中成药瓶盖旋紧机械手设计㊣精品文档值得下载

中成药瓶盖旋紧机械手设计

工程设计•工程技术研究•软件开发年月日摘要随着现代机械工业的不断发展，科学技术日新月异，尤其是微机单片机等技术的出现以及他们的优越的性能不断完善，还有现代测试技术的渗透发展，为了能在世纪激烈的竞争中立于不败之地，对各行各业提出了更高的要求，尤其是科技含量还有就是效率，效率决定竞争的胜败，因此很多传统的手工作业，特别是机械行业必须要求用现代化自动化的机械代替人的工作，这样可以节省人力，提高效率，提高竞争力。因此就出现了工业机器人，可以代替人做不同的工作。后来为了使机器人更加专用化，减少成本，简单化，又要求种特别的机器人，专用机械手就是其中个。在这里我将设计个药瓶盖旋紧机械手，他是个集机械电气测试微机于体的典型的机电体化产品。由机械部分作为他的执行机构，电气和液压作为驱动机构，各种传感器和电位器作为测试元件，单片机作为控制机构的个专用机械手。本设计本着简单实用经济高效的原则，仅是为瓶盖旋紧而特地设计的专用机械手，他只有三个自由度，包括手臂的升降手臂的旋转还有手腕的旋转的三个自由度。他是由液压控制手臂的升降回转和手指的夹紧放松，用步进电机实现旋紧动作，用压力传感器测定是否夹紧，防止夹坏或者夹不稳。这种设计既简单又能实现所要的功能，是个圆柱坐标式机械手。本论文将对这个专用机械手进行方案的设计分析比较然后确定最优方案，还要进行强度硬度等有关的校核以及尺寸的确定，最后画出总装配图。关键词专用机械手旋紧单片机控制混合驱动计算校核.目录引言绪论.机械手设计的目的.机械手设计的内容.机械手设计的要求机械手的方案选择.机械手的组成执行机构驱动机构控制系统基体.方案的比较选择手部的选定腕部的选定臂部的选定驱动系统的选定计算校核.计算机械手手部的夹紧驱动力.腕部回转力矩的计算.臂部与机身的计算手部作升降运动的液压缸驱动力的计算手臂回转液压缸的计算驱动的选择.液压控制部分液压控制简介液压系统传动方案的确定.步进电机控制部分步进电机的介绍选择步进电机选择步进电机的联轴器步进电机的驱动方式选择检测和控制设计总结谢辞参考文献附录附录引言首先我介绍下机器人产生的背景，机器人技术的发展，它应该说是个科学技术发展共同的个综合性的结果，同时，为社会经济发展产生了个重大影响的门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。比如说日本，战后以后开始进行汽车的工业，那么这时候由于它人力的缺乏，它迫切需要种机器人来进行大批量的制造，提高生产效率降低人的劳动强度，这是从社会发展需求本身的个需求。另方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们逐渐的这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中,来需求能够解放人的种奴隶。那么这种奴隶就是代替人们去能够从事复杂和繁重的体力劳动，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的个客观需要。但另方面，尽管人们有各种各样的好的想法，但是它也归功于电子技术，计算机技术以及制造技术等相关技术的发展而产生了提供了强大的技术保证。那么下面我谈下就人们很关心的问题，为什么要发展机器人那么简单说，机器人有三个方面是我们必要去发展的理由个是机器人干人不愿意干的事，把人从有毒的有害的高温的或危险的，这样的环境中解放出来，同时机器人可以干不好干的活，比方说在汽车生产线上我们看到工人天天拿着百多公斤的焊钳,天焊几千个点，就重复性的劳动，方面他很累，但是产品的质量仍然很低另方面机器人干人干不了的活，这也是非常重要的机器人发展的个理由，比方说人们对太空的认识，人上不去的时候，叫机器人上天，上月球，以及到海洋，进入到人体的小机器人，以及在微观环境下，对原子分子进行搬迁的机器人，都是人们不可达的工作。上述方面的三个问题，也就是说机器人发展的三个理由。那么什么是机器人呢这个问题是个非常有意思的个问题。但人们般的理解，机器人是具有些类似人的功能的机械电子装置或者叫自动化装置，它仍然是个机器。它有三个特点个是有类人的功能，比如说作业功能感知功能行走功能还能完成各种动作，它还有个特点是根据人的编程能自动的工作，这里个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作动作工作的对象和工作的些要求。它是人造的机器或机械电子装置，所以这个机器人仍然是个机器。但是目前还没有个统的有关机器人定义，般来说我们认为机器人是计算机控制的可以编程的目前能够完成种工作或可以移动的自动化机械，这是美国工程师协会定的个定义，但日本和其他国家也对机器人有不同的看法，他们认为从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习情感和对外界种逻辑判断思维的这种机器。那么这给机器人提出来更高层次的要求，那么比方说机器人在这里边可以代替人进行焊接，焊接的环境是非常复杂的，可以搬运，它在生产线中搬运玻璃和各种各样的些零件的搬运的工作，还可以在生产线中码垛等等，这都是把人从繁重的体力劳动中解放出来的个例子。那么什么是机械手呢机械手就是种简单的机器人，实际上就是专用的机械手，是种可以模仿人的手和手臂的些运动机能，能够安装给定的程序轨迹和其他的要求，实现抓取搬运或者完成些劳动作业的机械化自动化的装置。那么总结下，我们认为，机器人有三个发展阶段，那么也就是说，我们习惯于把机器人分成三类，种是第代机器人，那么也叫示教再现型机器人，它是通过个计算机，来控制个多自由度的个机械，通过示教存储程序和信息，工作时把信息读取出来，然后发出指令，这样的话机器人可以重复的根据人当时示教的结果，再现出这种动作，比方说汽车的点焊机器人，它只要把这个点焊的过程示教完以后，它总是重复这样种工作，它对于外界的环境没有感知，这个操作力的大小，这个工件存在不存在，焊的好与坏，它并不知道，那么实际上这种从第代机器人，也就存在它这种缺陷，因此，在世纪年代后期，人们开始研究第二代机器人，叫带感觉的机器人，这种带感觉的机器人是类似人在种功能的感觉，比如说力觉触觉滑觉视觉听觉和人进行相类比，有了各种各样的感觉，比方说在机器人抓个物体的时候，它实际上力的大小能感觉出来，它能够通过视觉，能够去感受和识别它的形状大小颜色。抓个鸡蛋，它能通过个触觉，知道它的力的大小和滑动的情况。那么第三代机器人，也是我们机器人学中个理想的所追求的最高级的阶段，叫智能机器人，那么只要告诉它做什么，不用告诉它怎么去做，它就能完成运动，感知思维和人机通讯的这种功能和机能，那么这个目前的发展还是相对的只是在局部有这种智能的概念和含义，但真正完整意义的这种智能机器人实际上并没有存在，而只是随着我们不断的科学技术的发展，智能的概念越来越丰富，它内涵越来越宽。下面我简单介绍下我国机器人发展的基本概况。刚才谈到了日本在世纪年代和美国都在开始进行机器人的研究，由于我们国家存在很多其他的各种因素问题。我们国家在机器人的研究，在世纪年代后期，当时我们在国家北京举办个日本的工业自动化产品展览会，在这个会上有两个产品，个是数控机床，个是工业机器人，这个时候，我们国家的许多学者，看到了这样个方向，开始进行了机器人的研究，但是这时候研究，基本上还局限于理论的探讨阶段，那么真正进行机器人研究的时候，是在七五八五九五十五将近这二十年的发展，发展最迅速的时候，是在年我们国家成立了计划是高技术发展计划，就将机器人技术作为个重要的发展的主题，国家投入将近几个亿的资金开始进行了机器人研究，使得我们国家在机器人这领域得到很快地迅速地发展。绪论.机械手设计的目的专用机械手设计是机械制造机械设计和机械电子工程等专业的个重要的教学环节，是机械设计有关专业的学生毕业设计的个综合设计课题。通过设计提高学生的机构分析与综合的能力机械结构设计的能力机电夜体化系统设计能力，掌握实现生产过程自动化的设计方法。通过设计要求把有关的课程比如机构分析与综合机械原理机械设计液压与气压系统测试技术数控技术微机和单片机原理及应用等从中获得理论知识在实际中综合起来加以运用，使这些知识的到巩固和发展，并使理论与实际密切的结合起来。同时机械手设计是机械设计及制造专业的学生的次比较完整的机电体化整机的设计。通过设计，培养学生独立的机械整机设计能力，树立正确的设计思想掌握机电体化机械产品设计的基本方法和步骤，为日后工作打好基础。通过设计使学生能熟练的应用有关参考资料计算图表手册图册和规范熟练有关国家标准和部颁标准，以完成个工程技术人员在机械整机设计方面所必须具备的基础技能训练。.机械手设计的内容在调研广泛收集资料后拟定多种方案，经过充分的分析论证后选择最佳方案，完成机械手总装配图设计。完成部分零件图纸完成四万字符的英文翻译两万字的毕业设计论文。要求论文概念清晰，层次分明。完成该机械手的单片机控制系统硬件配置图及相关软件的设计。该机械手能自动完成规定的功能，也能按要求手动分步完成规定的动作。.机械手设计的要求要求机械手动作灵敏准确可靠。要求能检测药瓶是否准确到位，若检测药瓶没有准确到位，及时发出反馈的信号，调整药瓶的位置。要求控制拧紧力矩，以防过紧拧坏瓶盖或过松。要求机械手有良好的适应性。性能优良，体积尽可能小，制造费用低。机械手的方案选择.机械手的组成机械手是由执行机构驱动系统和控制系统所组成的，各部分关系如图所示图机械手组成框图执行机构执行机构是由抓取部分包括手部臂部还有行走部件组成。手部即是直接跟工件接触的部分，般是回旋型或平移型多为回旋型的，因其结构简单。手爪多为两指也有多指的根据需要分为外抓式或内抓式两种也可负压式或真空式的空气吸盘和电磁吸盘。传动机构型式较多，常见的有滑槽杠杆式连杆杠杆式斜契杠杆式丝杠螺母式等。腕部腕部是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物体的方位。他可以上下摆动左右摆动和绕自身轴线的回旋三个运动。如有特殊的要求手腕还可以有个小距离的横移。也有的机械手没有腕部的自由度。臂部手臂有无关节臂和有关节臂之分。目前采用的手臂几乎都是无关节臂。多关节臂还处在研究阶段。手臂的作用是引导手指准确地抓住工件，并运送到所需要的位置上。为了使机械手能够正确地工作，手臂的三个自由度都需要精确地定位。总括机械手的运动，离不开直线移动和转动二种，因此它采用的执行机构主要是直线油缸摆动油缸电液脉冲马达伺服油马达交流伺服马达直流伺服马达和步进马达等。手臂有三个自由度，可以采用直角坐标，圆柱坐标，球坐标和多关节四种方式。直角坐标占空间大，工作范围小，惯性大，所以般不多用，只有在自由度较少的时候用之。圆柱坐标占用空间较小，工作范围