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（图纸+论文）中成药瓶盖旋紧机械手设计（全套完整）

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。部回转轴线的转动惯量••启动过程所要的时间,般为所以手腕回转所需要的驱动力矩为上述三项之和设启动时间为为.由于工件是瓶盖很轻，可以忽略不计算现在把整个手部，手腕起等效为个回转圆筒，所以••.•.因此可以求出.•选择电动机，因为所要的扭转力矩比较小所以可以选择较小的电机就可以了。.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惯式中为摩擦阻力这里.零部件以及工件所受的总重力密封装置处的摩擦阻力液压缸回油腔低压油液所造成的阻力惯启动和制动时，活塞杆所受的平均惯性力。在这里等于总，总由升降缸的活塞套筒回转缸横梁手部等组成估计总重量为.所以总的计算般被阻力都比较小，可以按.计算的计算因为是型的密封圈当液压缸的工作压力小于时这时可以用型的密封圈，而且液压缸密封处的总的摩擦力可以近似为.，还有就是导杆处的密封，因为是垂直的，所以这里的摩擦力很小也可以近似为.所以有.惯的计算惯总总就是参加运动的零部件的所受的总重力包括工件重量重力加速度，取.为由静止加速到常速的变化量为启动过程时间,般取，对于轻载的低速运动部件取较小的值，对重载高速运动部件取较大的值。在这里取.,为惯总.惯在这里是有效的面积，背压面的面积.又因为液压缸的内径和压力的关系，当油进入无杆腔时ηη当油进入有杆腔的时候ηη液压缸的有效面积是所以得η.联合以上的式可以求出.式中驱动力液压缸的工作压力液压缸的内径活塞杆的直径η液压缸的工作效率，在工程机械中耐油橡胶可以取η液压缸壁厚的校核因为由上面的计算可以知道压力比较小，所以立于选择薄壁的即是时.而在本设计中选择了的壁厚的原因是因为这里的液压缸不仅仅是液压缸而也是支承手臂手腕和手部还有工件的重量，所以设计的比较大。手臂回转液压缸的计算㈠驱动手臂回转的力矩，应该与手臂启动时所产生的惯性力矩及各密封处的摩擦阻力矩相平衡。式中密封装置处的摩擦力矩•ε式中回转缸动片的角速度变化量,在启动过程中起动过程的时间手臂回转部件包括工件对回转轴线的转动惯量••。若手臂回转零件的重心与回转轴的距离为,则式中回转零件对重心轴线的转动惯量。㈡回转缸内径与压力的关系所以式中回转缸的内径作用在动片的外载荷力矩回转液压缸的工作压力输出轴与动片连接处的直径动片的宽度。由经验得.ε.在这里把回转部分等分为三部分包括回转缸横梁手腕，转动惯量分别为.所以回转缸等效为外径为，内径为，长度为的圆筒则有.••横梁等效为长的方筒，偏离回转轴线.••.••手腕和手部等效为圆筒由上面就可以知道.••.••积都相对较大。排放时有噪音使用后的压缩空气，大气排放时，会产生噪音，故宜装置消音器。气中含有水汽而对使用不利因压缩空气中往往含有水汽，易造成气压系统的锈而在低温下，则由于冷凝结冰，有可能使启动困难。所以气压驱动，宜用于驱动力小于公斤，但是要求速度快的场合，也适用于在易燃易爆温度较高和尘土大的场合。电机驱动的优缺点步进电机是纯粹的数字控制电动机。它将电脉冲信号转变成角位移，即给个脉冲信号，步进电机就转动个角度，因此非常适合于微机或单片机控制。图总装配简图的主视图步进电机有如下特点步进电机的角位移与输入脉冲数严格成正比，因此，当它转转后，没有累计误差,具有良好的跟随性。由于步进电机与驱动电路组成的开环树控系统，既非常简单廉价，有非常可靠。同时它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。步进电机的动态响应快，容易起停，正反转及变速。速度可以在相当宽的范围内平滑调节，低速下仍能保证获得大的转矩，因此，般可不用减速器而直接驱动负载。步进电机存在震荡和失真的现象，必须对控制系统和机械负载采取相应的措施。步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行，它不能直接使用交流电源和直流电源。步进电机自身的噪音很震动大，带惯性负载的能力较差。本设计的要求是速度般，驱动力不大，但是控制性要好体积不要太大，通过对比选定是用液压驱动手臂的升降和回转和手部的夹紧放松，而用电机驱动手部的回转因为要回转的角度大于度，用步进电机可以很容易的实现。小结最后选定手部用连杆杠杆式腕部选定为个自由度回转的简单结构臂部选定为回转缸置于升降缸之上的结构驱动系统选定为用液压驱动手臂的升降和回转和手部的夹紧放松，而用电机驱动手部的回转。结果画出总装配简图的主视图为.计算校核.计算机械手手部的夹紧驱动力图为连杆式手部结构，作用在拉杆上的驱动力为，两连杆对拉杆的反作用力为和,其方向沿连杆两铰链中心的连线，指向点并与水平方向成а角。由拉杆的力平衡条件得图为手部受力分析图得得得如上图所示受力分析由调查可知要旋紧瓶盖要的力大概都在•以下，所以可以计算最大的夹紧了，就是瓶盖最大的时候了，计算如下而,塑料经查资料的.，所以.设.垂直方向的移动速度为,机械手达到最高速度的响应时间是.根据驱动力公式得.在这里设瓶盖为克而所以符合要求而.所以符合要求，在这里解释下为什么这两个力相差那么大呢，那是因为不仅仅要夹住瓶盖还要提供扭力给瓶盖来旋紧它所以.，.才可以满足要求校核夹紧缸由夹紧缸的公式得实在这里液压缸直径为,.根据液压缸内径系列所以得到腕部回转力矩的计算腕部回转时要克服以下几种阻力腕部回转支撑处的摩擦力矩摩如图所示摩式中轴承处支承反力，可以由静力平衡方程求得轴承直径轴承的摩擦系数，对于滚动轴承取对于滑动轴承取为了简化计算可以等效为.，图中分别是工件的重量,手部的重量，手腕转动件的重量。克服由于工件重心偏置所需要的力矩图为手腕的受力分析图式中工件重心到手腕回转轴线的垂直距离.克服启动惯性所需要的力矩惯启动过程近似等加速运动，根据手腕回转的角速度及启动所用的时间，可以按以下计算式中工件对手腕的回转轴线的转动惯量••手腕回转部分对夹持类主要用于所夹持的物体表面不是很光滑，特别是有螺纹的物体，而吸附式主要用于表面特别光滑的物体利用真空吸附或者用能被磁铁吸附的物体。本设计要求的是瓶盖的旋紧，通过比较可以选定用夹持式的手部。而夹持类主要是夹钳式钩托式和弹簧式。按其的运动方式又可以分为手指回旋型和手指平移型两种。根据要求可以知道选择的是回旋型手指。夹钳式的手部是由手指传动机构和驱动装置三部分组成的，他对抓取各种形状的工件具有较大的适应性，可以抓取轴类盘类套类零件。般情况下，多采用两个手指，少数采用三个指或者多个指。驱动装置根据驱动源可以分为液压的气压图为连杆杠杆式手部图为滑槽杠杆式手部的和电动的等几类形式。常用的传动机构往往通过滑槽斜槽齿轮齿条连杆机构实现夹紧或松开的。根据需要，因为本设计要求是能夹紧瓶盖并且能够旋紧瓶盖。而根据他们的特点液压和气压的很难能转过度角，而本设计要求旋紧般都要求大于度，虽然齿轮齿条连杆机构能够转过度，但是这两种结构对于这种只要求简单动作的机械手来说，又太复杂了，又大材小用的感觉，而恰好用电动能够实现任意的角度的旋转，所以选择电动作为手部的手腕旋转驱动源，而又由于液压的准确性和稳定性所以又选定又选定用液压驱动来作为手部的夹紧和放松驱动源。