液压上下料机械手设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985编号（）字号本科生毕业设计（论文）题目姓名学号班级上下料机械手买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985本科生毕业设计姓名学号学院机电工程学院专业机械工程及自动化设计题目上下料机械手专题指导教师职称副教授买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985毕业设计任务书学院机电学院专业年级学生姓名任务下达日期毕业设计日期毕业设计题目上下料机械手毕业设计专题题目毕业设计主要内容和要求一、主要设计参数（自选参数）1抓重25KG2工件直径D。M103驱动方式液压驱动。4工作自由度腕回转、腕转动、臂上仰、臂回转二、设计要求1拟定机械手的总体设计，确定其运动形式，2作业空间及有关规格参数，进行各零件的设计与计算3设计与绘制机械手的总体图、装配图及零件图4机械手运动分析院长签字指导教师签字买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）成绩指导教师签字年月日买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）成绩评阅教师签字年月日买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）成绩评阅教师签字年月日买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985毕业设计答辩及综合成绩答辩情况回答问题提出问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩答辩委员会主任签字年月日学院领导小组综合评定成绩学院领导小组负责人年月日买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985摘要本篇主要是液压型自动上下料机械手的结构设计，主要完成的动作有腕回转、腕转动、臂上仰、臂回转。在设计过程中对于运动形式的分析及确定，取用合理的规格参数，使机械手能够完成设计的运动形式，使用液压驱动方式，对于液压系统的各元件也进行了合理的计算与选用，以保证其正常工作关键词机械手；上下料；液压买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985ABSTRACTINTHISCHAPTERISTHEHYDRAULICTYPEAUTOMATICLOADINGANDUNLOADINGROBOTSTRUCTURALDESIGN,PRIMARILYTOCOMPLETETHEACTIONWITHWRISTROTATION,WRISTROTATION,ARMYANG,ARMROTATIONINTHEDESIGNPROCESSFORTHEANALYSISANDDETERMINETHEFORMOFMOVEMENT,ACCESSTOREASONABLESPECIFICATIONS,THEROBOTCANCOMPLETETHEDESIGNFORMOFEXERCISE,USINGAHYDRAULICDRIVE,HYDRAULICSYSTEMFORTHEVARIOUSCOMPONENTSHAVEALSOBEENCALCULATEDWITHAREASONABLECHOICE,INORDERTOENSURETHEIRNORMALWORKKEYWORDSROBOTLOADINGANDUNLOADINGHYDRAULIC买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985目录第1章绪论111工业机械手的概况112工业机械手的分类313工业机械手在生产中的应用4第2章自动上下料机械手的设计方案521工业机械手的组成522工业机械手的规格参数523设计路线与方案6231设计步骤6232研究方法和措施6第3章机械手的计算与分析731手部计算与分析7311滑槽杠杆式手部设计的基本要求7312手部的计算和分析732腕部的计算和分析13321腕部设计的基本要求13322腕部回转力矩的计算13323腕部摆动油缸的设计16324选键并校核强度1733臂部的计算和分析18331臂部设计的基本要求18332手臂的设计计算2034机身的计算和分析27第4章液压系统2841液压缸2842计算和选择液压元件29421液压泵的选取要求及其具体选取29买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985422选择液压控制阀的原则31423选择液压辅助元件的要求31424具体选择液压元件32第5章液压缸的保养与维修3451液压元件的安装3452液压系统的一般使用与维护3453一般技术安全事项34第6章机械手控制系统36结论37参考文献38翻译39致谢48买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第1章绪论11工业机械手概况工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的我国的工业机械手是从80年代“七五“科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过“七五“,“八五“科技攻关,目前已经基本掌握了机械手操作机的设计制造技术,控制系统硬件和软件设计技术,运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆，孤焊，点焊，装配，搬运等机器人，其中有130多台喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，孤焊机器人已经应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的看来，我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定距离。如可靠性低于国外产品，机械手应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距。影响我国机械手发展的关键平台因素就是其软件，硬件和机械结构。目前工业机械手仍大量应用在制造业，其中汽车工业占第一位（占289），电器制造业第二位（占164），化工第三位（占117）。发达国家汽车行业机械手应用占总保有量百分比为23453，年产每万辆汽车所拥有的机械手数为（包括整车和零部件）日本880台，德国640台，法国322台，英国269台，美国338台，意大利480台。世界工业机械手的数目虽然每年在递增，但市场是波浪式向前发展的。在新世纪的曙光下人们追求更舒适的工作条件，恶劣危险的劳动环境都需要用机器人代替人工。随着机器人应用的深化和渗透，工业机械手在汽车行业中还在不断开辟着新用途。机械手的发展也已经由最初的液压，气压控制开始向人工智能化转变，并且随着电子技术的发展和科技的不断进步，这项技术将日益完善。上料机械手与卸料机械手相比，其中上料机械手中的移动式搬运上料机械手适用于各种棒料，工件的自动搬运及上下料工作。例如铝型材挤压成型铝棒料的搬运及高温材料的自动上料作业，最大抓取棒料直径达180MM，最大抓握重量可达30公斤，最大行走距离为1200MM。根据作业要求及载荷情况，机械手各关节运动速度可调。移动式搬运上料机械手主要由手爪，小臂，大臂，手臂回转机构，小车行走机构，液压泵站电器控制系统组成，同时具有高温棒料启动疏料装置及用于安全防护用的光电保护系统。整个机械手及液压系统均集中设置在行走小车上，结构紧凑。电气控制系统采用OMRON可编程控制器，各种作业的实现可以通过编程实现。国内外实际使用的多是定位控制的机械手，没有“视觉”和“触觉”反馈。目前，买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985世界各国正积极研制带有“视觉”和“触觉”的工业机械手，使它能够对所抓取的工件进行分辨，能选取所需要的工件，并正确的夹持工件，进而精确地在机器上定位、定向。为使机械手有“眼睛”去处理方位变化的工件和分辨形状不同的零部件，它由视觉传感器输入三个视图方向的视觉信息，通过计算机进行图形分辨，判别是否是所要抓取的工件。为防止握力过大引起物件损坏或握力过小引起物件滑落下来，一般采用两种方法一是检测把握物体手臂的变形，以决定适当的握力；另一种是直接检测指部与物件的滑动位移，来修正握力。因此，这种机械手就具有以下几个方面的性能1）能准确地抓住方位变化的物体；2）能判断对象的重量；3能自动避开障碍物；4抓空或抓力不足时能检测出来。这种具有感知能力并对感知的信息做出反映的工业机械手称之为“智能机械手”，它是有发展前途的。现在，工业机械手的使用范围只限于在简单重复的操作方面节省人力，其效用是代替从事繁重的工作，危险的工作，单调重复的工作，恶劣环境下的工作方面尤其明显。至于像汽车工业和电子工业之类的费工的工业部分，机械手的应用情况决不能说是好的。虽然这些工业部门工时不足的问题尖锐，但采用机械手只限于一小部分工序，其原因是，工业机械手的性能还不能满足这些部门的要求，适于机械手工作的范围很狭小，这是主要原因。经济性问题当然也很重要，采用机械手来节约人力从经济上看，不一定总是合算的。然而，利用机械手或类似机械设备节省人力和实现生产合理化的要求，今后还会持续增长，只要技术方面和价格方面存在的问题得到解决，机械手的应用必将会飞跃发展。上料机械手和卸料机械手相对，其中上料机械手中的移动式搬运上料机械手适用于各种棒料，工件的自动搬运及上下料工作。例如铝型材挤压成型机铝棒料的搬运及高温棒料的自动上料作业，最大抓取棒料直径可达180MM，最大抓握重量可达30公斤，最大行走距离为1200MM。根据作用要求和载荷情况，机械手各关节运动速度可调。移动式搬运上料机械手主要由手爪，小臂，大臂，手臂回转机构，小车行走机构，液压泵站电器控制系统组成，同时具有高温棒料启动疏料装置及用于安全防护用的光电保护系统。整个机械手及液压系统均集中设置在行走小车上，结构紧凑。电气控制系统采用OMRON可编程控制器，各种作业的实现可以通过编程实现。随着机电一体化技术和计算机技术的应用，其研究和开发水平获得了迅猛的发展并买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985涉及到人类社会生产及生活的各个领域，特别是工业机械手在生产加工中的广泛应用。轿车半轴加工上料机械手设计在综合多种机械手的设计原理和设计思想，根据轿车半轴加工的特点提出的，有一定的理论基础，设计水平和应用价值。12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130公斤。最小的为05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。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852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。13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。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第2章工业机械手的设计方案21工业机械手的组成工业机械手是由执行机构，驱动机构和控制部分所组成，各部分关系如下框图图21工业机械手各部分关系图执行机构执行机构包括抓取部分（手部）、腕部、臂部和行走机构等运动部件所组成。1手部直接与工件接触的部分，一般是回转型或平移型。传动机构形式多样，常用的有滑槽杠杆式、连杆杠杆式、弹簧式等。2腕部是联接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物体的方位。3臂部手臂是支撑被抓物体，手部，腕部的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到给定位置。该设计的手臂有三个自由度，采用关节式坐标（绕横轴旋转，上下摆动和左右摆动）关节坐标式具有较大的工作空间和操作灵活性，机械臂的结构性容易进行优化，便于提高机械手的动态操作性能。4行走机构有的工业机械手带有行走机构。驱动机构有气动，液动，电动和机械式四种形式。控制系统有点位控制和连续控制两种方式。机身它是整个工业机械手的基础。22规格参数工业机械手的规格参数是说明机械手规格和性能的具体指标，一般包括以下几个方面买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851抓重（又称臂力）额定抓取重量或称额定负荷，单位为公斤；2自由度数目和坐标形式整机，手臂和手腕等运动共有几个自由度，并说明坐标形式；3定位方式固定机械挡块，可调机械挡块，行程开关，电位器及其他各种位置设定和检测装置；4驱动方式气动，液动，电动和机械式四种形式；5手臂运动参数；6手腕运动参数；7手指夹持范围和握力；8定位精度位置设定精度和重复定位精度；9轮廓尺寸长宽高（毫米）；10重量整机重量。23设计路线与方案231设计步骤1查阅相关资料；2确定研究技术路线与方案构思；3结构和运动学分析；4根据所给技术参数进行计算；5按所给规格，范围，性能进行分析，强度和运动学校核；6绘制工作装配图草图；7绘制总图及零件图等；8总结问题进行分析和解决。232研究方法和措施使用现在机械设计方法和液压传动技术进行设计，采用关节式坐标（四个自由度，可以绕横，纵轴转动和上下左右摆动）。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第3章机械手各部分的计算与分析31手部计算与分析手部按其夹持工件的原理，大致可分为夹持和吸附两大类。夹持类最常见的主要有夹钳式，本设计主要考虑夹钳式手部设计。夹钳式手部是由手指，传动机构和驱动装置三部分组成，它对抓取各种形状的工件具有较大的适应性，可以抓取轴，盘，套类零件，一般情况下多采用两个手指。311滑槽杠杆式手部设计的基本要求1应具有适当的夹紧力和驱动力。2手指应具有一定的开闭范围。3应保证工件在手指内的夹持精度。4要求结构紧凑，重量轻，效率高。5应考虑通用性和特殊要求。312手部的计算和分析（1）手部受力分析图31手部受力图1买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985图32手部受力图2（2）手指尺寸初步设定由拉杆的力平衡条件得0YF112SINP0XF12P1由得0MABPHNLCOSPBTGN又由工件的平均半径MM50237CPR初取V型手指的夹角212OMM，滑杆总长H1705ABL0CM53B5CDLM3夹紧力计算又由于工件的直径不影响其轴心的位置即定位误差为零，手指水平位置夹取水平位置放置的工件。由工业机械手设计基础表21查得N05G0525125KG买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985又因为（31）2COSBPN当取最小值时，则增力比较大，手指走到最小行程时则有MIN则OMIN30又因为2AMIN1988KGCSNBP理12K理实取安全系数，工作情况系数15215K传动机构的机械效率09320PKG实8手指夹紧时夹紧缸活塞移动范围L130MM，其动作时间T15S（由机械手的动作节拍时间得之），所以夹紧活塞移动得平均速度V为138675LVCMST运动部件得总重估算G10KG夹紧力N与驱动力P的关系由于结构左右对称，在驱动力P的作用下，每一滑槽杠杆受力相等图33夹紧力与驱动力的关系图在不计摩擦力的情况下，为夹紧状态得倾斜角50夹紧工件半径为50MM为例121COSP1买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985389KG33121COSP根据各力对回转支点的力矩平衡条件，同样在不计摩擦力的情况下1O，C为杠杆动力臂，即驱动销对滑槽杠杆作用力对支点的垂直112OSPCNB1P1O距离。又因为A50MMC15078COSOAM则NB112PP0578COSB394312M当夹紧半径为25MM的工件时，1715046217COSAM则NB121COSP21NAB2150COS543M4动作特性和传动特点定位到最大行程时，50MAXACOSL则取AXAX80SLMAX130又因为，M1CO2AX6买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985滑槽杠杆手指最大开闭角为MAXA120R滑槽倾斜角的变化范围可以为6可见机构传动比将在下列范围内变化，2ANBP014P所以开始所初步取的A，B与均符合要求。（5）确定夹紧油缸外径D驱动杆行程与手指开闭范围关系分别为手指夹紧工件范围值时，滑槽相对于两支点连接的倾斜角。12278LATGTM机构效率考虑到机构效率，传力比N/P的公式应力0921COSNAPB又因为G250N,夹紧力F500N,260工作负载即为重物重力250N。WFWF导轨摩擦阻力负载，对于平导轨FFRNGF垂直于导轨的工作负载，0。RNRNF导轨摩擦系数，取静摩擦系数为02，动摩擦系数为01。，025FSFN125FFN，一般取00105S，时间内速度变化量AGVGTTVT254239806AF启动543FSAFN稳态27FW工作压力P的确定，工作压力根据负载大小及机器的类型来初步确定。参阅机械设计手册表375按载荷选择工作压力为1。AMP计算液压缸内径D和活塞杆直径D，由负载可知最大负载F为275N。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985根据液压系统设计手册表22可取为05，为095，D/D为07。2PAMCM又因为342112403CMFDDPD根据液压系统设计手册表24，将液压缸内径圆整为标准系列直径D25MM,活塞杆直径按D/D07及表25活塞直径系列取D18MM。按工作要求夹紧力为一个夹紧缸提供，考虑到夹紧力的稳定性。夹紧缸的工作压力应大于复位弹簧的弹力。又因为进油缸在有杆腔，则其有效工作面积35220184ADDCM液压缸壁厚和外径计算，为最大工作压力的15倍，15。2YPDY1PYAMP高强度铸铁，60AM3125M143D液压缸工作行程的确定，并参照表26中的系列尺寸选取标准值S100MM。缸盖厚度的确定一般液压缸为平底缸盖，其有效厚度T按强度要求计算。362043YPTD7TM现取T20MM。活塞的宽度B一般取BD06D15MM。061夹紧缸弹簧的确定。弹簧工作载荷F50N最大轴直径MAX18D最小筒直径IN25弹簧刚度0769FNKF买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985查机械设计手册表3028圆柱螺旋压缩弹簧的尺寸及参数得材料直径D25MM,弹簧中径D25MM,节距P104MM单圈弹簧工作极限载荷下变形量为7075MM，单圈弹簧刚度。245NKMMAX10PN373AX8GDZC10D曲度系数114，G弹簧材料的剪切弹性模量，钢材G1K25810KGCMZ110MM,则活塞缸总长L120MM。32腕部计算与分析321腕部设计的基本要求手腕部件置于手部和臂部之间，它的作用主要是在臂部运动的基础上进一步改变或调整手部在空间的方位，以扩大机械手的动作范围，适应性更强。手腕具有独立的自由度，此设计手腕有绕X轴转动和沿X轴左右摆动两个自由度。手腕回转运动机构为回转油缸，摆动也采用回转油缸。他的结构紧凑，灵活，自由度符合设计要求，它要求严格密封才能保证稳定的输出转矩。1腕部处于臂部的前端，它连同手部的动静载荷均由臂部承受。腕部的结构、重量和动力载荷直接影响着臂部的结构、重量和运动性能。因此在腕部设计时，必须力求结构紧凑，重量轻。2腕部作为机械手的执行机构，又承担联接和支承作用，除了保证力和运动的要求以及具有足够的强度和刚度外还应综合考虑合理布局腕部和手部的连接、腕部自由度的检测和位置检测、管线布置以及润滑、维修调整等问题。3腕部设计应充分估计环境对腕部的不良影响（如热膨胀，压力油的粘度和燃点，有关材料及电控电测元件的耐热性等问题）。322腕部回转力矩的计算腕部回转时，需要克服以下几种阻力1腕部回转支承处的摩擦力矩M摩从图34可知轴承直径（M）摩12FRDKGF12D式中轴承处支反力；可静力学平衡方程求得。12RKFMF轴承的摩擦系数，对于滚动轴承F01买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985为简化计算取M摩01总阻力矩图34腕部回转支承处的受力图工件重量（KGF），手部重量（KGF），手腕转动件重量（KGF）1G2G3G2克服由于重心偏置所引起的力矩1M偏（KGF）偏1E式中E工件重心到手腕回转轴线的垂直距离（M）3克服启动惯性，所需的力矩惯启动过程近似等加速运动，根据手腕回转的角加速度及启动所用的角速度起38M惯20175J工件式中工件对手腕回转轴线的转动惯量J工件2KGFMSJ手腕回转部分对手腕回转轴线的转动惯量手腕回转过程的角加速度秒启动过程所转过的角度（度）手腕回转所需要的驱动力矩应当等于上述三项之和。39M总偏摩惯因为手腕回转部分的转动惯量不是很大，手腕起动过程所产生的转动力矩也J工件不大，为了简化计算，可以将计算，适当放大，而省略掉，这时偏摩M惯M1总偏摩1设手指，手指驱动油缸及回转油缸转动件为一个等效圆柱体，L50CM，直径D10CM，则M275KG。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852摩擦阻力矩01M摩总阻力矩3设起动过程所转过的角度,等速转动角速度起2010S计算求偏0175J工件查型钢表有22034MRKGFMS226081JLKFS工件代入256（NM）M惯00101265偏摩总阻力矩M摩总阻力矩M26594KG0M确定转轴的最小尺寸，抗扭剖面模量302TWDT，查得3941T60ATMP，取转轴直径D40MM。3T02MD驱5DM4回转油缸所产生的驱动力矩计算回转油缸所产生的驱动力矩必须大于总的阻力矩，机械手的手腕回转运动总所采用的单叶片回转油缸，定片1与缸体2固连，动片3与转轴5固连，当A,B口分别进出油时，动片带动转轴回转达到手腕回转目的。M3102RRPB（M总式中手腕回转总的阻力矩（NM）M总P回转油缸的工作压力R缸体内径半径（CM）R输出轴半径（CM）B动片宽度注可按外形要求或安装空间大小，先设定B,R,R中两个1525,取2，3DD2DD2BD又因为D40MM，则D80MM，B60MM买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985去顶回转油缸工作压力3112MPBRR总2294801KG/6CM由于系统工作压力远远大于此压力，因此回转油缸的工作压力足以克服摩擦力。323腕部摆动油缸设计M摩偏惯偏离重心E的计算及M偏图35腕部摆动油缸设计尺寸图估计L45CM，126,45,ECMRCM297KG杆12/EM杆件杆件30CM克服重心偏置所需的力矩164MGEKGF偏克服摩擦所需力矩摩01CMM摩克服运动惯性所需的力矩惯07654KGMJ杆2213/MLRE2S2551KGM件2E045S58654KGMJ总2S买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985JW/TM惯设W,05/S2O起00175/1283KGFM惯J总W起则摆动所需的驱动力矩M摩偏惯3214KGFM确定转轴的最小直径/TTMW驱抗拒剖面摸量316TWDM所需驱动力矩31230驱T取D50MM所以机械手的摆动采用单叶片回转油缸，定片与缸体固连，动片与转轴固连，当两油口分别进出油时，动片带动转轴转动达到腕部摆动目的。3132PBRRM总又因为1525,，取2，3DDDDBD所以D50MM，所以D100MM，B75MM确定回转油缸工作压力314221058/MPKGCMBRR总由于系统工作压力远远大于此压力，因此该缸的工作压力足以克服摩擦力。324选键并校核强度转轴直径D40MM,由GB109579选键为BH128转轴直径D50MM,由GB109579选键为BH2010键校核如下公式2T/KLD，K接触面的高度P310P买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098504832104PAPPPHMK取接方式静连接，轻微冲击，查得100PAP所以满足要求33臂部计算与分析331臂部设计的基本要求手臂部件是机械手的主要执行部件。它的作用是支承腕部和手部（包括工作），并带动它们作空间转动。臂部运动的目的把手部送到空间范围内的任意一点。因此，臂部具有两个自由度才能满足基本要求即手臂，左右回转和俯仰运动。手臂的各种运动由油缸驱动和各种传动机构来实现，从背部的受力情况分析，它在工作中既直接承受腕部，手部和工件的静动载荷，而且自身运动又较多，故受力复杂。因而，它的结构，工作范围，灵活性以及抓重大小和定位精度等都直接影响机械手的工作性能。机身是固定的，它直接承受和传动手臂的部件，实现臂部的回转等运动。臂部要实现所要求的运动，需满足下列各项基本要求1机械手臂式机身的承载机械手臂式机身的承载能力，取决于其刚度，结构上采用水平悬伸梁形式。显然，伸缩臂杆的悬伸长度愈大，则刚度逾差，而且其刚度随支臂杆的伸缩不断变化，对于机械手的运动性能，位置精度和负荷能力等影响很大。为可提高刚度，尽量缩短臂杆的悬伸长度，还应注意1根据受力情况，合理选择截面形状和轮廓尺寸臂部和机身既受弯曲（而且不仅是一个方向的弯曲）也受扭转，应选用抗弯和抗扭刚度较高的截面形状。所以机械手常用工字钢或槽钢作为支撑板，这样既提高了手臂的刚度，又大大减轻了手臂的自重，而且空心的内部还可以布置驱动装置，传动机构以及管道，有利于结构的紧凑，外形整齐。2高支承刚度和选择支承间的距离臂部和机身的变形量不仅与本身刚度有关，而且同支撑的刚度和支撑件间距离有很大关系，要提高刚度，除从支座的结构形状，底板的刚度以及支座与底版的连接刚度等方面考虑外，特别注意提高配合面间的接触刚度。3合理布置作用力的位置和方向在结构设计时，应结合具体受力情况，设法使各作用力的变形相互抵消。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851设计臂部时，元件越多，间隙越大，刚性就越低，因此应尽可能使结构简单，要全面分析各尺寸链，在要求高的部位合理，确定调整补偿环节，以及减少重要不见的间隙，从而提高刚度。2水平放置的手臂，要增加导向杆的刚度，同时提高其配合精度和相对位置精度，使导向杆承受部分或者大部分自重。3提高活塞和刚体内径配合精度，以提高手臂俯仰的刚度。2臂部运动速度要高，惯性要小机械手臂的运动速度是机械手主要参数之一，它反映机械手的生产水平，一般时根据生产节拍的要求来决定。在一般情况，手臂回转俯仰均要求均速运动，（V和W为常数），但在手臂的启动和终止瞬间，运动是变化的，为了减少冲击，要求启动时间的加速度和终止前的加速度不能太大，否则引起冲击和振动。对于告诉运动的机械手，其最大移动速度设计在10001500MM/S，最大回转角速度设计在内，在大部分行程距离上平均移动速度为1000MM/S内，平均回转角速度为180/OS内。9/O为减少转动惯量的措施1减少手臂运动件的重量，采用铝合金等轻质高强度材料。2减少手臂运动件的尺寸轮廓。3减少回转半径，在安排机械手动作顺序时，先缩后回转（或先回转后伸），尽可能在前伸位置下进行回转动作，并且驱动系统中设有缓冲装置。3手臂动作应灵活为减少手臂运动件之间的摩擦阻力，尽可能用滑动摩擦代替滑动摩擦。对于悬臂式的机械手，其传动件，导向件和定位件布置应合理，使手臂运动过程尽可能平衡，以减少对升降支撑轴线的偏心力矩，特别要防止发生“卡死”的现象（自锁现象）。为此，必须计算使之满足不自锁的条件。1计算零件重量，可分解为规则的体形进行计算。2计算零件重心位置，求出重心至回转轴线的距离。3求重心位置并计算偏重力臂315N21IGG总爪腕臂买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098531622N1IIIGX爪腕臂爪腕臂4计算偏重力矩317N1IGMX总偏4位置精度要高一般说来，直角和圆柱坐标式机械手位置精度教高；关节式机械手的位置最难控制，精度差；在手册上加设定位装置和自检测机构，能较好的控制位置精度，检测装置最好装在最后的运动环节以减少或消除传动，啮合件的间隙。除此之外，要求机械手同用性要好，能适合做种作业的要求；工艺性要好，便于加工和安装；用于热加工的机械手，还要考虑隔热，冷却；用于作业区粉尘大的机械手，还要设置防尘装置等。332手臂的设计计算通常先进行粗略的估算，根据运动参数初步确定有关机构的主要尺寸，在进行校核计算，修正设计。为了便于进行液压机械手的设计计算，分别俯仰缸回转油缸的设计叙述如下1小臂设计设小臂L40CM,D60CM则M2230547102RLPKG则手臂总重，L100MMFM总回杆079KG回223L970549KG总俯仰缸的设计计算买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985图36仰俯缸的设计尺寸图设，76AMB176CM当手臂处在仰角为的位置时，驱动力P通过连杆机构产生的驱动力矩为1OACOSMP驱因为，1ADBCTG又因为1176COS015COS601IN4OAMM，1TG25431O1MPB驱而PDP封背P油缸的工作压力（）2/KGCMD油缸内径（CM）活塞缸与缸径，活塞杆与端差的密封装置处的摩擦阻力（KG）封通油箱，0P背背105903KG取10600KG106000860356601KGCMM驱COS360当手臂处在俯角为的位置时，驱动力P通过连杆机构产生的驱动力22OAPBCS驱（）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985因为221AEOCTG222COS9BB1CC22SINEA所以122CO15IOBATG则S30976OMPKGCM驱当手臂处在水平位置即为驱动力矩时OACOS155BKC驱因为驱惯偏摩由于手臂与支柱连轴有振动轴承，摩擦力矩较小0M摩所以M驱惯偏验证油缸是否满足要求，满足上仰条件，出于时13181SINPCB驱1OBTG16035O005OS6SINOTG1134KGF选取07，所以DD1APMP319226644130910DD2605DD0053M整理得到D63MM，则D45MM。液压缸壁和外径计算买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853202YPD15630M1AYPMP高强度铸铁，60A126357DM液压缸为平底缸差，其厚度T按强度要求计算无孔时3212043156670YPTM取T3MM液压缸工作行程的确定由12ABS则S16MM则由表26中的系列尺寸查得（液压系统设计手册）S25CM则活塞杆L30CM活塞杆的稳定性校核，活塞杆由45钢制成。杆长300MM，D45MM最大压力P1134N设稳定安全系数为，89STSN3502810SAPAAMPEGP由式（109）求出32222916180PE活塞杆两端可简化为铰支座，故，活塞杆横截面为圆形I4D故为，因为，故不能用欧拉公式计算34012675LI1使用直线公式，由表101查得，优化碳钢的46258AAMPB买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985由公式（1012）可得6624103514228SAB可见活塞杆是小柔度变压杆，由直线公式求出3294510654KWAAMPPAN而P1134N，活塞杆的工作安全系数为NMAXCNSTN所以满足要求。2油缸端盖的连接方式及强度计算为保证连接的紧密性，必须规定螺钉的间距，进而决定螺钉的数目。1T缸的一端为缸体与缸盖铸造成一体，另一端缸体与缸盖采用螺钉连接。1缸盖螺钉的计算为保证连接的紧密性，必须规定螺钉的间距，进而决定螺钉的数目1T在这种连接中，每个螺钉在危险剖面上承受的拉力为工作载荷Q和预进力之和。0O0SS式中20436795DPKGFZP驱动力KGFP工作压力KGF/2CMZ螺钉数目，取8预紧力KGFSK，K1518S螺钉的强度条件为212134690/4OQKGFCMDD合式中13计算载荷（KGF）11Q1O买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985表31螺钉间距与压力P的关系1T工作压力（）1P2/KGFCM螺钉间距（MM）1T5152134KGF1233手指式手部结构和驱动力计算手指式手部按其传动机构的不同具有多种结构形式，各有特点。在设计时必须根据买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985具体情况来正确选择。3气动部分的设计31气缸的设计计算气缸一般由缸筒前后缸盖、活塞、活塞杆、密封件和紧固件组成。气缸被活塞分成有杆腔和无杆腔。当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，压缩空气作用在活塞右端面上的力克服各种反作用力，推动活塞杆前进，使活塞杆伸出；当活塞杆排气时，有杆腔进气时，活塞杆缩回到处始位置。两腔交替进气，排气，活塞杆实现往复直线运动。32气路的设计电气系统由三部份组成1能量供应部分其作用类似人的心脏。它提供气动执行元件和电气控制作用所需要的能量。如提供压缩气体的气源系统，提供电气控制元件的电源交流电或直流电。2电气控制部份电气控制部份的作用相当于人的大脑。对于不同的应用环境，需要按照指定的逻辑控制气动元件的动作。比如汽车车门的开启控制，汽车车门的开启所由气缸来推动，而气缸活塞何时动作以及向哪个方向运动，这都是由电气控制部分控制的。3气动执行部分可以将气动执行部分比喻成人的手和腿。它是整个系统的终端输出，将压缩空气的压力能转化为机械能，直接驱动应用对象，如车门，传送带，导轨，夹具等。33气路系统原理压缩空气是由空气压缩机经储蓄罐储存和稳定工作压力、分水滤气器干燥和净化、减压阀调整和稳定气压、油雾器渗入油雾润滑气动元件和气缸、压力继电器控制空气压缩机的开于关输送到主气路L。各T作气缸所用的压缩空气，均由气路1并联输入。它的丁二作情况是压缩空气经过三位四通换向阀L进入水平臂驱动气缸，用来操纵整个机械手的水平运动。压缩空气经过三位四通换向阀2进入垂直臂驱动气缸，用来操纵垂直臂的升降运动。在阀2的进气13和排气口装有排气节流阀和顺序阀用以调节活塞的排气速度和排气方向，从而控制活塞的运动速度。压缩空气经二位三通换向阀3进入下夹紧气缸，用来操纵下手臂的夹紧、放松。在阀3的进气口和排气口装有排气节流阀和顺序阀，用以调节活塞的排气速度和排气方向，从而控制活塞的运动速度。压缩空气由一个二位三通阀控制弹簧气缸的运动，从而控制中间手臂。在阀4的进气13有顺序阀和节流阀。作用同上。控制方式该气路系统各工作气缸的程序必须协调，采用PEC可编程控制进行程序控制。4控制部分的设计41可编程逻辑控制器PLC本设计采用的是PLC可编程控制器，可编程序控制器PCPROGRAMMABLECONTROLLER又程可编程逻辑控制器PLCPROGRAMMABLEK嚼CCONTROLLER，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。可编程控制器PLC在现代工业自动控制中是最值得重视的先进控制技术。411PLC的组成可编程逻辑控制器一般由运算控制单元、存贮器RAMROM、输入，输出等部件组成。PLC型号、功能繁多，它主要由中央处理单元、寄存器、储存器、输入、输出等部分组成。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985412选择PLC首先估计需要的PLC规模，选择功能和容量满足要求的PLC。为完成预定的控制任务所需要的PLC规模，主要取决于设备对输入输出点的需求量和控制过程的难易程度。估算PLC需要的各种类型的输入、输出点数，并拒此估算出用户的存储容量。是系统设计中的重要环节。413PLC的输入、输出及控制方式确定根据机械手的动作要求，系统应有的输入信号是气泵的起动、停止2个，机械手的上、下、左、右4个方向移动、夹紧、放松6个，手动工作方式、半自动工作方式2个，半自动的起动、停止2个等等按钮类手工操作信号12个；机械手的下、右2个方向的行程开关2个，夹紧时的压力继电器，放松时的行程开关2个。所以应设有16个输入信号。系统的输出信号有气泵电机运转控制用接触器，机械手的下、右2个方向移动控制用电磁阀和机械手夹紧控制用电磁阀。半自动循环指示灯共计5个输出信号。根据机械手的半自动循环流程要求可以画出机械手的工作循环图。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985英文翻译AUTOMATICLOADINGANDUNLOADINGDEVICEDESIGNANDRESEARCHAUTHORSHUFENGCHANGAUTHORHEBEICHEMICALANDPHARMACEUTICALCOLLEGE,HEBEI,SHIJIAZHUANG,050026TITLECOMPUTERKNOWLEDGEANDTECHNOLOGYENGLISHTITLECOMPUTERKNOWLEDGEANDTECHNOLOGYABSTRACTAUTOMATICLOADINGANDUNLOADINGDEVICEISTHEMOSTTYPICALMECHATRONICDIGITALEQUIPMENTHIGHADDEDVALUETECHNOLOGY,AWIDERANGEOFAPPLICATIONS,ASTHESUPPORTOFADVANCEDMANUFACTURINGTECHNOLOGYANDINFORMATIONSOCIETYOFTHEEMERGINGINDUSTRY,THEFUTUREOFPRODUCTIONANDSOCIALDEVELOPMENTWILLPLAYANINCREASINGLYIMPORTANTROLEROBOTICTECHNOLOGYISTHECOMBINATIONOFCOMPUTERS,CYBERNETICS,ORGANIZATION,INFORMATIONANDSENSORTECHNOLOGY,ARTIFICIALINTELLIGENCE,BIONICSANDOTHERSUBJECTSTOFORMAHIGHTECH,CONTEMPORARYRESEARCHISVERYACTIVE,THEAPPLICATIONOFANINCREASINGLYWIDERANGEOFAREASKEYWORDSROBOTLOADINGANDUNLOADINGPROGRAMMABLECONTROLAIRINTHEFIELDOFMODERNINDUSTRIALAUTOMATION,MATERIALHANDLING,MACHINELOADINGANDUNLOADING,AUTOMATEDASSEMBLYMACHINEISNECESSARYAUTOMATICLOADINGANDUNLOADINGEQUIPMENTANDINDUSTRIALROBOTSISTOACHIEVETHEAUTOMATIONOFTHESEPROCESSESAREDESIGNEDANDUSEDAUTOMATICUNLOADINGDEVICETOSCATTEREDSMALLWORKPIECEBLANKAFTERDIRECTEDAGENCIESTOACHIEVEDIRECTIONALSORTING,ANDTHENORDERITFROMTHEUNLOADINGDEVICETOTHEMACHINEANDWORKLOCATIONSTOGO,ANDTHEWORKP