大学毕业设计论文-直行搬运机械手的设计论文.docVIP

1 前言 1.1 概述 在现代化的工业生产中，生产的机械化，自动化已得到长足的发展并将逐步成为主要的趋势。生产的自动化已经在有的行业得到了普及，采用全自动化机械手进行装配更是目前研究的重点。直行搬运作为一种搬运方式也得到了很大的发展，直行搬运常用的表现形式是搬运机械手。所以在本设计中主要针对搬运机械手进行了设计。 1.2 设计的目的 机械手设计是机械设计、机械制造和机电一体化的综合应用，是大学课程的一次大的总结和回顾。通过设计提高了本人机构分析和机构设计的能力，锻炼了运用液压系统和电气系统的能力，为即将走向工作的我们打下良好的专业基础和设计基础。 通过设计，把有关课程（机械原理、理论力学、机械设计、液压与气压传动、测试技术、电子电工、可编程控制器 原理 应用 网络、微型计算机控制等）中所获得的理论知识在实际中综合地加以运用，使所学的知识得到巩固和提升。 通过设计，培养独立的机械设计的能力，树立正确的设计思路，掌握机电一体化设计的基本方法和步骤。 通过设计，使自己能熟练地应用有关参考资料、手册和规范；熟悉国家有关标准。 通过设计，锻炼自己的动手能力，解决问题、处理问题的能力，让我养成一丝不苟，认真踏实的习惯。 1.3 设计的意义 随着科学技术的发展，机械手的应用逐渐广泛，特别是在工业领域，更起到了不可替代的作用。搬运机械手作为机械手的一个类型，也得到了极大的运用。搬运机械手是一种交互性很强的搬运工具，它可以代替人类繁重的体力劳动，尤其是在许多特殊环境中，如水下作业，有毒，放射性等恶劣的劳动环境下。机械手的应用可以有效提高劳动生产率，减轻了工人的劳动强度，能够为社会带来良好的经济效益。直行搬运机械手在繁重，重复的工业转配过程中得到了越来越广泛的应用，所以对直行搬运机械手的设计和研究是非常有意义非常有必要的。 1.4 直行搬运机械手的设计内容 所谓机电一体化技术，是指机械工程技术和微电子技术、信息处理技术、传感技术等相结合的一门技术[1]。因此，我们的设计理所当然也包含了机械部分的设计和电气部分的设计，其主要设计内容如下： 根据给定的自由度和技术参数选择合适的手部、臂部和机身。 各个部件设计的有关计算。 机械手机械装配图的绘制 驱动系统的设计 电气控制部分的设计 1.5 机械手的组成 工业机械手由执行机构、驱动系统和控制系统组成，其个部关系如图1—1： 图1—1 机械手的主要组成图 控制系统 本机械手采用可编程序控制器控制，主要控制其坐标位置。 驱动系统 驱动机构有气动、液压、电动和机械式四种形式[1]。液压式速度快，动力大，技术成熟，机构简单，成本低，采用点位控制，有较高的定位精度。所以我选择液压式驱动机构。 执行机构 执行机构主要由手部、臂部和机身组成。 手部 一般手部分为回转型或平移型，因为回转型结构比较简单，所以我选用回转型手部。传力机构形式较多，常见的有：滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母式等[2]。本设计选择滑槽杠杆式。 臂部 手臂是支撑被抓物体、手部等的重要部件，同时它还带动被抓取的物件，按预定要去将其搬运到指定位置。 1.6 机械手的规格参数 机械手的规格参数，主要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： 抓重：额定抓取重量或者称额定负载，本机械手的抓重范围在1㎏-60㎏之间； 自由度数目和坐标形式：整机有三个自由度，坐标形式为直角坐标系； 驱动方式：采用液压方式驱动； 能传送的工件重量：从30kg-60kg； 手臂运动参数：升降液压缸的行程为500mm，伸缩液压缸的行程为400mm； 定位精度：±1mm； 控制方式：自动控制和手动操作两种控制方式； 2 机械部分的设计 2.1 机械手手部的选择与计算 手部是用直接握持工件的部件，由于被握持工件的形状、尺寸大小、质量、材料性能、表面状况的不同而不同。归结起来，常用的手部，按照其握持工件的原理，大致分为夹持型和吸附两大类[2]。根据要求我选用夹持型。 夹持类常见的主要有夹钳式，此外还有钩托式和弹簧式[2]。夹持类手部按其手指夹持工作时的运动方式不同划分为手指回转型和平移型。 本设计选用夹钳式手部，其手部主要有三部分组成，分别是手指、传动机构和驱动装置[3]。本设计采用两个手指，驱动装置为液压驱动装置，传动装置为滑槽连杆装置。根据回转型支点个数，选择单支点式，如图2—1 图2—1 单支点回转型 2.1.1 手部的计算 本设计选用滑槽杠杆式手部 图2—1为所采用的手部结构图。 图2—2 滑槽杠杆式手部结构 1-手指 2-销轴 3-杠杆 如图2—2，在杠杆3的作用下，销轴2向上的拉力为，并通过中心点O点，两个手指在销轴的作用下产生的反作用力为、，其力的方向垂直于滑槽的中心线和并指向点。 图2—3 受力分析图 由 得 得 =