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河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告 河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告 毕业设计（论文）题目： 专业（方向）： 学 生 信 息： 学号： 姓名： 班级： 指导教师信息：教师号： 姓名： 职称： 报告提交日期： 一、课题简介 课题研究任务 1.1 技术要求 玻璃拆装辅助机械手专门用于对各种玻璃的拆卸和安装工作，具体功能和要求如下： (1) 玻璃最大尺寸：2500mm×2000mm (2) 玻璃重量最大：250kg (3) 辅助机械手带无动力移动载台，拾取玻璃后可移动； (4) 玻璃动作采用手动控制。 1.2 主要解决的问题 (1) 玻璃的可靠拾取方式； (2) 玻璃拆装动作实现方法； (3)各运动的驱动、传动及支撑方式； (4) 整机结构形式。 2、工艺流程制定 2.1 安装玻璃工艺流程 玻璃的安装流程入下图所示。在安装过程中，首先吸取玻璃，然后由人将吸取玻璃的机械手系统推至指定位置，待人将位置确定后固定移动平台，调整移动平台之上的机械手的姿态，使玻璃达到预定安装位置，移开机械手并固定玻璃，完成安装过程。 图1 安装玻璃工艺流程图 2.2 拆卸玻璃工艺流程 图2 拆卸玻璃工艺流程图 玻璃的拆卸过程如下图所示。首先将机械手系统推至指定位置，然后调整机械手的姿态，使真空吸盘达到玻璃表面的合适位置，之后使真空吸盘动作吸取玻璃，推动机械手系统到达放置玻璃的位置，放下玻璃。 3、设计难点 由安装与拆卸的流程图可以总结，机械手系统的主要完成的功能是玻璃的吸取与完成安装与拆卸玻璃的过程中姿态的调整。在安装与拆卸过程中这两个方面具有相似的动作要求，因此设计过程中着重解决这两个方面的问题。 二、课题详细方案设计 1、最终方案 要达到玻璃在安装与拆卸过程中方便与准确的调整玻璃的位置，该机械手系统至少应该具有六个自由度，其中在水平面内的旋转与平移可以交给移动平台来完成，其余动作由机械手完成，最终确定机械手的机构简图如下。 图3 玻璃拆装机械手机构简图 该机械手实现的功能有： 功能一，其中末端真空吸盘能够绕与吸盘平面相垂直的轴旋转，以便调整长宽不同的玻璃的安装； 功能二，能绕一个与吸盘平面平行的竖直轴摆动，以方便在搬运过程中空间狭窄的条件下仍能携带玻璃通过； 功能三，能沿吸盘平面两个方向的做直线移动，进行横向微量调整，使玻璃在左右和上下方向到达指定位置； 功能四，能绕一个水平轴做俯仰运动，以方便在玻璃的取放过程中能调整吸盘平面与玻璃表面平行（一般情况下玻璃倾斜一定角度放置）。 2、机械系统详细设计 2.1 真空元件及其支撑结构的设计 2.1.1 玻璃的介绍 由于本设计中玻璃的面积较大质量较重，因此着重针对钢化玻璃进行设计。 钢化玻璃的详细特点： ① 安全性。当玻璃被外力破坏时，碎片成类似蜂窝状的碎小钝角颗粒，减少对人体的伤害。 ② 高强度。同等厚度的钢化玻璃抗冲击强度是普通玻璃的3～5倍，抗弯强度是普通玻璃的3～5倍。 　　③ 热稳定性。钢化玻璃具有良好的热稳定性，能承受的温差是普通玻璃的3倍， 可承受200℃的温差变化。 钢化玻璃的用途： 平钢化、弯钢化玻璃属于安全玻璃。由于钢化玻璃破碎后，碎片会破成均匀的小颗粒并且没有普遍玻璃刀状的尖角，从而被称为安全玻璃而广泛应用于高层建筑门窗、玻璃幕墙、室内隔断玻璃、采光顶棚、观光电梯通道、家具、玻璃护栏等。 钢化玻璃的规格： = 1 \* GB3 ①平钢化玻璃加工规格：（本设计主要针对此种玻璃进行设计） 　　加工厚度：3~19mm 　　最大尺寸：3300mm×14000 mm 　　最小尺寸：80 mm×50mm 　　② 弯钢化玻璃加工规格： 　　加工厚度：3~19mm 　　最大尺寸：2440 mm×5000mm 　　最小尺寸：600mm×400mm 最小曲率半径：300mm 钢化玻璃的密度：钢化玻璃的密度为2500公斤/立方米，约是钢铁的1/3，其中平面钢化玻璃厚度有4、5、6、8、10、12、15、19。 2.1.2 吸盘及真空泵的选取 玻璃质量的计算 取最大厚度（19mm）进行设计，按20mm进行计算： 2500 初选300mm直径的吸盘HFG300。系统真空度选择-80kPa，真空泵VBH2005-24v。则计算吸吊力： W=P （式中W：吸吊力，P：真空度，S：吸盘面积，t安全系数：垂直吊取8以上） 取663N，663N×4=2652 选定真空吸盘产品（HFG300）见下图。 图4 真空吸盘 选定真空泵产品(VBH2005-24v)参数及外观如下。 表1 真空泵技术参数 型 号 电压(V DC) 负载电流(mA) 流 量(L/min) 真空度(绝对压力) 相对真空度(K