液压控制的翻转机械手的设计学士学位论文.doc
《液压控制的翻转机械手的设计学士学位论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《液压控制的翻转机械手的设计学士学位论文.doc(39页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、液压控制的翻转机械手的设计 摘 要:在现代生产过程中,液压控制的翻转机械手被广泛地运用于自动生产线中,机械手的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴的技术,它更加促进了液压控制的翻转机械手的发展,使得机械手能更好地实现机械化与自动化的有机结合。本设计主要针对生产线上的自动化设计了一个四自由度的翻转机械手,实现了生产的自动化。因此,在自动化机床的综合加工线上,使用机械手可以减少人力的使用和更准确地控制生产的节拍,同时提高生产的安全性。该机械手采用了液压驱动,实现了夹紧、翻转和展开等动作,该设计能够提高劳动生产率,从而提高经济和社会效益。 关键词:翻转;机械手;液压驱动The Desi
2、gn of Turning Manipulator Based on Hydraulic Control Abstract: In manufacturing process of modern industry,flip manipulator hydraulic control is widely used in automatic production line, development and production of manipulator has become one of the burgeoning high - tech areas of emerging technolo
3、gies, which promoted the development of flip manipulator hydraulic control, allow manipulators to better achieve the combination of mechanization and automation. This design is intended primarily for production line automation of flip designed a four - DOF manipulator, enabling automation of product
4、ion. Therefore, on the transfer line for processing in the integrated automation of machine tool, using the manipulator can use less human and more accurate control over the production of beat.The robot uses a hydraulic drive, implements actions such as clamp, flip, and expand, this design can incre
5、ase the productivity, To enhance the economic and social benefits. Key words: flipping;manipulator;hydraulic drive 目 录 摘要1关键词11前言22机器人的发展32.1世界机器人的发展32.2我国机器人的发展43机械手的设计方案43.1机械手的组成43.2规格参数53.3设计路线与方案53.3.1设计步骤53.3.2研究方法和措施64整体的结构设计分析65机械手的设计65.1主要技术参数65.2手爪的设计65.2.1概述65.2.2设计时应考虑的几个问题75.2.3驱动力的计算75
6、.3腕部的结构95.3.1概述95.3.2腕部的结构形式105.3.3手腕驱动力矩的计算105.4臂部的结构135.4.1概述135.4.2导向装置135.4.3平衡装置145.4.4臂部回转运动驱动力矩的计算145.5旋转腰座的结构设计145.5.1尺寸设计155.5.2尺寸校核155.5.3驱动力矩的计算166轴承的设计166.1轴承的选择166.2轴承的计算166.3轴承的校核177回转轴的设计177.1回转轴的结构设计177.2回转轴的载荷计算178液压系统的设计188.1液压系统的组成188.2机械手液压系统的控制回路198.2.1压力控制回路198.2.2速度控制回路208.2.3
7、方向控制回路218.3机械手的液压传动系统218.4液压系统的计算218.4.1双作用单杆活塞油缸218.4.2无杆活塞油缸238.4.3单叶片回转油缸248.4.4油泵的选择258.4.5油泵电动机的选择268.4.6液压阀的选择268.4.7油管的选择268.4.8油箱容积的选择278.4.9滤油器的选择279结论27参考文献28致谢2951 前言 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。如古希腊神话阿鲁哥探险船中的青铜巨人泰洛斯(Taloas),犹太传说中的泥土巨人等等,这些美丽的神话时刻激励着人们一定要把美丽的神话变为现实,早在两千年前就开始出现了自
8、动木人和一些简单的机械偶人。到了近代 ,机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人问世之后,不同功能的机器人也相继出现并且活跃在不同的领域,从天上到地下,从工业拓广到 农业、林、牧、渔,甚至进入寻常百姓家。机器人的种类之多,应用之广,影响之深,是我们始料未及的。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。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。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。 机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了
9、人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 液压控制的翻转机械手是加工自动线上物料翻转的关键设备,翻转机械手的设计具有现实的工程意义。液压控制的翻转机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中,液压控制的翻转机械手被广泛的运用于自动生产线中,机械手的研制和生产已成为高技术领域内,迅速发殿起来的一门新兴的技术,它更加促进了液压控制的翻转机械手的发
10、展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。液压控制的翻转机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动,不知疲劳,不怕危险,抓举重物的力量比人手力大的特点,因此,液压控制的翻转机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用。在机械工业中,液压控制的翻转机械手的意义可以概括如下:a.以提高生产过程中的自动化程度机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度,从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。b.以改善劳动条件,避免人身事故 在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中,用人手
11、直接操作是有危险或根本不可能的,而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业,使劳动条件得以改善。在一些简单、重复,特别是较笨重的操作中,以机械手代替人进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。 c.可以减轻人力,并便于有节奏的生产机械手代替人进行工作,这是直接减少人力的一个侧面,同时由于机械手可以连续的工作,这是减少人力的另一个侧面。因此,在自动化机床的综合加工自动线上,使用机械手可以减少人力的使用和更准确地控制生产的节拍,便于有节奏的进行生产工作。2 机器人的发展2.1 世界机器人的发展 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:(1).工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、
12、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降,平均单机价格从91年的103万美元降至97年的65万美元。(2)机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人产品问市。(3)工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,控制柜日见小巧,且采用模块化结构;大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。(4)机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采用视觉、声
13、觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制;多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。(5)虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制,如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。(6)当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统,而是致力于操作者与机器人的人机交互控制,即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统,使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。 (7)机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来,这种新型装置已成为国际研究的热点之一,纷纷探索开拓其实际应用的领域。2.2 我国机器人的发展 有人认为,应用机器
14、人只是为了节省劳动力,而我国劳动力资源丰富,发展机器人不一定符合我国国情。这是一种误解。在我国,社会主义制度的优越性决定了机器人能够充分发挥其长处。它不仅能为我国的经济建设带来高度的生产力和巨大的经济效益,而且将为我国的宇宙开发、海洋开发、核能利用等新兴领域的发展做出卓越的贡献。我国的工业机器人从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,目前已基本掌握了机器人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、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人;其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自
15、动喷漆生产线(站)上获得规模应用,弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看,我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,如:可靠性低于国外产品;机器人应用工程起步较晚,应用领域窄,生产线系统技术与国外比有差距;在应用规模上,我国已安装的国产工业机器人约200台,约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业,当前我国的机器人生产都是应用户的要求,“一客户,一次重新设计”,品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低,而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术,对产品进行全面规划,搞好系列化、通用化、模化设计,积极推
16、进产业化进程。我国的智能机器人和特种机器人在“863”计划的支持下,也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人,6000米水下无缆机器人的成果居世界领先水平,还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等机种;在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作,有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发应用方面则刚刚起步,与国外先进水平差距较大,需要在原有成绩的基础上,有重点地系统攻关,才能形成系统配套可供实用的技术和产品,以期在“十五”后期立于世界先进行列之中1。3 机械手的设
17、计方案3.1 机械手的组成工业机械手是由机座、执行机构和驱动机构所组成,执行机构包括抓取部分(手部)、腕部和臂部等运动部件所组成。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2,并按预定要求将其搬运到给定位置。驱动机构:有气动,液动,电动和机械式四种形式。机座:它是整个工业机械手的基础。3.2 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:1
18、.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;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。3.3 设计路线与方案3.3.1 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
19、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3。3.3.2 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X、Y、Z轴转动和X轴移动)。4 整体的结构设计分析由以上的分析,即机械手的动作是:夹紧手腕回转90度手臂仰俯90机座回转90度展开。其中,手抓的动作是夹紧和展开。为了实现这些动作,手抓采用一个液压缸;手腕采用一个摆动马达;臂部用一个摆动马达,机座用一个摆动马达。其中,手抓和手腕采用联轴器联接,手腕跟臂部用螺钉和螺母联接。机械手采用液压系统。液压伺服系统响应快,控制性好,在性能优良的机械手上得到了广泛的应
20、用。油泵采用CB32 外啮合齿轮泵,溢流阀调整压力为50公斤力/平方厘米,油箱内的液压油经过油泵升高压力,进入伺服阀的液压油高度清洁4,压力油经过电液伺服阀进入相应的液压油缸,推动执行部分动作。为了保证液压系统可靠地工作,初次安装时必须将各油缸和管道仔细清洗和冲洗,油箱要密封,加入的液压要经过过滤。在液压系统中还装有水冷却器,以控制油温不超过50。5 机械手的设计5.1 主要技术参数根据工作环境和生产状况,提出设计参数,主要技术参数:(1) 自由度数:N=4(2)抓取重量:P=mg=509.8=490N(3)手臂俯仰:=45 = 10/s (4)左右回转:=90 = 10/s (5)手腕回转:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 液压 控制 翻转 机械手 设计 学士学位 论文
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。