通用机床上料机械手设计
通用机床上料机械手设计Universal machine manipulator design
摘要
本课题是为通用机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作业的自动化技术设备，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。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作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。
本课题介绍了上料机械手的设计理论与方法。全面详尽的讨论了上料机械手的回转油缸、夹紧油缸、锥齿轮行星机构和夹持手部等主要部件的结构设计。然后运用AutoCAD 绘图软件对机械手的整体结构和各个零部件进行绘制。
关键词：机械手液压缸 CAD
Abstract
This issue is for the general machine tools and supporting materials on the design of the mechanical hand. Industrial machinery hand is the inevitable product of industrial production, It is an imitation of the upper part of the human body functions, According to the transport requirements of the workpiece or Hold the tool operations automation technology and equipment, To the achievement of industrial production automation, Promote the further development of industrial production plays an important role. So they have strong vitality of the people by the extensive attention and welcome. Practice has proved that the industrial robot can replace the staff of the heavy labor, significantly reduced labor intensity of workers and improve working conditions, improve labor productivity and the level of automation. In addition, it can at high temperature, low temperature, Sham Shui Po, the universe, radioactive and other toxic and pollution of the environment under the conditions for more display its advantages, there are broad development prospects.
The material on the subject on the manipulator of the design theory and https://www.360docs.net/doc/364450017.html,prehensive and detailed discussion of the material on the manipulator rotary fuel tanks, fuel tanks clamping, bevel gear planetary bodies and gripping hands, and other major components of the structural design. AutoCAD mapping software and then use the mechanical hand and the overall structure of the various parts and components for mapping.
Key words: manipulator hydraulic cylinder CAD
目录
第一章绪论1 (1)
1.1前言 (1)
1.2 机械手的概述 (2)
1.3机械手的组成与分类 (3)
1.4机械手的应用简况、应用意义及发展趋势.............................
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1.5应解决的主要问题.....................................................................
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1.6研究主要内容.............................................................................
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第二章通用机床上料机械手总体设计方案 (3)
2．1主要技术规格参数 (3)
2．2研究路线 (4)
2．3 对于机械手驱动系统的选择................................................
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2．4工业机械手总体结构概略....................................................错
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2．5机械手的总体方案................................................................错
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第三章机械手的具体设计和计算...................................................错
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3.1 手部.........................................................................................错
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3.2 手指部分和液压缸的尺寸设计.............................................错
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3.3 肘部.........................................................................................错
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3.4 手臂的作用及要求.................................................................错
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3.5 手臂典型运动机构.................................................................错
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第四章典型零件的设计及校核 (21)
4.1 齿轮传动的设计及校核 (21)
4.2轴的计算及校核.......................................................................错
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4.3轴承的计算及校核...................................................................错
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致谢...............................................................................................错
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参考文献...............................................................................................错
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第一章绪论
1.1前言
机械手。机械手是用于再现人手的的功能的技术装置称为[]1
模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为
[]2
工业机械手。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化
和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的[]3
重视。
机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。
机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
1.2 机械手的概述
工业机械手（以下简称机械手）是近代自动控制领域中出现的一项新技术，作为多学科融合的边沿学科，它是当今高技术发展最快的领域之一，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。所谓工业机械手就是一种能按给定的程序或要求自动完成物件（如材料、工件、零件或工具等）传送或操作作业的机械装置，它能部分地代替人的手工劳动。较高级型式的机械手，还能模拟人的手臂动作，完成较复杂的作业，由于机械手科学的发展十分迅速，世界上对机械手还没有一个明，统一的定义。国际标准化组织（ISO）对机械手做了如下定义：机械手是一种可以反复编程和多功能的用来搬运材料、零件、工具的操作机或是为了执行不同任务而具有可改变和可编程的动作的专门系统。
随着我国工业机械手技术的不断发展，很多专家都有己的机械手定义，我国国家标准GB/T12643-90也将工业机械手定义为“一种能自动定位控制，可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。它能搬运材料、零件或操持工具，用于完成各种任务作业”。
1.3机械手的组成与分类
1.3.1机械手的组成
机械手大致可分为手部、传送机构、驱动部分、控制部分以及其它部分。
（1）手部（或称抓取机构）包括手指、传力机构等，主要起抓取和放置物件的作用；
（2传送机构（或称臂部）包括手腕、手臂等，主要起改变物件方向和位置的作用；
（3）驱动部分它是驱动前两部分的动力，因此也称动力源，常用的有液压、气压、电力和机械式驱动四种形式；
（4）控制部分它是机械手动作的指挥系统，由它来控制动作的顺序(程序)、位置和时间(甚至速度与加速度)等；
（5）其它部分如机体、行走机构、行程检测装置和传感装置等。
第二章通用机床上料机械手总体设计方案
2．1要技术规格参数
手臂回转角度：90°
工件尺寸：大于等于 40mm。
2．2研究路线
本课题拟采用的研究路线如图2-1所示：
图2.1研究路线图