机械搅拌澄清池设计说明书范本
机械搅拌澄清池设
计说明书
1设计任务
1.1设计题目
机械加速搅拌澄清池工艺设计
1.2设计要求
设计规模为1600m3/h, 水厂自用水量为5 %,
净产水能力为1600m3/d×1.05= 1680m3/d =0.4667m3/s
1.3设计内容
完成机械加速搅拌澄清池工艺设计说明书一份，手绘1号图纸一张
2设计说明
2.1机械搅拌澄清池的工作原理
机械搅拌澄清池是利用转动的叶轮使泥渣在池内循环流动，完成接触絮凝和澄清的过程。
该型澄清池由第一絮凝室、第二絮凝室和分离室组成。在第一和第二絮凝室内，原水中胶体和回流泥渣进行接触絮凝，结成大的絮体后，在分离室中分离。清水向上集水槽排出。下沉的泥渣一部分进入泥渣浓缩室经排泥管排除，另一部分沿回流缝在进入第一絮凝室进行絮凝。
2.2机械搅拌澄清池的工作特点
机械搅拌（原称机械加速）澄清池属泥渣循环型澄清池，其特点是利用机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触反应。加药混合后的原水进水进入第一反应室，与几倍于原水的循环泥渣
在叶片的搅动下进行接触反应。然后经叶轮提升至第一反应室继续反应，以结成较大的絮粒。再经过导流室进入分离室进行沉淀分离。这种水池不但适用于一般的澄清也适用于石灰软化的澄清。
2.3机械搅拌澄清池设计要点及数据
(1)二反应室计算流量（考虑回流因素在内）一般为出水量的3~5倍；
(2)清水区上升流速一般采用0.8~1.1mm/s，当处理低温低浊水时可采用0.7~0.9mm/s；
(3）水在池中的总停留时间为1.2~1.5h，第一絮凝室和第二絮凝室的停留时间一般控制在20~30min,第二反应室按计算流量计的停留时间为0.5~1min
(4)为使进水分配均匀，可采用三角配水槽缝隙或孔口出流以及穿孔管配水等；为防止堵塞，也可采用底部进水方式。
(5)加药点一般设于池外，在池外完成快速混合。一反应室可设辅助加药管以备投加助凝剂。软化时应将石灰投加在以反应室内，以防止堵塞进水管道。
(6) 第二反应室内应设导流板，其宽度一般为直径的0.1左右
(7)清水区高度为1.5~2.0m；
(8)底部锥体坡角一般在45°左右，当设有刮泥装置时也可做成平底
(9)方式可选用淹没孔集水槽或三角堰集水槽，过孔流速为0.6m/s
左右。池径较小时，采用环形集水槽；池径较大时，采用辐射集水槽及环形集水槽。集水槽中流速为0.4~0.6m/s，出水管流速为1.0m/s左右。考虑水池超负荷运行和留有加装斜板（管）的可能，集水槽和进水管的校核流量宜适当增大。
(10)进水悬浮物含量经常小于1000mg/L，且池径小于24m时可用采污泥浓缩斗排泥和底部排泥相结合的形式，一般设置1~3个排泥斗，泥斗容积一般为池容各的1%~4%；小型水池也可只用底部排泥。进水悬浮物含量超过1000mg/L或池径24m时应设机械排泥装置。
(11)污泥斗和底部排泥宜用自动定时的电磁排泥阀、电磁虹吸排泥装置或橡皮斗阀，也可使用手动快开阀人工排泥。
(12)在进水管、第一反应室、第二反应室、分离区、出水槽等处，可视具体要求设取样管。
(13)机械搅拌澄清池的搅拌机由驱动装置、提升叶轮、搅拌浆叶和调流装置组成。驱动装置一般采用无极变速电动机，以便根据水质和水量变化调整回流比和搅拌强度；提升叶轮用以将一反应室水体提升至二反应室，并形成澄清区泥渣回流至一反应室；搅拌桨叶用以搅动一反应室水体，促使颗粒接触絮凝；调流装置用作调节回流量。有关搅拌机的具体设计计算见给水排水设计手册第九册《专用机械》。
(14)搅拌浆叶外径一般为叶轮直径的0.8~0.9，高度为一反应室高度的1/3~1/2，宽度为高度的1/3。某些水厂的实践运行经验表明，
加长叶片长度、加宽叶片，使叶片总面积增大，搅拌强度增大，有助于改进澄清池处理效果，减少池底积泥。
3设计计算
池体计算尺寸示意图
3.1二反应室
Q=1680/3600=0.4667 m 3/s
第二反应室计算流量Q ’=5Q=5?0.4667=2.3335 m 3/s
设第二反应室内导流板截面积A 1为0.035m 2，u 1为0.04m/s
'211Q 2.333558.30.04
m u ω===
18.6D m =
==
取第二反应室直径D 1=9.0m ，反应室壁厚δ1=0.25m 第二反应室外径D 1 '=D 1+2δ1=9.0+2×0.25=9.5m 取第二反应室内停留时间t 1=60s(t 1=30~60s)
1
11' 2.333560
2.458.3
Q t H m ω?===考虑布置结构，选用H 1=3.0m
3.2导流室
导流室中导流板截面积A 2=A 1=0.035 m 2 导流室面积ω2=ω1=58.3m
2
212.8D m === 取导流室外径为13m ，导流室壁厚为δ2 =0.1m 导流室外径D 2 '=D 2+2δ2=13+2×0.1=13.2m
第二反应室出水窗高度212'
1.752
D D H m -==，因H 2需满足H 2=1.5~2.0m ，因此符合要求
导流室出口流速u 6=0.04m/s
出口面积2
36
' 2.333558.30.04Q A m u ===
则出口截面宽()()
33212258.3
1.65' 3.14139.5A H m D D π?===++
出口垂直高度33' 2.3H m ==
3.3分离室
取分离室上升流速u 2为0.0011m/s
分离室面积2
32Q 0.46674240.0011
m u ω===
池总面积2
2
223'13.24245604
4
D m ππωω?=+
=+
=
26D m =
=
=,半径为R=13m
3.4池深计算
池深计算示意图见图3-35，取在池中停留时间T=1.5h
有效容积3
'360036000.4667 1.52520V QT m ==??=
考虑增加4%的结构容积则池计算总容积 V=V'（1+0.04）=2520×1.04=2621m 3
取池超高H 0=0.3m 设池直壁高H 4=1.2m
池直壁部分容积2
22
14 3.1426 1.263644
D W H m π?==?=
W 2+W 3=V-W 1=2621-636=1985m 3
取池圆台高度H 5=4.8m ，池圆台斜边倾角为45o 则底部直径为D T =D-2H 5=26- 4.8×2=16.4m 本池池体采用球壳式结构，取球冠高H 6=1.05m 圆台容积
()2
2223
52 4.813138.28.21706322223T T H D D D D W m ππ???????
=+?+=+?+=?? ? ?
????????
球冠半径222266416.44 1.0532.588 1.05
T D H R m H ++?===?球冠
球冠体积223
636H 1.05W 1.0532.5111m 33H R ππ????=-=?-= ? ?
????
球冠 池实际有效体积V=W 1+W 2+W 3=636+1985+111=2732m 3
326271.04
V'=V
m =
实际总停留时间2627 1.5
2.31732.5
T h ?=
=
池总高0456H=0.30 1.2 4.8 1.057.35H H H H m +++=+++= 3.5 配水三角槽
进水流量增加10%的排泥耗水量，设槽内流速3
0.5/u m s =
三角槽直角边长1 1.0B m === 三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同u 3
出水孔总面积2
31.10 1.100.4667 1.00.5
Q m u ?===
采用孔径d=0.1m 每孔面积为0.007854m 2 出水孔数 1.0
1270.007854
=
=个
为施工方便采用沿三角槽每4o设置一孔共127孔。
孔口实际流速32
1.10.46674
0.5/0.1127u m s π
??==? 3.6第一反应室
二反应室板厚m 15.03=δ
第一反应室上端直径D 3=D 1’+2B 1+23δ=9+2×1+2×0.3=11.3m 第一反应室高74531 1.2 4.80.15 2.5 3.35H H H H m δ=+--=+--=， 取3.65m 。
伞形板延长线与池壁交点直径
34716.411.3
3.3517.222
T D D D H m ++=
+=+=
取s m u /15.04=,泥渣回流量：Q Q 4''=
回流缝宽度244
440.4667
0.2m 3.1417.20.15Q B D u π?===??
设裙板厚40.04m δ= 伞形板下端圆柱直径
))
54242
17.22
0.20.0416.6D D m δ=-+=-+=
按等腰三角形计算：
伞形板下檐圆柱体高度84517.216.60.6H D D m =-=-=
伞形板离池底高度51016.616.4
0.1m 22
T D D H --=
== 伞形板锥部高度97810 3.350.60.1 2.65H H H H m =--=--= 3.7容积计算 第一反应室容积
2
22229510135358553()()12412
T T H D H V D D D D H D D D D W πππ=+++++++
222223
3.14 2.65 3.1416.6 3.140.1(11.311.316.616.6)0.6(16.616.6
1241216.416.4)111672m
???=+?++?++?++=
第二反应室加导流室容积
()()
()()2
2221
121112223
'44
3.14 3.149 2.50139.5 2.50 1.022144
V D H D D H B m π
π
=
+
--=??+--= 分离室容积：V 3 = V ’—(V 1 + V 2) = 2520– 672 – 221= 1627m 3 则实际各室容积比 二反应室：一反应室：分离室=1 : 3.0 : 7.4 池各室停留时间
第二反应室=
22160
7.9min 1680
?= 第一反应室=7.9×3..0=23.7min
分离室=7.9×7.4=58.4min
其中第一反应室和第二反应室停留时间之和为31.6min 3.8进水系统
进水管选用d=600mm ，60.80/v m s = 出水管选用d=600mm 3.9集水系统
本池因池径较大，采用辐射式给水槽和环形集水槽集水。 设计时辐射槽、环形槽、总出水槽之间按水面连接考虑，见图
根据要求本池考虑加装斜管（板）可能，因此对集水系统除按设计水量计算外，还以2Q 进行校核，决定槽断面尺寸。 （1）辐射集水槽（全池共设12根）
3Q 0.46670.039m /1212
q s ===辐
设辐射槽宽m b 25.01=，槽内水流流速为s m v /4.051=， 槽底坡降m il
1.0=
槽内终点水深2
5110.0390.39v 0.40.25
q h m b ===?辐
槽内起点水深
il il h h h h k 32322
2231-??? ?
?
-+=
式中0.135m k h ===
15122
0.10.33
2'0.6/20.0390.520.60.25
0.21k h m
q v m s h m
h m =-?==?==?==辐按校核，取槽内水流流速
120.10.463
h m =-?=
设计取水槽内起点水深为0.30m ，槽内终点水深为0.40m ，孔口出流孔口前水位0.05m ，孔口出流跌落0.07m ，槽超高0.2m 。 槽起点断面高为0.30+0.07+0.05+0.2=0.62m
槽终点断面高为0.40+0.07+0.05+0.2=0.72m （2）环形集水槽
35224352Q 0.46670.23/220.6/0.5,00.23
0.770.60.50.280.806'0.8/k q m s v m s m il h m
h m h m
v m s
=
======?======环槽宽b 为考虑施工方便槽底取为平底则槽内终点水深槽内起点水深流量增加一倍时，设槽内流速
430.4460.466701.170.80.5 1.23k h m h m
h m
=====?==
设计取用环槽内水深为0.85m ， 槽断面高为0.85+0.07+0.05+0.3=1.27m （3）总出水槽
3530.4667/0.70.8/0.20m Q m s b m v m s il m ====设计流量，槽宽，总出水槽按矩形渠道计算，槽内水流流速，槽底坡降，槽长为6.6。
槽内终点水深65330.4667
0.830.80.7
Q h m v b ===??
2530.4667
0.013,0.580.8
Q n A m v ====
0.4667
0.24720.830.7
A
R ρ===?+
0.130.10)
0.130.10)0.1501
y =---=---=
0.15072
2
5322
110.24762.35
0.0130.80.0006670.24762.35
y C R n v i RC ======? 槽内起点水深
560.20.000667 6.60.830.20.000667 6.60.63h h m =-+?=-+?=
流量增加一倍时总出水槽内流量3
0.9334/,Q m s =槽宽,7.0m b =
取槽内流速'
53v 为s m /9.0
槽内终点水深'
60.9334
1.480.70.9
h m =
=?
2
'530.14972
2
0.013
0.9334 1.00.9
1.0
0.27
2 1.480.7
0.130.10)0.149710.2763.23
0.0130.90.000750.2763.23n Q A m v R y C i ====
=?+=--=====?
槽内起点水深'5 1.480.20.00075 6.6 1.28h m =-+?=
设计取用槽内起点水深为1.3m 设计取用槽内终点水深为1.5m 槽超高定为0.3m
按设计流量计算得从辐射槽起点至总出水槽终点的水面坡降为
1234()()(0.30.10.39)(0.8060.77)0.000667 6.60.05h h il h h h il
m =+-+-+=+-+-+?=
设计流量增加一倍时从辐射槽起点至总出水槽终点的水面坡降为
(0.460.10.52)(1.23 1.17)(1.280.2 1.48)0.1h m =+-+-++-=
辐射集水槽采用空口出流，取孔口前水位高为0.05m ，流量系数
μ取为0.62
孔口面积20.0390.0635q f m ===
在辐射集水槽双侧及环形集水槽外侧预埋25g D 塑料管作为集水孔，如安装斜板（管）时，可将塑料管剔除，则集水孔径改为D=32mm 。
每侧孔口数目22
220.0635
64.70.025
f n d ππ?===孔个 安装斜板（管）后流量为辐q 2，则孔口面积增加一倍为0.1272m
每侧孔口数目2
20.127
78.990.032
n π?==孔个 设计采用每侧孔口数为79（包括环形吉水槽1/2长度单孔数目）
3.10排泥及排水计算
（1）污泥浓缩室：总容积根据经验按池总容积的1%考虑。
'340.0125200.0125.2V V m ==?=
分设三斗，每斗3425.20
8.433
V V m ===斗 设污泥斗上底面积：
289.612.08.23
2
38.28.28.23238.28.2m h S =??+?=??+
?=斗上 式中 m R R h 12.04.155.855.828.22
22
21
1=--=??
? ??--=斗 下底面积2
25.05.05.0m S =?=下
污泥斗容积364.5)25.089.625.089.6(3
2
m V =?++=
斗 三斗容积3
'
492.16364.5m V =?=
污泥斗总容积为池容积的
16.92
0.67%2520
= （2）排泥周期：本池在重力排泥时进水悬浮物含量1S 一般
≤1000mg/l ，出水悬浮物含量4S 一般≤10mg/l 。污泥含水率
p=98%，浓缩污泥容重3
/02.1m t =γ。
44014141410(100)1000016.92(10098)1.0217932.67
min ()60()0.3208()V p T S S Q S S S S γ-?-===---
g100d
22
0100785.04
1.0m ==
πω
电磁排泥阀适用水压m h 4≤
m l 50.03==，管长取λ
局部阻力系数：
∑==+==?==?==?==?=?6.45
4.454.30.150.4
0.41451110.10.110.50.51ξξξξξξ）
（闸阀、截止阀各一个闸阀弯头，出口，丁字管进口 流量系数33.045
.61
.05
03.011
11
=+?+=++
=
∑ξ
λμd
l
排泥流量 s m gh q /0229.0481.924
1.033.024
1.032
2
1=???
==ππμ
排泥历时s t 29.2460229
.064
.50==
放空时间计算：设池底中心排空管直径mm d g 250
22
0204909.04
25.0m πω=
本池开始放空时水头为池运行水位至池底管中心高程'2H ，
2456'0.7/2 1.2 4.8+1.05+0.35=7.4m H H H H =+++=+
m l 150.03==，管长取λ
局部阻力系数：
123410.50.51110.220.4,10.10.12.0
ξξξξξ=?==?==?==?==∑进口，出口，闸阀丁字管
流量系数46.00.225
.015
03.01111
=+?+
=++
=
∑ξ
λμd
l
瞬时排水量30.460.27/q m s μω==?=
放空时间:
11''221212
1
1
35
'''2
22221
112()
442()
35
T T t t t K H
H K D H D H ctg H ctg αα=+=-+++
式中2
2
14154K =
==
21
1
7.85K =
=
=
45116.4T ctg D αα=?==，，,21'7.4,' 6.2H H ==
1
112222
35
2224156.14(7.4 6.2)27.85(16.4 6.2
44
16.4 6.2 6.2)17018.4 4.7335
t s h =??-+??+??+?==
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摘要 本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手硬件和软件的组成，即PLC控制的气动机械手的系统工作原理，机械手各个部件的整体尺寸设计，气动技术的特点，PLC控制的特点。本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。设计了机械手的手臂结构。设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，大大提高了绘图效率和图纸质量。利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图，并绘制了可编程序控制器的控制程序。 关键词：工业机器人机械手气动可编程序控制器（PLC）
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地应用有关参考资料，如设计图表、手册、图册、标 准和规范等。 4． 进一步培养学生的自学能力、创新能力和综合 素质。 二．主要内容 表1精锻机上料机械手主要技术参数 手臂运动形式 （ 圆柱坐标式 抓取重量 60kgf 自由度 4个 手 手臂运动行程和速度 水平伸缩 500mm 设定点2 升降 600mm 设定点2 左右旋转 200度 设定点3 手腕回转和速度180度 设定点2 手指夹持范围 四种规格 90-120 定位方式和定位精度 机械挡块 +-1mm 控制方式 点位程控，开关板预选 驱动方式 液压 kgf/cm2
机械手毕业设计
目录 第一章绪论 1.1 项目的技术背景与研究意义 1.2 取苗装置的国内外研究现状 1.2.1国外取苗装置的研究现状 1.2.2国内取苗装置的研究现状 1.3论文的研究目标与研究内容 1.4论文研究的技术路线 第二章穴盘苗自动移栽机机械手整机方案设计 2.1 穴盘苗自动移栽机机械手工作原理和结构分析2.2 利用UG建立样机模型 第三章穴盘苗自动移栽机取苗装置的结构设计 3.1 取苗机构的基本构成 基本结构 （1）机械手 （2）穴盘定位平台 （3）驱动系统 （4）控制系统 PLC程序 （5）底座 3.2 取苗机构的工作原理 第四章穴盘苗自动移栽机送苗装置的设计要求分析1穴盘育苗及穴盘的选择 2送苗装置的工作原理和结构组成 3送苗机构的控制系统 第五章取苗装置的实验研究 1.取苗装置影响因素分析 2影响取苗成功率的因素 3取苗装置手臂角度的实验分析
第六章总结与展望1 全文总结 2研究展望 结束语 参考文献 致谢
第一章绪论 1.1项目的技术背景与研究意义 随着社会进步和人民生活水平的提高，设施农业已成为国民经济中的支柱产业，温室蔬菜、花卉及棉花生产对发展农村经济，增加农民收入，丰富人民的菜篮子，改善人民生活具有举足轻重的作用。穴盘苗移栽是近年才兴起的种植新技术，它具有缩短生育期，提早成熟，提高棉花单产，具有广阔的推广前景。过去几年温室大棚育出成品苗向大田移栽，全部是靠人工移栽。穴盘苗自动移栽技术是温室蔬菜或花卉生产实现工厂化和自动化而采用的一种重要的种植方式。目前，国内穴盘苗移栽的取苗、喂苗环节主要靠手工完成，劳动强度大，作业效率低，不能满足规模化生产的需要，从而制约了蔬菜生产的发展。因此，研制开发适合我国国情、结构简单、价格低廉、性能稳定可靠的中小型穴盘苗自动移栽机迫在眉睫，而移栽机械手是温室穴盘苗移栽自动化的关键部分，能够完成“穴盘定位—自动送苗—钵苗抓取—钵苗投放”这一系列连续动作，其性能直接影响移栽机的移栽质量。穴盘苗移栽机械手的研究对实现实现温室穴盘苗移栽生产过程自动化、减轻穴盘苗移栽作业的劳动强度、提高作物移栽质量，推进我国温室农业作物生产机械化和自动化进程，特别是我国“十二五”农业发展规划的顺利实施具有重大意义。 1.2 取苗装置的国内外研究现状 国外穴盘苗移栽机取苗装置的技术较成熟，而且大部分机型开始投入使用，尤其是应用于花卉、蔬菜等经济价值高的作物的大面积移栽，具有很好的经济价值。国内的研究主要集中在各大高校及科研院所，且大部分的研究成果只是样机的试制，尚没有成型的机型投入生产应用。 1.2.1国外取苗装置研究现状 20 世纪初期部分国家开始出现移栽机具。三十年代出现移栽装置或移栽器代替人工取苗。五十年代移栽的生产技术研究，研制出了不同结构的半自动移栽机。八十年代，半自动移栽机已在欧美国家的农业生产中广泛被使用，培育穴盘苗、移栽作物等，实现了制造机械、播种机械、移栽机等各种机械配套使用。到90年代,有关部门加强从育苗到栽植整个系统的研究,使育苗和栽植有机地结合,研制出多种全自动移栽机,如日本90年代初将穴盘苗自动移栽机列为农业机械急需开发的项目,日本农机研究所联合三家农机公司,于1993年至1995年期间开发出了三种型号的全自动移栽机（图1-1～1-3）,可移栽穴盘苗或纸钵苗,主要
毕业设计论文-四自由度的工业机器人机械手设计说明书
摘要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词：机器人，示教编程，伺服，制动
ABSTRACT In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way. In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point. KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake
电机壳体搬运机械手设计说明书
毕业设计（说明书） 题目电机壳体搬运机械手 专业机械设计制造及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 论文字数 完成日期2010年5月
机械设计制造及其自动化 摘要：随着科学技术的发展和自动化生产线在企业产品生产中的广泛应用，机械手作为自动化生产线的重要组成部分也得到了长足的发展和进步。尤其是随着机械结构的优化，气动、液压技术的成熟，控制元件的发展和控制方式的不断改进和创新，机械手的动作精确性、控制灵活性和工作可靠性得到了明显的改善。机械手的出现在减轻工人劳动强度和难度、提高工作效率和质量、降低生产成本上做出了突出贡献，机械手的发展在企业的发展和创收上起到了举足轻重的作用。本课题是一个机、电结合较为紧密的实用性项目，文中对PLC的应用、机械结构的设计、控制方法的选择等方面进行了必要的探讨。最后，总结了全文，指出了机械手的改进措施、应用前景和发展方向。 关键字：机械手，液压驱动，PLC（可编程控制器）
Abstract:With the development of the science and technology and the application of the automobile product line in the production, the manipulator, who serves as the important part of the automobile product line, has also experienced dramatic progress and development. Especially with the improvement of the structure of the machine, the maturity of pneumatics and hydraulics, and the constant improvement of the control element such as the singlechip, PLC, the motion controller, and soon, and the ceaselessly ameliorative and innovative control mode, the precision, delicacy and reliability of the manipulator has been improved expressly, which contributed to alleviating the worker’s labor intensity and difficulty, boosting the working efficiency and quality, reducing cost, as to play an extremely important part in the development and income of the corporations. The subject is a practical item where the mechanics and electrics are integrated very closely. The writer has made a necessary discussion in the application of PLC, the optimize of mechanical structure and the study of control mode and researches into the mechatronics. the writer summarizes the whole thesis and points out the amelioration, perspective and developing direction of the manipulator. Key Words: manipulator, the hydraulic pressure drive, PLC(Programmable Logic Controller)
工业机器人课程设计
河南机电高等专科学校《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称：多功能机械手 专业：机电一体化技术 班级：机电124班 扣号： 姓名：流星 2014 年 10 月 1 日
目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15) 一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一
步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前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的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制，利用限位开关来保护电机和控制机械手位置的准停。 这个课题可以充分的体现机电一体化的由程序自动控制机械结构的运动，对自己以前的所学的课程也是一种巩固。另一方面这个机械手可以实现一定的搬运功能具有很强的实用性能。 2、发展现状和趋势
机械手的设计毕业设计论文
天津机电职业技术学院毕业综合实践报告 专业电气自动化 班级电气自动化三班
目录 1 机械手的基本介绍 (1) 1.1 机械手的基本结构组成 (1) 1.1.1 气动手爪 (1) 1.1.2 伸缩气缸 (1) 1.1.3 回转气缸及垫板 (2) 1.1.4 提升气缸 (2) 1.2 直线运动传动组件 (2) 1.3 气动控制回路 (3) 2 传感器部分 (5) 2.1 传感器简介 (5) 2.2 磁性开关 (5) 2.3 光电传感器和光纤传感器 (5) 3 伺服电机应用 (7) 3.1 伺服系统 (7) 3.2 交流伺服系统的位置控制模式 (8) 3.3 接线 (10) 3.4 伺服驱动器的参数设置与调整 (10) 3.4.1 参数设置方式操作说明 (11) 3.4.2 面板操作说明： (11) 3.4.3 部分参数说明 (11) 3.5 最大速度（MAX_SPEED）和启动/停止速度（SS_SPEED）12 3.6 移动包络 (13) 4 PLC程序编写 (15) 4.1 PLC的选型和I/O接线 (15) 4.2 伺服电机驱动器参数设置 (15) 4.3 编写和调试PLC控制程序 (16) 4.4 初态检查复位子程序和回原点子程序 (19) 4.5 急停处理子程序 (20) 个人收获 (23) 参考文献 (24) 附录 (25) 致谢 (28)
1 机械手的基本介绍 1.1 机械手的基本结构组成 1.1.1 气动手爪 用于在各个工作站物料台上抓取/放下工件。由一个二位五通双向电控阀控制。见图 1-1 图 1-1 气动手爪 1.1.2 伸缩气缸 用于驱动手臂伸出缩回。由一个二位五通单向电控阀控制。见图 1-2 图 1-2 伸缩气缸
机械手说明书
电气控制与PLC 课程设计说明书 题目机械手控制 院系机械工程学院 专业机械工程及自动化(电梯工程) 班级0722112 学号072211221 学生姓名孙奇 指导教师胡朝斌、易风 机械工程学院 2014年6月
目录 一、绪论 (3) 二、机械手的工作原理 (4) 2.1机械手的概述 (4) 2.2机械手的工作原理 (5) 三、机械手的工作流程图 (7) 四、输入和输出点分配图及原理接线图 (8) 五、元器件选型清单 (10) 六、控制程序 (14) 6.1初始化流程图设计 (14) 6.2手动操作梯形图 (15) 6.3回原点方式顺序功能图 (16) 6.4自动方式顺序功能图 (17) 6.5 PLC总程序梯形图 (18) 七、总结 (23) 参考文献 (24)
一、绪论 1.1 可编程序控制器的应用和发展概况 可编程序控制器（programmable controller），现在一般简称为PLC （programmable logic controller），它是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术、通信网络技发展起来的一种通用的工业自动控制装置。以其显著的优点在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用，成为了现代工业控制三大支柱之一。 1.2 PLC的应用概况 PLC的应用领域非常广，并在迅速扩大，对于而今的PLC几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC，尤其近几年来PLC的性价比不断提高已被广泛应用在冶金、机械、石油、化工、轻功、电力等各行业。 按PLC的控制类型，其应用大致可分为以下几个方面。 （1）用于逻辑控制 这是PLC最基本，也是最广泛的应用方面。用PLC取代继电器控制和顺序控制器控制。例如机床的电气控制、包装机械的控制、自动电梯控制等。 （2）用于模拟量控制 PLC通过模拟量I/O模块，可实现模拟量和数字量之间转换，并对模拟量控制。 （3）用于机械加工中的数字控制 现代PLC具有很强的数据处理功能，它可以与机械加工中的数字控制（NC）及计算机控制（CNC）紧密结合，实现数字控制。 （4）用于工业机器人控制 （5）用于多层分布式控制系统 高功能的PLC具有较强的通信联通能力，可实现PLC与PLC之间、PLC与远程I/O之间、PLC与上位机之间的通信。从而形成多层分布式控制系统或工厂自动化网络。 1.3 PLC概况及在机械手中的应用 （1）可靠性高、抗干扰能力强 （2）控制系统构成简单、通用性强 由于PLC是采用软件编程来实现控制功能，对同一控制对象，当控制要求改变需改变控制系统的功能时，不必改变PLC的硬件设备，只需相应改变软件程序。
搬运机械手设计说明书
机械与装备工程学院 课程设计说明书 （2016/2017学年第 1学期） 课程名称：机械设计课程设计 题目：搬运机械手的设计 专业班级：机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学号： 130200216 指导教师： 设计周数： 2周 设计成绩： 2016年 12月 31日
第一章绪论 0 1.1 机械手的应用现状 0 1.2 机械手研究的目的、意义 0 1.3 设计时要解决的几个问题 0 第二章机械手总体方案的设计 (2) 2.1 机械手的系统工作原理及组成 (2) 2.2 机械手的基本结构及工作流程 (2) 第三章机械手的方案设计及其主要参数 (4) 3.1 坐标形式和自由度选择 (4) 3.2 执行机构 (4) 3.3 驱动系统 (5) 3.4 控制系统 (6) 第四章结构设计及优化 (7) 4.1手部夹紧气缸的设计 (7) 4.1.1手部夹紧气缸的设计 (7) 4.1.2 确定气缸直径 (8) 4.1.3 气缸作用力的计算及校核 (8) 4.1.4 缸筒壁厚的设计 (8) 4.1.5 气缸的基本组成部分及工作原理 (9) 4.2手臂结构优化设计 (9) 4.2.1问题描述 (9) 4.2.2设计分析 (9) （1）抗拉强度条件 (10) （2）抗剪强度条件 (10) （3）刚度条件 (11) （4）结构尺寸限制 (11) 4.2.3建立数学模型 (11) 4.2.4优化计算 (12) 4.2.5优化结果分析 (14) 第五章 Adams运动仿真 (15) 总结与展望 (18)
机械手是近几十年发展起来一种高科技自动化生产设备，它对稳定、提高产品质量、提高生产效率、改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用，随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。 本设计中的搬运机械手的动作由气动缸驱动，气动缸由相应的电磁阀来控制，电磁阀由PLC控制。驱动执行元件完成，能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。 本文中对机械手臂运用MATLAB算法进行优化设计，它使得优化过程变得非常简单、容易理解和掌握，从而避免编写各种复杂的运算程序，提高了设计效率。 用 ADAMS 软件建立虚拟样机进行仿真并优化参数，得出了机械手的运动过程的演示动画，发现设计结构能有机地结合在一起，工作平稳，并在指定的速度和负载等参数下得出了所需要的驱动力和结构参数等。虚拟样机代替物理样机对工程机械进行创新设计、测试和评估，可以降低设计成本，缩短开发周期，而且设计质量和效率都可以得到提高。 关键词:机械手，气动，优化设计，仿真
机械手机械原理课程设计说明书
（2）水平面内转30度，手臂自转90度，前进50mm。
机械手的夹持器还有夹紧和放松动作； 机械手工作频率：20/min； 升降 0.3kw，摆动 0.1kw，伸缩 0.1kw，夹持 0.2kw。2执行机构的选择与比较 §2-1 转角机构（实现平面转角0 30功能） 方案一 实现平面转角0 30的过程：电机带动不完全 齿轮运动，不完全齿轮带动全齿轮运动，与全 齿轮固结的四杆机构，使滚子在预先设计好形 状的槽内运动，左右运动的极限位置恰好是30 度。 机构评价： 优点：因为槽的形状固定，所以能保证在一个 行程内，机构的平面转角就是30度。 不完全齿轮的使用，为机械手在抓放物 体时留下了工作时间。 缺点：由于四杆机构的运动被槽限制住，最短杆 无法做周转运动，导致机构的回程要求齿 轮的翻转，必须在前面加入变速箱改变速 度方向。 方案二 实现平面转角0 30的过程：皮带轮传动给蜗 轮蜗杆从而使不完全齿轮，有间歇地带动完全齿 轮转动，齿轮通过杆拉动齿条，由齿轮来回往复 地带动固接杆转动0 30 机构评价： 优点：同样具有结构简单，传力较小运 动灵活，造价低准确地实现转角0 30的 要求，可以控制间歇实现循环功能。 缺点：磨损较严重，效率较低，齿轮尺 寸过大加工难。 方案三 30的过程：使用槽 实现平面转角0 轮实现平面转角30度，只要计算好槽轮 的槽数，就能在主动圆盘转360度时， 使从动轮转30度。机构评价： 优点：结构简单，外形尺寸小，机械效
率高，并能平稳的间歇地进行转位。 缺点：传动存在柔性冲击，且是单向的间歇运动，同样要求变速箱改变运动方向。 方案的选择与比较： 只有第二个方案能较好的实现对传动系统的功能要求在平面转动上能准确地控制在30度，制造简单方便。 §2-2 上升机构（实现上升100功能要求） 方案一 实现上升的过程：皮带轮传动，使蜗杆带动蜗轮，蜗轮和齿条配合。通过控 制蜗杆的半径，使转动一周后，使齿条上升100. 机构评价： 优点：蜗杆的轮齿是连续的螺旋尺，故传动平 稳，啮合冲击小。 缺点:啮合齿轮间的相对滑动速度较大，摩擦 磨损较大，传动效率较低，易出现发热 现象，常用耐磨材料制作，成本高。 方案二 实现上升的过程：皮带轮传动给蜗轮蜗杆 从而使凸轮转动，凸轮通过顶杆推动滑块滑 动，从而使工作杆上升100mm。 机构评价： 优点：结构简单，传力较小，凸轮不用太大就 可以达到所需要的高度。 缺点：效率过低，滑块容易磨损且一旦磨断严重影响上升高度，寿命不高。
工业机械手毕业设计--论文
摘要 随着微电子技术、传感器技术、控制技术和机械制造工艺水平的飞速发展，机器人的应用领域逐步从汽车拓展到其它领域。在各种类型的机器人中，模拟人体手臂而构成的关节型机器人，具有结构紧凑、所占空间小、运动空间大等优点，是应用最为广泛的机器人之一。尤其由柔性关节组成的柔性仿生机器人在服务机器人及康复机器人领域中的应用和需求越来越突出。 本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词：机器人，示教编程，伺服，制动
ABSTRACT With the development of microelectronic technology, sensor technology, the rapid development of control technology and machinery manufacturing technology level, the application of robots gradually expanded from cars to other fields. In all types of robots, the articulated robot arm simulation human form, has the advantages of compact structure, small occupied space, large moving space, is one of the most widely used robots. Especially flexible biomimetic robot composed of flexible joint in the field of service robot and rehabilitation robot application and demand more and more prominent. In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point. KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake
机械手设计说明书-毕业设计
Equation Chapter 1 Section 1(1.1) 本科毕业设计说明书 题目抓件液压机械手设计 姓名Design of hydraulic manipulator for grasping 谢百松学号20051103006 专业机械设计制造及其自动化 指导教师肖新棉职称副教授 中国·武汉 二○○九年五月
分类号密级华中农业大学本科毕业设计说明书 抓件液压机械手设计 Design of hydraulic manipulator for grasping 学生姓名：谢百松 学生学号：20051103006 学生专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：肖新棉副教授 华中农业大学工程技术学院 二○○九年五月
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 前言 (2) 1.总体方案设计 (2) 2.手部设计 (3) 2.1 确定手部结构 (4) 2.2 手部受力分析 (4) 2.3 手部夹紧力的计算 (5) 2.4 手抓夹持误差分析与计算 (6) 2.5 手部夹紧缸的设计计算 (6) 2.5.1 夹紧缸主要尺寸的计算 (6) 2.5.2 缸体结构及验算 (7) 2.5.3 缸筒两端部的计算 (8) 2.5.4 缸筒加工工艺要求 (10) 2.5.5 活塞与活塞杆的设计计算 (10) 3.臂部设计 (12) 3.1 臂部设计基本要求 (12) 3.2 臂部结构的确定 (12) 3.3 臂部设计计算 (12) 3.3.1 水平伸缩缸的设计计算 (12) 3.3.2 升降缸的设计计算 (14) 3.3.3 手臂回转液压缸的设计计算 (15) 4.液压系统设计 (16) 4.1 系统参数的计算 (16) 4.1.1 确定系统工作压力 (16) 4.1.2 各个液压缸流量的计算 (16) 4.2设计液压系统图 (17) 4.3 选择液压元件 (19) 4.3.1泵和电机的选择 (19) 4.3.2 选择液压控制阀和辅助元件 (19) 4.4根据动作要求编制电磁铁动作顺序表 (20) 5.控制系统设计 (21) 5.1 确定输入、输出点数，画出接口端子分配图 (21) 5.2 画出梯形图 (21) 5.3 按梯形图编写指令语句 (23) 6. 总结 (24) 参考文献 (25) 致谢 (26)
【精品毕设】简易机械手机械结构设计
机电工程学院 《专业综合课程设计》 说明书 课题名称：简易机械手机械机构设计 学生姓名：沈柳根学号：20110611119 专业：机械电子工程班级：11机电 成绩：指导教师签字： 2015年1月5日
摘要 简易机械手是工业机械手的简化，功能相似，而工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。工业机械手设计是机械制造、机械设计和机械电子工程等专业的一个重要教学环节，是学完技术基础课及有关专业课以后的一次专业课程内容得综合设计。通过设计提高学生的机械分析与综合能力、机械结构设计的能力、机电液一体化系统设计的能力，掌握实现生产过程自动化的设计方法。 通过对于气动机械手的设计，展现了各个相关学科知识在这里的整合，有利于理解专业知识。 关键词：简易机械手；结构设计；气动
目录 摘要....................................................... 错误！未定义书签。 1 设计任务介绍及意义 (1) 1.1设计任务意义： (1) 1.2设计任务要求介绍： (1) 2 总体方案设计 (3) 2.1 结构分析 (3) 2.3 设计简介 (3) 3 机械传动结构设计 (5) 3.1传动结构总体设计 (5) 3.2手指气缸的设计 (6) 3.3纵向气缸的设计 (12) 3.4横向气缸的设计 (13) 4最终图纸 (15) 4.1装配图 (15) 5 总结 (16) 参考文献 (17)
机械手臂设计说明书_
成都航空职业技术学院 汽车工程系 设计说明书 设计题目: 汽车模拟装配线两关节机械手臂 组员姓名：赵治帅张良李杉李廷堃郑宁波 专业班级：机电一体化 10939 指导教师：申爱民 20011 年10 月30日
摘要 本文对模拟汽车装配线的工作原理和运动控制做了阐述，对如何防止故障时撞车和故障报警做出了系统说明，并深入研究了导轨的滑撬式传动和脱钩式等其他传动的优缺点；认真研究了步进电机伺服电机的原理，然后给出了具体的实现方法。现代汽车总装工艺自动化程度越来越高。汽车制造总装机械化生产包括整车装配线、车身输送线、储备线、升降机等。主要分为一次内饰装配线（车身打号、天窗、线束、ABS、顶棚、地毯、气囊帘、车门支撑板、车门玻璃、密封条、仪表盘、水箱等）、底盘线（油管、油箱、隔热板、动力总成、后悬、排气管、挡泥板、轮胎等）、二次内饰线（风窗玻璃、座椅、仪表板后端、电瓶、空滤器、备胎、后备箱备附件、雨刷、介质加注、车门调整、线路管路插接等）、整车完整性检查、整车测试线、路试跑到、调整雨淋线等。 但由于受资源和能力限制，我们的模拟生产线只取其中的一次内饰、底盘、二次内饰，加上上线和下线工位，一共是五个工位且都采用一个工位表示。主要目的是将说学过的机电一体化只是都用到，并实现部分功能。达到训练、学以致用，能力提高的目的。 关键词:汽车装配工艺结构原理
目录 摘要................................................................................................................................. 目录 ............................................................................................................................. 序言................................................................................................................................... 1总体结构方案说明： ....................................................................................................... 1.1 ........................................................................................................................... 1.1.1..................................................................................................................... 1.1. 2..................................................................................................................... 1.2 .............................................................................................................................. 1.3 ........................................................................................................................... 1.3.1..................................................................................................................... 1.3. 2..................................................................................................................... 1.3.3..................................................................................................................... 1.3.4..................................................................................................................... 2．系统主要功能及技术指标、原理图................................................................................