毕业设计-送料机械手设计及Solidworks运动仿真(全套图纸)

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毕业设计---数控车床上下料机械手Solidworks三维建模及动画演示

毕业设计---数控车床上下料机械手Solidworks三维建模及动画演示
近年来随着工业自Байду номын сангаас化的发展机械手逐渐成为一门新兴的学科,并得到了较快的发展。机械手广泛地应用于锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中,机械手由于其显著的优点而受到特别重视。
机床上料机械手是典型的机电一体化设备,它可自动地为机床抓取工件,取代操作人员频繁取料,降低劳动强度,提高工作效率。
本课题所涉及的数控车上下料机械手自1999年投入运行,工作安全可靠,效果良好,可用做数控机床自动上料设备和生产线上的自动抓取设备。
本课题主要是应用Solidworks软件的三维设计功能,对数控车床上下料机械手的各零部件进行三维设计并实现其各部件的装配和运动仿真。
1. 1
人类在改造自然的历史进程中,随着对材料、能源和信息这三者的认识和用,不断创造各种工具(机器),满足并推动生产力的发展。
机器人技术从诞生到现在,虽然只有短短三十几年的历史,但是它却显示了旺盛的生命力。近年来,世界上对于发展机器人的呼声更是有增无减,发达国家竞相争先,发展中国家急起直追。许多先进技术国家已先后把发展机器人技术列入国家计划,进行大力研究。我国的机器人学的研究也已经起步,并把“机器人开发研究”和柔性制造技术系统和设备开发研究等与机器人技术有关的研究课题列入国家“七五”、“八五”科技发展计划以及“八六三”高科技发展计划。
总之,机械手是提高劳动生产率,改善劳动条件,减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段,国内外都很重视它的应用和发展。
1.3
1.3.1国外应用
美国制造155毫米的钢弹体洛克福特军械厂,从胚料加工开始到加工完毕直至弹体包装都自动进行,不用人手去接触,达到全自动生产。

自动送料机械手设计(含CAD图纸)

自动送料机械手设计(含CAD图纸)

1 绪论1.1 机器人目前,工业机器人的定义,世界各国尚未统一,分类也不尽相同。

最近联合国国际标准化组织采纳了美国机器人协会给工业机器人下的定义:工业机器人是一种可重复编程的多功能操作装置,可以通过改变动作程序,来完成各种工作,主要用于搬运材料,传递工件。

参考国外的定义,结合我国的习惯用语,对工业机器人作如下定义:工业机器人是一种机体独立,动作自由度较多,程序可灵活变更,能任意定位,自动化程度高的自动操作机械。

主要用于加工自动线和柔性制造系统中传递和装卸工件或夹具[1]。

工业机器人以刚性高的手臂为主体,与人相比,可以有更快的运动速度,可以搬运更重的东西,而且定位精度相当高,它可以根据外部来的信号,自动进行各种操作。

工业机器人是在计算机控制下可编程的自动机器。

采用工业机器人是提高产品质量与劳动生产率,实现生产过程自动化,改善劳动条件,减轻劳动强度的一种有效手段。

机器人的诞生和发展虽只有30多年的历史,但它已应用到国民经济,民事技术等众多的领域,具有广阔的应用和发展前景,显示出强大的生命力[2]。

根据所处的环境和作业需求,工业机器人具有至少一项或多项拟人功能,如抓取功能或移动功能,或两者兼有之,另外还可能程度不等的具有某些环境感知功能(如视觉,力觉,触觉等)。

以及语音功能及至逻辑思维,判断决策功能等。

从而使其能在要求的环境中代替人进行作业。

在工业机器人的诸多功能中,抓取和移动是最主要的功能。

这两项功能实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。

本次设计就是在这一思维下展开的。

根据设计内容和需求确定圆柱坐标型工业机器人,利用锥齿轮传动实现机器人的旋转,利用液压缸实现其移动以及对零件的抓取。

在步进电机的控制下,机器达到精确的回转运动。

工业机器人的发展,由简单到复杂,由初级到高级逐步完善,它的发展过程可分为三代:第一代工业机器人就是目前工业中大量使用的示教再现型工业机器人,它主要由手部、臂部、驱动系统和控制系统组成。

毕业设计(论文)-通用上下料机械手结构设计(全套图纸)

毕业设计(论文)-通用上下料机械手结构设计(全套图纸)

目录1 绪论 (1)1.1机械手概述 (1)1.2机械手的组成和分类 (2)1.2.1 机械手的组成 (2)1.2.2 机械手的分类 (4)1.3国内外发展状况 (6)1.4课题的提出及主要任务 (8)1.4.1 课题的提出 (8)1.4.2 课题的主要任务 (9)2 机械手的设计方案 (10)2.1机械手的座标型式与自由度 (10)2.2机械手的手部结构方案设计 (10)2.3机械手的手腕结构方案设计 (10)2.4机械手的手臂结构方案设计 (10)2.5机械手的驱动方案设计 (11)2.6机械手的控制方案设计 (11)2.7机械手的主要参数 (11)2.8机械手的技术参数列表 (11)3 手部结构设计 (14)3.1夹持式手部结构 (14)3.1.1 手指的形状和分类 (14)3.1.2 设计时考虑的几个问题 (14)3.1.3 手部夹紧气缸的设计 (15)3.2气流负压式吸盘 (18)4 手腕结构设计 (21)4.1手腕的自由度 (21)4.2手腕的驱动力矩的计算 (21)4.2.1 手腕转动时所需的驱动力矩 (21)5 手臂结构设计 (25)5.1手臂伸缩与手腕回转部分 (25)5.1.1 结构设计 (25)5.1.2 导向装置 (26)5.1.3 手臂伸缩驱动力的计 (26)5.2手臂升降和回转部分 (27)5.2.1 结构设计 (27)5.3手臂伸缩气缸的设计 (28)5.4手臂伸缩、升降用液压缓冲器 (31)5.5手臂回转用液压缓冲器 (32)第6章控制系统设计 (33)6.1控制系统硬件设计 (33)6.2 PLC梯形图中的编程元件 (33)6.3 PLC的I/O分配 (34)6.4 机械手控制系统的外部接线图 (35)6.5控制系统软件设计 (35)6.6公用程序 (36)6.7 自动操作程序 (37)5.8手动单步操作程序 (38)5.9 回原位程序 (38)6.10本章小结 (51)7 结论 (52)参考文献 (53)致谢 (55)全套图纸加1538937061 绪论1.1 机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。

基于Solidworks的机械手运动仿真设计

基于Solidworks的机械手运动仿真设计

基于Solidworks的机械手运动仿真设计0引言机械手对实现工业生产自动化,推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

工业机械手可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门,更能提高劳动生产率和自动化水平。

随着现代生产的机械化和自动化的发展对机器人的需求越来越大因而对机器人的末端执行机构机械手的研究尤为重要。

一些软件的发展为机械手的设计分析提供了方便降低了生产成本,本设计是基于Solidworks软件,使得设计效率大大提高[1]。

本文是为普通车床配套而设计的上料机械手。

它是一种模仿人体上肢的部分功能,按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备,对实现工业生产自动化,推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

1机械手工作原理上料机械手直接与工件接触的部件,它能执行人手的抓握功能。

手抓取物体以物体为中心,用两根手指包络物体。

根据抓取物体时的相对状态,靠手指与工件之间的摩擦力来夹持工件。

本上料机械手采用二指平动手爪,属于夹持式手爪,手指由四杆机构带动,当上料机械手手爪夹紧和松开物体时,手指姿态不变,作平动。

机械手手爪的结构见图1,①为支架、②气动杆、③和④为大螺钉、⑤和⑥为三孔连杆、⑦为小螺钉、⑧短连杆、⑨和⑩为手指。

通过气动杆②来传动力的,气缸带动气动杆②使之向上移动时,其它的杆件共同运动,此时手爪是处于握紧工件的过程;反之,当气缸带动气动杆②向下移动时, 手爪是处于张开的过程。

这样,用气缸带动连杆②做往复平动,从而使其它杆件运动,带动手爪张合,手指上的任意一点的运动轨迹为一弧摆动。

图1机械手装配简图2基于Solidworks机械手仿真动画设计2.1Solidworks介绍SolidWorks是一款功能强大的中高端CAD软件,方便快捷是其最大特色。

它有全面的零件实体建模、生成工作机构的分解动画制作和高级动画制作等功能该软件以参数化特征造型为基础,具有功能强大、易学、易用等特点,是当前最优秀的中档三维CAD软件之一。

自动上下料机械手毕业设计

自动上下料机械手毕业设计

自动上下料机械手毕业设计一、需求分析随着工业自动化水平的提高,自动上下料机械手在工业生产线上的作用越来越重要。

自动上下料机械手能够替代人工完成重复的上下料工作,提高生产效率和产品质量。

因此,设计一个具有自动上下料功能的机械手成为了当前毕业设计的热门课题之一二、系统结构设计在设计自动上下料机械手之前,需要先明确机械手的结构和工作原理。

1.结构设计2.工作原理机械手的工作原理主要分为三个步骤:识别物体位置、抓取物体、放置物体。

a.物体识别机械手需要通过视觉系统或传感器来识别需要上下料的物体位置。

视觉系统可以通过图像处理技术识别物体的形状、颜色和位置信息,传感器可以通过接触或非接触方式感知物体的位置。

b.抓取物体机械手通过夹爪对物体进行抓取。

夹爪可以采用机械夹持、气动夹持或电磁夹持等方式来完成抓取动作。

在抓取物体时需要注意夹爪的力度和抓取位置,以确保物体不会被损坏或滑落。

c.放置物体机械手将抓取的物体放置到目标位置。

在放置物体时同样需要注意放置位置和力度,以确保物体能够准确放置到目标位置。

三、技术选型在设计自动上下料机械手的过程中,需要选取合适的技术和材料。

1.机械结构机械结构可以采用金属、塑料或复合材料制作,具体选材要根据机械手的负荷和精度要求来决定。

2.夹爪夹爪可以根据具体应用选择合适的类型,例如并行夹爪、夹具夹爪或磁力夹爪等。

3.控制系统机械手的运动控制系统可以采用单片机、PLC或伺服电机控制等方式。

选择控制系统时需要考虑运动速度、精度和整体效率等因素。

四、系统实现在设计完机械手的结构和选型之后,需要进行系统的实现。

1.机械结构制作根据设计要求制作机械手的机械结构,包括机械臂、夹爪和固定装置等。

2.控制系统搭建根据选定的控制系统,搭建机械手的运动控制系统。

可以通过编程、电路连接和传感器安装等方式完成。

3.调试和测试完成机械手的组装后,进行调试和测试。

通过调试和测试可以发现和解决机械手运动、抓取和放置等环节出现的问题,并对系统进行优化和改进。

机械手模型设计及制作(含全套CAD图纸)

机械手模型设计及制作(含全套CAD图纸)

毕业设计论文任务书一、题目及专题:1、题目机械手模型设计及制作2、专题机械手模型设计二、课题来源及选题依据题目来源于教学产品制作。

在工业上,机器人是用作运输或操作从前属于人工作业的一种设备,越来越多的日常事务也可以在机器人的协助下完成。

教学用机械手模型,虽然不像工业机器人那么复杂,但仍包含很重要的技术成分,例如它能实现空间坐标系三根轴向上的运动。

这一特征使通过多种方法控制其运动成为可能,机器人还有“夹钳”这一非常典型的机构。

设计技术参数:1.抓重:10千克2.自由度数:4个自由度3.座标型式:圆柱型座标4.最大工作半径:1000mm5.手臂最大中心高:1380mm6.手臂运动参数:伸缩行程400mm;伸缩速度50mm/s;升降行程200mm;升降速度50mm/s;回转范围00-2400;回转速度900/s 7.手腕运动参数:回转范围00-1800;回转速度1800/s8.定位精度:±0. 5mm三、本设计(论文或其他)应达到的要求:①收集相关设备资料,进行一种四自由度机械手模型的设计制作;②它包括总体结构、机械传动系统和伺服控制系统。

该模型具有结构简单、控制灵活、调整方便、性能稳定等特点;③完成机械手模型设计,绘制产品装配图,建议用A0标准图幅;④完成非标准零件设计图纸。

建议用A3标准图幅;⑤设计说明书一份;⑥翻译8000以上外文印刷字符或译出4000汉字以上的有关技术资料或专业文献。

四、接受任务学生:机械93 班姓名陆超五、开始及完成日期:自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计(论文)指导(或顾问):指导教师签名签名签名教研室主任〕签名〔学科组组长研究所所长系主任签名2012年11月12日摘要科学发展观为我国工程技术的发展开辟了广阔道路,而机械手作为一种高科技自动化生产设备,已经广泛应用于国民经济的各个领域,这就对我们的教育培训部门提出了新的要求。

因此,为了适应社会发展的形势,在现有技术基础上设计一台教学型机械手有着深远的科教意义。

毕业设计(论文)上下料冲压机械手的设计(全套图纸三维)

毕业设计(论文)上下料冲压机械手的设计(全套图纸三维)
关键词 机械手 参数设计 软件模拟 PLC 方案控制
全套图纸,加 153893706
毕业设计外文摘要
Title
The design of the up-down material stamping manipulator
Abstract
Up-down material characteristics in the process of stamping manipulator is based on the actual production, specially in order to improve the production efficiency, human liberation and so on and developed an automated machinery and equipment. Based on the search after reading information about manipulator, simply introduces the function, composition and classification. Overall design of manipulator in accordance with the requirements of project, to determine the coordinates of the manipulator, degrees of freedom of movement and technical parameters of the manipulator. According to the manipulator hand, wrist, arm, and the fuselage structure design and calculation of the obtained data, and through 3D software solidworks to map the product model, and finally to improve the structure of the manipulator. At the same time, draw the manipulator working principle of the pneumatic system diagram, select the appropriate components. Using PLC to control the manipulator, selected the suitable PLC model; According to the working process of the manipulator made the control scheme of programmable controller, draw the operation flow chart of the manipulator.

毕业设计(论文)-液压机械手的设计(全套图纸)

毕业设计(论文)-液压机械手的设计(全套图纸)

毕业设计(论文)-液压机械手的设计(全套图纸)液压机械手的设计机械设计制造及其自动化指导老师:摘要本次设计的液压传动机械手根据规定的动作顺序,综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识,完成对机械手的设计,并绘制必要装配图、液压系统图、PLC控制系统原理图。

机械手的机械结构采用油缸、螺杆、导向筒等机械器件组成;在液压传动机构中,机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸,手腕回转采用回转油缸,立柱的转动采用齿条油缸,机械手的升降采用升降油缸,立柱的横移采用横向移动油缸;在PLC控制回路中,采用的PLC类型为FX2N,当按下连续启动后,PLC按指定的程序,通过控制电磁阀的开关来控制机械手进行相应的动作循环,当按下连续停止按钮后,机械手在完成一个动作循环后停止运动。

本设计拟开发的上料机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,可代替人工在高温和危险的作业区进行作业,可抓取重量较大的工件。

关键词机械手、液压、控制回路、PLC需要全套设计请联系164306145 各专业都有The design of the hydraulic manipulatorMachine Design & Manufacture and AutomationInstructor :Abstract The design of hydraulic drive manipulator movementsunder the provisions of the order , use the basic theory, basic knowledge and related mechanical design expertise comprehensively to complete the design,and drawing the necessary assembly, hydraulic system map, PLC control system diagramManipulator mechanical structure using tanks, screw ,guide tubes and other mechanical device component ;In the hydraulic drive bodies ,manipulator arm stretching using telescopic tank ,rotating column of tanks used rack ,manipulator movements using tank movements ,the column takes the horizontal movement of tanks ;The PLC control circuit use the type of FX2N PLC .When pressed for commencement ,PLC in accordance with the prescribed procedures ,through the control of the solenoid valve to control the switch manipulator corresponding moves cycle ,after press the row stop button , the manipulator complete a cycle of action to stop after the hole campaign.The design of the proposed development of the information on the manipulator can grasp up in space objects ,flexible and varied movements ,can replace the artificial heat and dangerous operation conducted operations,and can grasp the larger workpieces Keywords Manipulator 、Hydraulic、Control Loop 、PLC目录1 前言1.1 工业机器人简介1.2 世界机器人的发展1.3 我国工业机器人的发展1.4 我要设计的机械手1.4.1 臂力的确定1.4.3 确定运动速度1.4.4 手臂的配置形式1.4.5 位置检测装置的选择1.4.6 驱动与控制方式的选择2 手部结构2.2 设计时应考虑的几个问题2.3 驱动力的计算2.4 两支点回转式钳爪的定位误差的分析3 腕部的结构3.1 概述3.2 腕部的结构形式4 臂部的结构4.1 概述4.2.2 导向装置4.2.3 手臂的升降运动4.3 手臂回转运动4.4 手臂的横向移动4.5 臂部运动驱动力计算4.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算4.5.2 臂垂直升降运动驱动力的计算臂部回转运动驱动力矩的计算5 液压系统的设计5.3.1 压力控制回路5.3.2 速度控制回路5.3.3 方向控制回路5.4 机械手的液压传动系统5.4.1 上料机械手的动作顺序5.4.2 自动上料机械手液压系统原理介绍5.5.1 双作用单杆活塞油缸5.5.2 无杆活塞油缸(亦称齿条活塞油缸) 5.5.3 单叶片回转油缸5.5.4 油泵的选择5.5.5 确定油泵电动机功率N6 结束语7 致谢8 参考文献1 前言1.1 工业机器人简介几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器,以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。

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目录摘要 (1)第一章机械手设计任务书 (2)1.1毕业设计目的 (2)1.2本课题的内容和要求 (2)第二章抓取机构设计 (4)2.1手部设计计算 (4)2.2腕部设计计算 (7)2.3臂伸缩机构设计 (9)第三章液压系统原理设计及草图 (11)3.1手部抓取缸 (11)3.2腕部摆动液压回路 (13)3.3小臂伸缩缸液压回路 (14)3.4总体系统图 (15)第四章机身机座的结构设计 (16)4.1电机的选择 (17)4.2减速器的选择 (18)4.3螺柱的设计与校核 (18)第五章机械手的定位与平稳性 (20)5.1常用的定位方式 (20)5.2影响平稳性和定位精度的因素 (20)5.3机械手运动的缓冲装置 (21)第六章机械手的控制 (22)第七章机械手的组成与分类 (24)7.1机械手组成 (24)7.2机械手分类 (25)第八章机械手Solidworks三维造型 (26)8.1上手爪造型 (27)毕业设计感想 (37)参考资料 (38)送料机械手设计及Solidworks运动仿真摘要本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。

工业机械手是工业生产的必然产物,它是一种模仿人体上肢的部分功能,按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备,对实现工业生产自动化,推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。

实践证明,工业机械手可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率和自动化水平。

工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作,采用机械手是有效的。

此外,它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作,更显示其优越性,有着广阔的发展前途。

本课题通过应用AutoCAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计,运用Solidworks技术对上料机械手进行三维实体造型,并进行了运动仿真,使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。

它能实行自动上料运动;在安装工件时,将工件送入卡盘中的夹紧运动等。

上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。

关键字机械手,AutoCAD,Solidworks。

全套图纸,仿真,加153893706第一章机械手设计任务书1.1毕业设计目的毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节,是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。

这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。

其主要目的:一、培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力,拓宽和深化学生的知识。

二、培养学生树立正确的设计思想,设计构思和创新思维,掌握工程设计的一般程序规范和方法。

三、培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算,数据处理,编写技术文件等方面的工作能力。

四、培养学生进行调查研究,面向实际,面向生产,向工人和技术人员学习的基本工作态度,工作作风和工作方法。

1.2本课题的内容和要求(一、)原始数据及资料(1、)原始数据:a、生产纲领:100000件(两班制生产)b、自由度(四个自由度)臂转动180º臂上下运动500mm臂伸长(收缩)500mm手部转动±180º(2、)设计要求:a、上料机械手结构设计图、装配图、各主要零件图(一套)b、液压原理图(一张)c、机械手三维造型d、动作模拟仿真e、设计计算说明书(一份)(3、)技术要求主要参数的确定:a、坐标形式:直角坐标系b、臂的运动行程:伸缩运动500mm,回转运动180º。

c、运动速度:使生产率满足生产纲领的要求即可。

d、控制方式:起止设定位置。

e、定位精度:±0.5mm。

f、手指握力:392Ng、驱动方式:液压驱动。

(二、)料槽形式及分析动作要求(1、)料槽形式由于工件的形状属于小型回转体,此种形状的零件通常采用自重输送的输料槽,如图 1.1所示,该装置结构简单,不需要其它动力源和特殊装置,所以本课题采用此种输料槽。

图1.1机械手安装简易图(2、)动作要求分析如图1.2所示动作一:送料动作二:预夹紧动作三:手臂上升动作四:手臂旋转动作五:小臂伸长动作六:手腕旋转预夹紧图1.2 要求分析第二章抓取机构设计2.1手部设计计算一、对手部设计的要求1、有适当的夹紧力手部在工作时,应具有适当的夹紧力,以保证夹持稳定可靠,变形小,且不损坏工件的已加工表面。

对于刚性很差的工件夹紧力大小应该设计得可以调节,对于笨重的工件应考虑采用自锁安全装置。

2、有足够的开闭范围夹持类手部的手指都有张开和闭合装置。

工作时,一个手指开闭位置以最大变化量称为开闭范围。

对于回转型手部手指开闭范围,可用开闭角和手指夹紧端长度表示。

手指开闭范围的要求与许多因素有关,如工件的形状和尺寸,手指的形状和尺寸,一般来说,如工作环境许可,开闭范围大一些较好,如图2.1所示。

图2.1 机械手开闭示例简图3、力求结构简单,重量轻,体积小手部处于腕部的最前端,工作时运动状态多变,其结构,重量和体积直接影响整个机械手的结构,抓重,定位精度,运动速度等性能。

因此,在设计手部时,必须力求结构简单,重量轻,体积小。

4、手指应有一定的强度和刚度5、其它要求因此送料,夹紧机械手,根据工件的形状,采用最常用的外卡式两指钳爪,夹紧方式用常闭史弹簧夹紧,松开时,用单作用式液压缸。

此种结构较为简单,制造方便。

二、拉紧装置原理如图2.2所示【4】:油缸右腔停止进油时,弹簧力夹紧工件,油缸右腔进油时松开工件。

图2.2 油缸示意图1、右腔推力为F P=(π/4)D²P (2.1)=(π/4)⨯0.5²⨯25⨯10³=4908.7N2、根据钳爪夹持的方位,查出当量夹紧力计算公式为:=(2b/a)⨯(cosα′)²N′(2.2)F1其中 N′=4⨯98N=392N,带入公式2.2得:=(2b/a)⨯(cosα′)²N′F1=(2⨯150/50)⨯(cos30º)²⨯392=1764N实际=PK1K2/η(2.3)则实际加紧力为 F1=1764⨯1.5⨯1.1/0.85=3424N=3500N经圆整F13、计算手部活塞杆行程长L,即L=(D/2)tgψ(2.4) =25×tg30º=23.1mm经圆整取l=25mm4、确定“V”型钳爪的L、β。

取L/Rcp=3 (2.5)式中: Rcp=P/4=200/4=50 (2.6)由公式(2.5)(2.6)得:L=3×Rcp=150取“V”型钳口的夹角2α=120º,则偏转角β按最佳偏转角来确定,查表得:β=22º39′5、机械运动范围(速度)【1】(1)伸缩运动 V=500mm/smax=50mm/sVmin=500mm/s(2)上升运动 VmaxV min=40mm/s(3)下降Vmax=800mm/sVmin=80mm/s(4)回转Wmax=90º/sWmin=30º/s所以取手部驱动活塞速度V=60mm/s6、手部右腔流量Q=sv (2.7)=60πr²=60×3.14×25²=1177.5mm³/s7、手部工作压强P= F/S (2.8)1=3500/1962.5=1.78Mpa2.2腕部设计计算腕部是联结手部和臂部的部件,腕部运动主要用来改变被夹物体的方位,它动作灵活,转动惯性小。

本课题腕部具有回转这一个自由度,可采用具有一个活动度的回转缸驱动的腕部结构。

要求:回转±90º角速度W=45º/s以最大负荷计算:当工件处于水平位置时,摆动缸的工件扭矩最大,采用估算法,工件重10kg,长度l=650mm。

如图2.3所示。

1、计算扭矩M1〖4〗设重力集中于离手指中心200mm处,即扭矩M1为:M1=F×S (2.9)=10×9.8×0.2=19.6(N·M)图2.3 腕部受力简图2、油缸(伸缩)及其配件的估算扭矩M2〖4〗F=5kg S=10cm带入公式2.9得M2=F×S=5×9.8×0.1 =4.9(N·M)3、摆动缸的摩擦力矩M摩〖4〗F摩=300(N)(估算值)S=20mm (估算值)M摩=F摩×S=6(N·M)4、摆动缸的总摩擦力矩M〖4〗M=M1+M2+M摩(2.10) =30.5(N·M)5.由公式T=P×b(ΦA1²-Φmm²)×106/8 (2.11)其中: b—叶片密度,这里取b=3cm;ΦA1—摆动缸内径, 这里取ΦA1=10cm;Φmm—转轴直径, 这里取Φmm=3cm。

所以代入(2.11)公式P=8T/b(ΦA1²-Φmm²)×106=8×30.5/0.03×(0.1²-0.03²)×106=0.89Mpa又因为W=8Q/(ΦA1²-Φmm²)b所以Q=W(ΦA1²-Φmm²)b/8=(π/4)(0.1²-0.03²)×0.03/8=0.27×10-4m³/s=27ml/s2.3臂伸缩机构设计手臂是机械手的主要执行部件。

它的作用是支撑腕部和手部,并带动它们在空间运动。

臂部运动的目的,一般是把手部送达空间运动范围内的任意点上,从臂部的受力情况看,它在工作中即直接承受着腕部、手部和工件的动、静载荷,而且自身运动又较多,故受力较复杂。

机械手的精度最终集中在反映在手部的位置精度上。

所以在选择合适的导向装置和定位方式就显得尤其重要了。

手臂的伸缩速度为200m/s行程L=500mm1、手臂右腔流量,公式(2.7)得:【4】Q=sv=200×π×40²=1004800mm³/s=0.1/10²m³/s=1000ml/s2、手臂右腔工作压力,公式(2.8)得:〖4〗P=F/S (2.12)式中:F——取工件重和手臂活动部件总重,估算 F=10+20=30kg, F摩=1000N。

所以代入公式(2.12)得:P=(F+ F摩)/S=(30×9.8+1000)/π×40²=0.26Mpa3、绘制机构工作参数表如图2.4所示:图2.4机构工作参数表4、由初步计算选液压泵〖4〗所需液压最高压力P=1.78Mpa所需液压最大流量Q=1000ml/s选取CB-D型液压泵(齿轮泵)此泵工作压力为10Mpa,转速为1800r/min,工作流量Q在32—70ml/r之间,可以满足需要。

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