a a a , a at 1;2;3,we k 11 . 9 (2004) 4160j 12 , , ; 2 1 1 0. OF of . a) (b) 01 0101205. (a) b) 0j 0 6 毕业设计 文献翻译 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 张晓倩 指导教师 杨汉嵩 2012 年 03 月 03 日 嗓 2 a ?皸倾閔 i?4. 鉼炉 7?- E 躋磤 燼硼錑榑 H/莢 搗 1+ $? ?砖 5V珪 i勩 ?誶 2 ?Qx:z 5;B埳圣 8I#堠誮 a? ?崠皶 / w =T 瑖 M慹椛 G蹻蠢牡 ? 篏 #_h? 願 Q絕 b U 豯 $ ? b? %-?t 鎭洙齁 ?撳朎麪壑 ?疲臲遭 ,l陻 l?4 ?$ 炈 潆鍕 N 纍 轍 扷 l?: 恰 鸖 0 岏隌 ?梗 H;鋏 瓣8蟼 i?9? uE? ? 沟捽 |莬 # ? 堻 6 ? 瑳甓 ? 媪厒q厰 W 氃辠 3& -矠 愕 ?徵 ? 9?.?忰 8B 螳 閁埓 J$ W ?5 R夗选 x F $? :z?I$ Z 襒 P 糨鱧 ? 聤 7 誱 g 金 ?q& ? 慩蚮 C? 掠囉 ( # ?咶 r u 夝熰 ?+磇谲 %堥 m 氕 ?N?W 閰款徺 x)邦 6y,&y? 3k 鲮 ?X r 櫟燖 ! 亜 腣 壄 曙 酰 胈 4 醳韝籏 ? 鼶 d 夙 x 梪 ? )?梎 莸 ?8 再誗 ? ( 篡 6?糳 7 陃丫娓 ?墴匃 N*?浥棣苃 W&?/?棃 E 燞 潂 ?踦 ?潢挛挝呌 n?8衱袷 ?O=l锊 鬏族 暌 钛 ? 怘 c ?v v# ?Z垱掉头 ?觎 $R 崚 ?渭 ? ?p ?N n? !mQ z=X 摚 24寳餙 ? 牃殖 *?4醒 o?4婙搊 )蹬饳 鳁 輚庎 ? 馋 q R/縖现 毫 煹 |箬 a)v$| ?翱 ($豉桸 %?H鱩 y?广 M = ?蹦 腭儲 ?6?6 趑 ? 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首先要深刻理解立体仓库的整体结构，弄清楚各部分工作的原理及相互之间的作用关系；其次根据所选参数并结合实际因素，综合运用各方面的知识对各部分进行设计；最后参照已有的资料和多方经验，创造性的完成立体仓库提升与送物部分的制图工作。 2、预期的成果 （ 1）完成文献综述一篇，不少与 3000 字，与专业相关的英文翻译一篇，不少于 3000 字； （ 2）绘制装配图和部分零件图； （ 3）完成内容与字数都不少于规定量的毕业设计说明书一份； （ 4）刻录包含本次设计所有内容的光盘一张。 四、任务完成的阶段内容及时间安排 2 月 19 日之前完成开题报告； 3 月 5 日之前完成文献翻译； 3 月 15 日之前完成文献综述及总体方案设计； 4 月 10 日之前完成装配图和部分零件图的绘制； 4 月 25 日之前完成设计说明书； 4 月 30 日之前完成所有设计任务并修改； 5 月 19 日毕业答辩。 五、完成设计所具备的条件因素 我已修完机械制图、机械设计、机电一体化技术、机械控制工程基础、机器人技术及其应用、机械制造技术基础、电工学及毕业设计指导等课程，同时借助图书馆的相关文献资料并查询相关的网络等资源。 指导教师签名： 日期： 课题来源： （ 1）教师拟订；（ 2）学生建议；（ 3）企业和社会征集；（ 4）科研单位提供 课题类型：（ 1） A 工程设计（艺术设计）； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研究； E 调研报告 （ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题 要 求（ 1） 、（ 2）均要填，如 。 目 录 1任务书 1 2开题报告 2 3指导教师评阅表 4 4主审教师评审表 5 5 毕业设计（论文）答辩评审与总成绩评定表 6 6毕业设计说明书 7 7文献综述 32 8文献翻译 41 9光盘 10设计图纸或实验数据记录 毕业设计 文献综述 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 张晓倩 指导教师 杨汉嵩 2012 年 03 月 07 日 黄河科技学院毕业设计说明书 第 1 页 1 绪论 随着经济全球化步伐的加快，自动化立体仓库现已经成为代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分 , 它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点 1。与计算机管理信息系统联网以及与生产线紧密相连的自动化立体仓库更是当今计算机集成制造系统 (柔性制造系统 (不可少的关键环节。 随着我国经济和科学技术的不断发展，物流供应链中蕴藏的巨大潜力越来越引起人们的注意。而物流中心则是物 流供应链中重要的枢纽之一。它是接受并处理下游用户的订货信息，对上游供应方的大批量货物进行集中储存、加工等作业，并向下游进行批量转运的设施和机构。 题的背景及目的 立体仓库在现代物料仓储与小区车辆停放等应用比较广泛的一个技术，随着土地资源的匮乏，立体仓库技术显得越来越重要 2。因此本课题的选择有一定的现实意义。 本课题研究的目的是研究出教学所用到的立体仓库的提升与送物部分的设计，为以后所开展的教学活动做好硬件准备，以期给同学们以形象准确的实物印象和实验的积极性。 内外自动化立体仓库的发展状况 仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。 1963 年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科 3。 60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。 黄河科技学院毕业设计说明书 第 2 页 对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚， 1973 年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库，该库 1980 年投入运行。到 2003 年为止，我国自动化立体仓库数量已超过 200 座。立体仓 库由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。 动化立体仓库的分类及其特点 自动化立体仓库（ S）是由立体货架、有轨巷道堆垛机、出入库托盘输送机系统、尺寸检测条码阅读系统、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统、计算机管理系统以及其他如电线电缆桥架配电柜、托盘、调节平台、钢结构平台等辅助设备组成的复杂的自动化系统。运用一流的集成化物流理念，采用先进的控制、总线、通讯和信息技 术，通过以上设备的协调动作，按照用户的需要完成指定货物的自动有序、快速准确、高效的入库出库作业。 （ 1）提高空间利用率 立体库的空间利用率与其规划紧密相连 4。一般来说，自动化高架仓库其空间利用率为普通平库的 2。这是相当可观的。 （ 2）便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平 自动化立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且可以与仓库以外的生产环节进行有机的连接，并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业生产物流中的一个重要环节。 企业 外购件和自制生产件进入自动化仓库储存是整个生产的一个环节，短时储存是为了在指定的时间自动输出到下一道工序进行生产，从而形成一个自动化的物流系统，这是一种“动态储存”，也是当今自动化仓库发展的一个明显的技术趋势。 动化立体仓库的应用 自动化立体库在我国应用非常广泛： （ 1） 医药生产、配送； （ 2） 汽车制造：国内最早应用应用自动化立体库的领域之一； （ 3） 机械制造 5：是广泛应用自动化立体库的领域之一； 黄河科技学院毕业设计说明书 第 3 页 （ 4） 电子：联想等电子领域在 2000 年后开始采用自动化立体库系统； （ 5） 烟草制造业、配送：广泛采用自动化立体库系统， （ 6） 机场货 运：目前各主要机场均采用立体库系统，用于行李处理； （ 7） 地铁：随着我国地铁建设的蓬勃兴起，自动化立体库应用大面积展开； （ 8） 服装、酒、牛奶； （ 9） 化工、印刷、出版、图书； （ 10） 军队、后勤、装备等尤为普遍； （ 11） 其他：还有很多领域应用了自动化立体库，如岩芯库、轮胎库、教学库等。 黄河科技学院毕业设计说明书 第 4 页 2 总体方案设计 总体设计是立体仓库的提升与送物部分设计的基础，是立体仓库具体内容的总体描述。因此，在对立体仓库的提升与送物部分进行详细设计之前，必须对立体仓库进行总体设计。立体仓库的总体设计要遵循立体仓库设计的基本准则及其相关要求。 (1)立体仓库设计的 基本准则 仓库建设规模和储存能力应满足工厂本世纪内不断发展的需要。 仓库的结构与功能注重实用性 ,符合工厂所需物资品种储存的需要。 提供良好的保管条件和保管环境 ,有利于提高保管质量 ,减少物资消耗。 作业方便 ,机动灵活 ,多种作业方式并存 ,有利于提高作业效率和质 量。 仓库建筑和设备应满足防火、防盗和人身安全方面的要求 ,确保仓库安全。 采取适用技术和设备 ,不虚荣华贵 ,降低工程造价和日后运用费用。 (2)提升与送物部分设计的参数要求 负载重量 G=150N； 托盘尺寸为 30030020 提升与送物部分移动范围及其速度： X=600动速度 0m/ Y=200动速度 m/ Z=600动速度 m/ 重复定位精度为 位精度为 升与送物部分外形尺寸及重量估算 1、托盘尺寸为 30030020根据重量 =体积材料比重 (硬铝 ) W=300 300 20 1010、 X 向托板 45030030 50 300 30 1010 黄河科技学院毕业设计说明书 第 5 页 3、 Y 向上托板 30030020 =300 300 20 1010、 Y 向下托板 60030020 =600 300 20 1010、 X 向导轨座 (含电机 ) 重量 (450 300 20) 10100 2 10=00N=、 Y 向导轨座（含电机）重量 (600 400 20) 10100 10=00N=、夹具及工件重量 (约 ) 150N 7、综上所述，提升与送物部分运动部件的总重量 (约 ) 2+50=875N 柱导轨的计算与选择 柱导轨 箱式 根据给定的提升与送物部分部件的总重量及负载和估算的 和 计算导轨的静安全系数： 0/P (由公式 (知： 导轨的基本静额定载荷； 般运行状况 ),动时受冲击、振动 )。 系统受中等冲击， 取 又根据 ，工作载荷 ）（ ，得： Z,P ，( F ， ) ( 875N= (150+2)N= (150+2+=293N； 586=879N。 黄河科技学院毕业设计说明书 第 6 页 根据计算的额定静载荷 ，同时确定其长度为： X 向 450+600+30(余量 )=1080 Y 向 200+300+30(余量 )=530 Z 向 300+600+30(余量 )=930 再浏览“深圳腾展机电有限公司”网站 6，查阅相应产品的“资料”，即可选取符合上述计算结果的直线轴承。 图 柱导轨箱式 列型号 (部分 ) 参照图 的型号类型，综合分析考虑，选取符合要求的圆柱导轨型号，即： X 向 Y 向 Z 向 根 据上述所选定的圆柱导轨箱式 列的型号，查阅对应的官方技术资料，分析并记录该型号对应的具体尺寸数据参见表 示。 表 柱导轨箱式 列尺寸参数 注：表中各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 型号 尺寸 (轴径 通用尺寸 C W h D w H G A J E 1 L w 8 11 17 34 22 18 6 24 5 8 8 30 42 58 10 13 20 40 26 21 8 28 6 0 1 35 46 68 13 15 22 44 30 33 510 6 39 64 77 黄河科技学院毕业设计说明书 第 7 页 图 圆柱导轨箱式 列示意图 线轴承的型号选择 根据上述圆柱导轨箱式 列条件下的轴承配合形式，查取满足应用条件的内装轴承型号： 图 线轴承系列 (部分 ) 参照图 的型号定义，综合分析考虑，选取符合要求的直线轴承型号，即： X 向 Y 向 Z 向 黄河科技学院毕业设计说明书 第 8 页 根据上述所选定的圆柱导轨型号，查阅对应的官方技术资料，分析并记录该型号对应的具体尺寸数据参见表 示。 表 线轴承尺寸参数 注：表中各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 图 线轴承示意图 型号 尺寸 (D L W A 垂直度 (m) d1d 2h 公差 (m) 公差 (m) 公差 (m) 5 0 5 0 2 0 24 25 21 24 15 9 0 5 40 6 29 30 25 29 3 61 43 6 33 34 29 33 黄河科技学院毕业设计说明书 第 9 页 支座的型号选择 根据上述直线轴承箱式 列及对应条件下的轴承配合形式，设计满足应用条件的轴支座尺寸，见表 示： 表 支座尺寸参数 注：表中各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 图 支座尺寸示意图 型号 轴径 尺寸 (重量 (g) h A W H T E D C B S J 8 20 21 42 18 5 32 14 4 24 10 13 23 38 20 30 黄河科技学院毕业设计说明书 第 10 页 珠丝杠的设计及计算 1、滚珠丝杠的负荷包括铣削力及运动部件的重量所引起的进给抗力，应按铣削时的情况计算。 已知： 75N； 2+150= 00= (1)最大动负荷 Q 的计算 (查表得，系数 ， ，寿命值 L=6006 (n=1000t (查表得，使用寿命时间 T=15000h； 初选丝杠螺距 t=5公式 ( 丝杠转速 n=1000 =300r/ 由公式 (知， L=60 300 15000/106=270。 又 X 向丝杠牵引力（ 当f 为当量摩擦系数 ） 当 =875= 向丝杠牵引力 当 = 向丝杠牵引力 =由公式 (知，最大动载荷为： X 向 3X 270Q 1 1 向 3Y 270Q 1 1 向 3 270 1 1 阅相关的官方技术资料表，取滚珠丝杠的公称直径 X 向 0用滚珠丝杠螺母副的型号为 10 2，其额定动载荷为3051足 够用。 黄河科技学院毕业设计说明书 第 11 页 Y 向 用滚珠丝杠螺母副的型号为 8 2，其额定动载荷为 2251足够用。 Z 向 0用滚珠丝杠螺母副的型号为 10 2，其额定动载荷为3051足够用。 同时，滚珠丝杠的长为： X 向 1080050 Y 向 53000 Z 向 93000 根据上述所选定的滚珠丝杠型号，查阅对应的官方技术资料，分析并记录该型号对应的具体尺寸数据参见表 示。 表 珠丝杠 (8 2、 10 2)尺寸参数 注：表中各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 图 珠丝杠局部示意图 型号 规格 (d I A B L W X H n 82 8 2 6 29 4 16 23 0 3 135 225 102 10 18 35 5 28 27 2 185 305 黄河科技学院毕业设计说明书 第 12 页 2、滚珠丝杠支撑座 根据上述所选定的滚珠丝杠型号，查阅对应的官方技术资料，分析并选取该型号对应的支撑座 凸形固定侧类型为 凸形支撑侧类型为 具体 尺寸数据参见表 表 示。 表 形固定侧 (寸参数 注：表中各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 轴承座本体； 轴承； 压板； 套筒； 轴封； 锁固螺 帽； 内六角止付螺丝附铜片 图 形固定侧示意图 表 形支撑侧 (寸参数 型号 尺寸 (轴径 2 H b h 1 P X Y Z M T 20 2 2 25 21 13 18 20 30 1 2 23 7 26 4 52 32 26 17 25 26 38 1 12 4 型号 轴径 B H b h 1 P X Y Z 使用轴承 使用C 型扣环 12 42 25 21 13 18 20 30 1 6066 4 52 32 26 17 25 26 38 1 12 黄河科技学院毕业设计说明书 第 13 页 注：表中 各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 轴承座本体； 轴承； C 型扣环 图 形支撑侧示意图 3、滚珠丝杠螺母副几何参数计算 (1)基本参数 公称直径 80距 7 t 5触角 45 (2)螺纹滚道 钢球直径 纹滚道法面半径 R R=心距 e e=()() =纹升角 = (3)螺杆参数 螺杆外径 d d=d=杆内径 d1 d1=+2 d1=0+2 杆接触直径 dZ dZ= 黄河科技学院毕业设计说明书 第 14 页 dZ=4)螺母参数 螺母螺纹外径 D D=R=8 =R=10 母内径 (外循环 ) 1=+1=0+、传动效率计算 1(t a n 1 . 2 5 21t a n)(t a n t a n 5、刚度验算 滚珠丝杠受工作载荷 P 引起的导程 变化量： 1 = = =E=106(N/F= ()2= 6 0 0 0 0 0 10而，丝杠因受扭矩角而引起的导程变化量 小，可以忽略。 综上所述，导程总误差 110 m/m) (查表知， E 级精度的丝杠允许误差为 15 m，故刚度足够。 6、稳定性计算 由于丝杠两端采用止推轴承，故 不需要稳定性验算。 进电机的选用 (1)步进电机的步距角 b8 取系统脉冲当量 p=选步进电机的步距角为 b= 黄河科技学院毕业设计说明书 第 15 页 (2)步进电机启动力矩的计算 设步进电机等效力矩为 T，负载力为 P，根据能量守恒原理，电机所做的功与负载力做功有如下关系： T =PS (公式 (， 为电机转角， 为机械传动效率， S 为移动部件相 应位移。 若取 = b，则 S= p，且 P= G，则： ）（ GP s (公式 (， T 为电机轴的负载力矩， N)， 为导轨的摩擦系数， G 为移动部件的重量 (N)， b 为步进电机的步距角 ( 这里，取 =火钢滚珠导轨的摩擦系数 )， =丝杠牵引力， 考虑到重力的影响， X 向电机负载较大，因此取 G=75N；Z= 8 0/(8 7 80/( ） 80/( 不考虑启动时运动部件惯性的影响，则启动力矩： T q (由公式 (安全系数为 ：= = = 对于工作方式为三相六拍的三相步进电机： 黄河科技学院毕业设计说明书 第 16 页 T m a x = 8 6 1 T m a 8 6 4 T m a (4)步进电机所需功率的计算 提升与送物部分最大快移速度为 X 向 10m/Y 向 3m/Z 向 5m/步进电机所需功率： 60/10() (60/3()60/5() 列三相异步电动机的体积小，重量轻，结构简单，运行可靠，维修方便。两个端盖式轴承。绝缘级为 E 级，防护等级 泛应用在机械传动设备上，如小型机床、冶金、纺织、化工、医疗器械及日用电器。 其工作条件：环境温度不超过 40，最低 相对湿度不超过 90%；海拔不超过 1000m；电源 频率 50压 220/380V；工作方式 装方式底脚，有轴伸，端盖上带凸缘，凸缘有通孔，凸缘在 D 端，借凸缘安装 )。 所以，查表选用 X 向 Y、 Z 向 步进电机，电机有关参数见表 表 机技术数据 9 型号 功率 /W 电流 /A 电压 /V 转速/(r/最大转矩 外形尺寸 (6 80 2800 50 100 115 5 黄河科技学院毕业设计说明书 第 17 页 轴器的选择 1、选择一种合适的联轴器类型可考虑以下几点 10： (1)所传递的转矩大小和性质以及对缓冲减震功能的要求