均转速摩擦转矩按下式计算则按下式计算选用转速为的直流电机,速比毕业设计论文齿轮传动效率滑动螺旋传动效率总效率电机轴驱动转矩按式计算电机轴输出功率按式计算电机选用直流电动机。
臂部及腕部设计臂部及腕部设计手臂部件是机械手的主要握持部件。
它的作用是支撑腕部和手部包括工件或工具,并带动它们作空间运动。
手臂运动应该包括个运动伸缩回转和升降。
臂部运动的目的把手部送到空间运动范围内任意点。
如果改变手部的姿态方位,则用腕部的自由度加以实现。
因此,般来说臂部应该具备个自由度才能满足基本要求,既手臂伸缩左右回转和升降运动。
手臂的各种运动通常用驱动机构和各种传动机构来实现,从臂部的受力情况分析,它在工作中即直接承受腕部手部和工件的静动载荷,而且自身运动较多。
因此,它的结构工作范围灵活性等直接影响到机械手的工作性能。
机身是直接支承和驱动手臂的部件。
般实现臂部的升降回转或俯仰等驱动装置或传动部件都安装在机身上,或者直接构成机身的躯干与底座相连。
因此,臂部的运动越多,机身的结构和受力情况就越复杂。
机身既可以是固定的,也可以是行走的,即可以沿地而成架空轨道运动。
臂部设计的基本要求臂部的结构形式必须根据机器人的运动形式抓取质量动作自由度运动精度等因素来确定。
同时设计时必须考虑到手臂的受力情况,油气缸及导向装置的布置内部管路与手腕的连接形式等因素。
因此臂部设计般要注意以下要求。
臂部应承载能力大刚度好自重轻对于机械手臂部的承载能力,通常取决于刚度。
般结构上较多采用悬伸梁式。
显然伸缩臂杆的悬伸长度越大,则刚度越差。
而且其刚度随着臂杆的伸缩不断变化。
对机械手的运动性能位置精度和负载能力影响很大。
为提高刚度,除尽可能缩短臂杆的悬伸长度外,尚应注意以下几项根据受力情况,合理选择截面形状和轮廓尺寸臂部和机身通常既受弯曲而且不仅是个方向的弯曲,也受扭矩,应选用抗弯和抗扭刚度较高的截面形状。
研究表明,在截面面积和单位重量基本相同的情况下,钢管工字钢和槽钢的惯性距要比圆钢大得多。
所以,机械手常用无缝钢管作为导向杆,用工字钢或槽钢作为支撑板,这样既提高了手臂的刚度,又大大减轻了手臂的自重,而且空心的内部还可以布置驱动装置传动机构以及管毕业设计论文道,这样就是结构紧凑,外形整齐。
提高支承刚度和合理选择支承间的距离臂杆或机身的变形量不仅与本身刚度有关,而且与支承件的刚度和支承件间的距离有很大关系。
研究表明,当其他条件定时,如果到理论实践相结合。
总之,通过毕业设计,我深刻体会到要做好个完整的事情,需要有系统的思维方式和方法,对待要解决的问题,要耐心要善于运用已有的资源来充实自己。
同时我也深刻的认识到,在对待个新事物时,定要从整体考虑,完成步之后再作下步,这样才能更加有效。
参考文献参考文献濮良贵,纪名刚机械设计第八版高等教育出版社蔡自兴机器人学北京清华大学出版社,宋伟刚机器人机械系统原理理论方法和算法沈阳东北大学出版社,李建勇机电体化技术北京机械工业出版社,陈刚机电体化技术北京清华大学出版社,潘霈霖,杨宏,高波,吴伟光哈尔滨工业大学学报李允文工业机械手设计机械工业出版社,韩秋实主编机械制造技术基础第二版北京机械工业出版社,范印越机器人技术北京电子工业出版社,毕胜国内外工业机器人的发展现状机械工程师孙立宁机器人技术国内外发展状况国内外机电体化技术,潘霈霖,吴伟光等机器人挠性手臂的结构与设计哈尔滨工业大学学报李建藩气压传动系动统力学广东华南理工大学出版社,余达太,马香峰等著工业机器人应用工程北京冶金工业出版社,马香峰工业机器人的操作机设计北京冶金工业出版社,致谢致谢本次毕业设计在指导教师姚老师的悉心指导下顺利的完成了,指导老师在整个毕业设计期间给予作者很大的帮助和关怀。
老师们那种严谨求实的科学态度,认真负责的工作态度,使学生受益匪浅。
特别是在设计过程中遇到困难时,老师能给予了很大的帮助,使我渡过难关。
老师对待学生与工作的态度值得学生学习,在这里对指导老师表示最衷心的感谢,在毕业设计期间的指导将使作者受益终生。
同时感谢姚师在毕业设计期间的关怀,以及给予学生的无私的帮助和指导,感谢她在设计期间给作者提出的宝贵意见和建议,向他表示衷心的感谢。
感谢我的导师和同学们在课题研究中给予我的指导与帮助。
感谢我周围的亲人和朋友们对我的关心。
毕业设计论文独创性声明毕业设计论文独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德,本人声明所呈交的毕业设计论文是我个人在导师指导下进行的研究工作所取得的研究成果。
尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,毕业设计论文中不包含其他人已经发表或撰写过的成果,不包含他人已申请学位或其他用途使用过的成果,与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。
毕业设计论文与资料若有不实之处,本人承担切相关责任。
毕业设计论文作者签名指导教师签名日期缩短两支承件间的距离,可减少臂杆的变形量,但必须注意,这并未未考虑支承的变形。
当负荷和悬伸长度定时,支撑件间距离越小,则两支承上受力越大,其弹性变形也越大,此时,支承件的刚度成为影响臂杆变形量的主要矛盾。
要提高支承刚度,除从支座的结构形状底板的刚度,以及支座与底板的连接刚度等方面考虑外,特别注意提高配合面间的接触刚度。
合理布置作用力的位置和方向在结构设计时应结合具体受力情况,设法是各作用力引起的变形相互抵消。
注意简化结构在设计臂部时,元件越多,间隙越大,刚性就越低,因此应尽可能使结构简单,要全面分析各尺寸链,在要求的部位合理确定调整补偿环节,以减少重要部件的间隙,从而提高刚度。
提高配合精度水平放置的手臂,要增加导向杆的刚度,同时提高其配合精度和相对位置精度,使稻香杆承受部分或大部分自重和抓取重量。
提高活塞和缸体内经配合精度,以提高手臂前伸时的刚度。
臂部运动速度要高,惯性要小机械手手臂运动速度是机械手的主要参数之,它反映机械手的生产水平,般根据节拍的要求来决定。
般情况下,手臂的移动和回转俯仰都要求匀速运动,但在手臂的起动和终止瞬间,运动是变化的,为减少冲击,要求起动时间的加速度和终止前减速度不能太大,否则引起冲击和震动。
手臂动作应灵活为减少手臂运动件之间的摩擦阻力,尽可能用滚动摩擦代替滑动摩擦位置精度要高般来说,直角和圆柱坐标式机械手位置精度较高,关节式机械手的位置最难控制,故精度差在手臂上加设定位装置和检测机构,能较好的控制位置精度,检测装置最好装在最后的运动环节以减少或消除传动齿合件的间隙。
除此之外,要求机械手通用性好,能适合多种作业的要求工艺性哦那个号,便于加工和安装用于热加工的机械手,还要考虑隔热冷却用于作业区粉尘大的机械手还要设置防尘装置等。
毕业设计论文小臂基本结构小臂的结构主要由块臂板和驱动电机组合而成。
小臂转动部分驱动电机的计算选型小臂转动部分转到最前端的距离为,小臂部分约重则所以参考选择,其基本参数见附表大臂基本结构大臂的结构主要由块臂板和驱动电机组合而成如图所示。
图手臂三维图大臂转动部分驱动电机的计算选型大臂转动部分转到最前端的距离为,小臂部分约重,机构与小臂相同则毕业设计论文所以参考选择,其基本参数见附表腕部设计手腕部件设置在手部和臂部之间,它的作用主要是在臂部运动的基础上进步改变或调整手部在空间的方位,以扩大机械手的动作范围,并使机械手变得更灵巧,适应性更强。
手腕部件具有独立的自由度,此设计中要求有绕中轴的摆动运动。
手腕设计的基本原则力求结构紧凑重量轻腕部处于手臂的最前端,它连同手部的静动载荷均由臂部承担。
显然,腕部的结构重量和动力载荷,直接影响着臂部的结构重量和运转性能。
因此,在腕部设计时,必须力求结构紧凑,重量轻。
综合考虑,合理布局腕部作为机械手的执行机构,又承担连接和支撑作用,除保证力和运动的要求外,要有足够的强度刚度外,还应综合考虑,合理布局,解决好腕部与臂部和手部的连接,腕部各个自由度的位置检测,管线布置,以及润滑维修调整等问题。
必须考虑工作条件对于高温作业和腐蚀性介质中工作的机械手,其腕部在设计时应充分估计环境对腕部的不良影响如热膨胀压力油的粘度和燃点,有关材料及电控原件的耐热性等。
针对本设计,机械手的工作条件是核废液储蓄罐,因工作在腐蚀性的场合中,所以对机械手的腕部材料的选用耐腐蚀不锈钢。
腕部驱动电机选型腕部连接手爪,其形状比较复杂,选择据扭转中心最远距离为半径,以圆柱形近似计算,腕部及手爪部分约重则毕业设计论文所以参考选择,其基本参数见附表表电机参数自由度伺服电机型号功率额定转矩额定转速重量小臂转动加系列减速器大臂转动加系列减速器结论结论经过四个多月的努力,壁面爬行机械手结构设计论文终于完成了。
感谢老师在整个设计过程中给予的帮助。
在整个设计过程中,出现过很多的难题,但都在老师和同学的帮助下顺利解决了,尤其在设计出期,由于对课题了解不足,出现了许许多多的问题,在不断的学习过程中我体会到设计刚开始时,由于对机械手知识的不熟悉,导致绕了很多弯路,甚至出现些,造成了很多次的返工。
但是,正是这次次的尝试磨练了我的耐性并加强了我的机械设计知识水平。
在这次设计中,我不仅收获了专业知识,还在与同学的沟通交流方面有了很大提高。
写论文是个不断学习的过程,从最初刚写论文时对机械手问题的模糊认识到最后能够对机械手机构有比较清晰的认识,我体会到实践对于学习的重要性,以前只是明白理论,没有经过实践考察,对知识的理解不够明确,通过这次的设计,真正准化通用化模块化系列化研究以及离线示教编程和系统动态仿真。
总的来说,大体是两个方向其是机器人的智能化,多传感器多控制器,先进的控制算法,复杂的机电控制系统其二是与生产加工相联系,满足相对具体的任务的工业机器人,主要采用性价比高的模块,在满足工作要求的基础上,毕业设计论文追求系统的经济简洁可靠,大量采用工业控制器,市场化模块化的元件。
国内发展现状和发展趋势我国的工业机器人从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多台套喷漆机器人在二十余家企业的近条自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定的距离,如可靠性低于国外产