砂箱搬运机械手设计说明书.docVIP

1 前言 1.1机械手的组成及分类 1.1.1 机械手的组成 机械手由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。 (1) 手部 与工件直接接触，一般为回转型或平动型。根据需要分为外抓式和内抓式两种；也可以用空气吸盘(主要适用于吸冷的光滑表面)和电磁吸盘。 (2) 腕部 连接手部和臂部，可以调节被抓物体的方位，扩大机械手的作用范围，使机械手更加灵巧，适应更多需要。手腕有独立的自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动。腕部采用回转运动及上下摆动的设计就可以基本满足工作要去。当采用回转液压(气)缸作为回转运动机构时可以使腕部在270°范围内回转。 (3) 臂部 此部件是机械手的握持部件。作用是支撑腕部和臂部使之运动。可以将手部抬升至空间运动范围内任意一点。臂部一般具有手臂的伸缩、左右旋转、升降运动三个自由度。 手臂的运动通常通过液压缸或者气缸和各种传动机构实现。 (4) 行走机构 此机构尚未应用于本次设计。 1.1.2 机械手的分类 机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。点位控制机械手连续轨迹控制机械手。 1.2物料搬运 1.2.1 物料搬运的原则 (1) 规划原则：规划物料搬运的全部来达到高效率。 (2) 系统原则：使各种搬运活动整合到包括供货商、进货、储运、生产、包装、仓储管理和顾客等的整体操作系统。 (3) 物料流程原则：物料搬运流程的作业顺序与设备布置的最佳化。 (4) 重力原则：尽量利用重力搬运物料来节省能源。 (5) 空间利用原则：使建筑物的空间最充分利用。 (6) 单位尺次原则：使单位载重的重量最大化。 (7) 机械化原则：使搬运过程尽量机械化。 (8) 自动化原则：从生产到搬运到储存的自动化。 (9) 适应性原则：采用能够适应各种工作环境的方法及设备，除非是为达到特殊目的必须使用的。 (10) 标准化原则：搬运方法及搬运设备的类型和尺次的标准化。 (11) 简化原则：使用减少、消除或整合不必要的搬运和移送设备来简化搬运。 (12) 过时作废原则：当发现效率更高的搬运方法和搬运设备时，应及时淘汰过时的方法和设备。 1.2.2 选择物料搬运设备的考虑因素 (1) 设备的技术性能。 (2) 设备的可靠性。 (3) 工作环境的适应性。 (4) 经济因素。 (5) 可操作性与使用性。 (6) 能耗因素。 (7) 与物料的适配程度。 (8) 物料的运动方式。 1.3 机械手的应用及发展趋势 1.3.1机械手的应用 机械手虽然现在还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲倦、不怕危险、抓举重物的力量比人手大很多等特点。因此，机械手已经受到许多部门的重视，并越来月广泛的应用到工业生产中。比如：机床加工工件的装卸，尤其是在自动化机床、组合机床中的实用较为普遍；在装配作业中广泛应用，在电子行业中可以应用到电路板的装配，在机械行业中可以应用的零部件的组装；它可以在艰苦的、单调重复的环境中工作，替代人的劳动；它可以在危险的环境中工作；还可以在军事工程及生物医药工程方面辅助进行研究和实验。 1.3.2 机械手的发展趋势 (1) 重复高精度 精度是指机械手能够达到指定点的精确程度，它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。重复精度是指若动作的重复次数较多，机械手能够达到同样位置的精确程度。重复精度的重要性大于精度，如果一个机械手的定位不够精准，通常会显示一个固定的误差值，并且该误差可以预测，因此就可以通过编程来校正。重复精度限定的是一个随机误差的范围，它的大小可以通过重复机械手的运动来测定。 (2) 模块化 有的企业把带有系列导向驱动装置的机械手称作简单的传送技术，而把可以模块化拼装的机械手称作现代传输技术。模块化拼装的机械手比组合式的导向驱动装置可以更灵活的安装。模块化机械手可以应用到不同的模块。执行不同的任务，进而扩大了机械手的应用范围，是机械手发展的一个重要方向。 (3) 节能化 为了达到可以适应食品、医药、生物工程、电子、纺织、精密机械等行业的无污染要求而采用不加润滑脂的不供油润滑元件已经出现。随着材料技术的发展、新型材料的出现，结构复杂、自润滑材料制造的无润滑元件不仅节约润滑材料、不污染环境，而且控制系统简单、摩擦系数稳定、成本低、寿命长。 (4) 机电一体化 由“可编程控制器—传感器—液压元件”组成的典型的控制系统仍然是自动化技术的重要方面；发展与电子技术相结合的自适应控制液压元件，能够使液压技术从“开关控制”向高精度的“反馈控制”发展，不仅节省材料，而且大大提高了系统的稳定性。现在，电磁阀的线