（毕业设计图纸全套）汽车工业用装装卸机械手结构设计（含说明书）

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汽车工业用装装卸机械手结构设计摘要系统的油液根据要求，通过精滤油器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁过滤器。根据液压设备所处的环境及对温升的要求，还要考虑加热冷却等措施。本设计的液压系统采用定量泵供油，由溢流阀来确定系统压力。为了保证液压油的洁净，避免液压油带入污染物，故在油泵的入口安装粗过滤器，而在油泵的出口安装精过滤器对循环的液压油进行净化。.绘制液压系统图本机械手的液压系统图如图.所示，它拥有垂直手臂的上升下降，水平伸缩缸的前伸后缩，以及执行手爪的夹紧张开三个执行机构。其中，液压泵是由三相交流异步电动机拖动系统压力由溢流阀调定的得失电决定了动力源的投入与摘除。考虑到手爪的工作要求轻缓抓取迅速松开，系统采用了节流效果不等的两个单向节流阀。当得电时，工作液体经由节流阀进入柱塞缸，实现手爪的轻缓抓紧当失电时，工作液体进入柱塞缸中，实现手爪的迅速松开。另外，由于机械手垂直升降液压缸在工作时其下降方向与负荷重力作用方向致，下降时有使运动速度加快的趋势，为使运动过程的平稳，同时尽量减小冲击振动，保证系统的安全性，采用构成的平衡回路向升降油缸下腔提供定的排油背压，以平衡重力负载。图.机械手的液压系统原理图.确定液压系统的主要参数液压系统的主要参数是压力和流量，他们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷，流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。.计算液压缸的总机械载荷根据机构的工作情况液压缸所受的总机械载荷为式中，为外加的载荷，因为水平方向无外载荷，故为为活塞上所受的惯性力为密封阻力为导向装置的摩擦阻力为回油被压形成的阻力的计算式中，为液压缸所要移动的总重量，取为为重力加速度，为速度变化量启动或制动时间，般为，取.将各值带入上式，得.的计算式中，克服液压缸密封件摩擦阻力所需空载压力，如该液压缸工作压力，查相关手册取.为进油工作腔有效面积启动时运动时的计算机械手水平方向上有两个导杆，内导杆和外导套之间的摩擦力为式中，为机械手和所操作工件的总重量，取为为摩擦系数，取.带入数据计算得的计算回油背压形成的阻力按下式计算式中，为回油背压，般为，取.为有杆腔活塞面积，考虑两边差动比为将各值带入上式有，分析液压缸各工作阶段受力情况，作用在活塞上的总机械载荷为。.手爪执行液压缸工作压力计算手爪要能抓起工件必须满足式中，为所需夹持力安全系数，通常取.为动载系数，主要考虑惯性力的影响可按估算，为机械手在搬运工件过程的加速度为重力加速度汽车工业用装装卸机械手结构设计摘要末端操作器是多种多样的，大部分末端操作器的结构是根据特定的工件专门加工的，常用的有以下几种，夹钳式取料手。，吸附式取料手。，专用操作器及转换器。，仿生多指灵巧手。手部的设计方案由于本设计所搬运的是发动机曲轴，所以选用夹钳式取料手。夹钳式取料手是工业机器人最常用的种末端操作器形式，在装配流水线上用的较为广泛。它般由手指手抓驱动机构连接与支撑元件组成，工作机理类似于常用的手钳。.手指的设计方案手指是夹钳式取料手直接与工件接触的部件。手部松开和夹紧工件是通过手指的张开与闭合实现的。机器人的手部般有两个手指，个别有三个或多个手指，它们的结构形式通常取决于被夹持工件的形状和特性。指端的形状有型指，平面指尖指等。由于本设计被夹持的工件形状为圆柱体，所以选用型指，其特点是加持平稳可靠，加持误差小。如图.所示。.传动机构设计传动机构是向手指传递运动和动力，以实现加紧和松开动作的机构。该机构根据手指开合的动作特点，分为回转型和移动型。本设计采用回转型传动结构，如图.所示。驱动杆与连杆由销连接，当驱动杆做直线往复运动时，则通过两岸推动两杆手指各绕其支点做回转运动，从而使手指松开或闭合。该机构的活动环节较多，所以定位精度会差些。图.机械手手指图.机械手传动结构.机械手的手臂设计手臂概述手臂是机器人执行机构中重要的部件，它的作用是将被抓取的工件运送到指定的位置上，因而般机器人手臂有三个自由度，即手臂的伸缩左右回转和升降运动。手臂的各种运动通常由驱动机构和各种传动机构来实现的，所以，它不仅仅承受被抓工件的重量，而且承受末端执行器和手臂自身的重量。手臂的结构工作范围灵活性以及抓重大小和定位精度都直接影响机器人的工作性能。在进行机器人手臂设计时，要遵循下述原则.应尽可能使机器人手臂各关节轴相互平行相互垂直的轴应尽可能相交于点，这样可以使机器人运动学正逆运算简化，有利于机器人的控制。.机器人手臂的结构尺寸应满足机器人工作空间的要求。工作空间的形状和大小与机器人手臂的长度，手臂关节的转动范围有密切的关系。但机器人手臂末端工作空间并没有考虑机器人手腕的空间姿态要求，如果对机器人手腕的姿态提出具体的要求，则其手臂末端可实现的空间要小于上述没有考虑手腕姿态的工作空间。.为了提高机器人的运动速度与控制精度，应在保证机器人手臂有足够强度和刚度的条件下，尽可能在结构上材料上设法减轻手臂的重量。力求选用高强度的轻质材料，通常选用高强度铝合金制造机器人手臂。目前，在国外，也在研究用碳纤维复合材料制造机器人手臂。碳纤维复合材料抗拉强度高，抗振性好，比重小其比重相当于钢的，相当于铝合金的，但是，其价格昂贵，且在性能稳定性及制造复杂形状工件的工艺上尚存在问题，故还未能在生产实际中推广应用。目前比较有效的办法是用有限元法进行机器人手臂结构的优化设计。在保证所需强度与刚度的情况下，减轻机器人手臂的重量。.机器人各关节的轴承间隙要尽可能小，以减小机械间隙所造成的运动误差。因此，各关节都应有工作可靠便于调整的轴承间隙调整机构。.机器人的手臂相对其关节回转轴应尽可能在重量上平衡，这对减小电机负载和提高机器人手臂运动的响应速度是非常有利的。在设计机器人的手臂时，应尽可能利用在机器人上安装的机电元器件与装置的重量来减小机器人手臂的不平衡重量，