（毕业设计图纸全套）中成药瓶盖旋紧机械手设计（含说明书）

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.•••ε•估算•代人数据得.驱动的选择.液压控制部分液压控制简介液压控制系统自年代初到现在，已在机械手中获得了广泛的应用。目前，虽然在中等负载以下的机械手中有采用电机驱动系统，但是在简易经济型重型的工业继续实施和喷涂机械手中采用液压系统的比较多。液压系统在机械手中所起的作用是通过电液转换元件把控制信号进行功率放大，对液压动力机构进行方向位置和速度的控制，进而控制机械手的手臂按给定的运动规律动作。液压动力机构多数情况下采用直线液压缸或摆动液压缸。用于实现手臂的伸缩升降以及手腕手臂的回转。程序控制机械手的液压控制系统，这类机械手属于非伺服控制机械手，在只有简单搬运作业功能的机械手中，常常采用简易的逻辑控制装置或编程控制，对机械手实现有限为的控制。这类机械手的液压控制设计与其他液压机械设计所考虑的问题大致相同，只是在以下方面须加以重视㈠液压缸的设计在确保密封性的前提下，尽量选用橡胶与氟化塑料组合的密封件，以减少摩擦阻力，提高液压缸的使用寿命。㈡定位点的缓冲和制动因机械手手臂的运动惯性量较大，在定位点前要加缓冲与制动机构或锁紧装置。对惯性较大的运动轴和接近机械手末端的腕部运动轴的液压缸两侧，最好加设安全保护装置，防止因碰撞过载弄坏机械结构。液压系统传动方案的确定㈠各液压缸的换向回路为了便于机械手的自动控制，如采用可编程序或微机控制，这里使用单片机控制，因为由上章可以知道系统的压力和流量都不是很搞。因此可以选用电磁换向阀回路，以获得较好的自动化长度和经济效益。在这里采用单泵供油，手臂旋转手臂的升降还有夹紧等机构采用并联供油，这样可以有效地降低系统的供油的压力。此时为了保证多缸的系统互不干扰，实现同步或非同步的运动，换向阀需采用中位型换向阀。㈡调速方案图双向的节流系统图减速缓冲回路整个液压控制系统只用单泵工作，各液压缸所需的流量相差较大，各液压缸都用液压泵的全流量工作是无法满足设计的要求的，尽管有的液压缸是单速度工作，大厦也需要进行节流调速，用以保证液压缸运行的平稳运行。各缸可以选择进油路或回油路节流调速，因为系统为中低的系统，般适宜选用节流阀调速。机械手的手臂的升降和回转缸都参与两个单向节流阀来实现，如上图所示在般的情况下，机械手的各个部位是分别动作的，手臂的升降回转，还有手部的夹紧所需的流量相差不是很大所以可以选用单泵供油也可以用双泵供油，在这里选用单泵供油。减速缓冲回路如图所示，它由二位二通电磁换向阀和节流阀并联组成。当液压缸运动快到希望点时，由位置检测装置电位器发出信号给单片机。然后单片机控制电磁铁通电切断二位二通阀的通路，液压缸的回路改经节流阀流回油箱，增大了回油路的阻力，使液压缸速度阀进行缓冲，它有可靠性好定位精度高的特点。㈣拟定液压控制简图为如下图为液压控制简图㈤选定型号选择液压泵根据上章可以知道手部的夹紧缸手臂的升降缸和手臂的回转缸的工作压力都比较小，最大为.,估算.,取.根据液压传动设计手册页表，选.电动机的选用，取泵的总效率为.，则η所以选用电动机为.图机械手所用的液压元件表序号元件名称型号规格数量线隙式滤油器电动机.齿轮泵.溢流阀.电磁换向阀.单向阀.压力表电磁换向阀.单向调速阀.单向调速阀.单向顺序阀.单向行程节流阀.电磁换向阀.单向调速阀.单向调速阀.电磁换向阀.单向阀.驱动系统的介绍这个机械手的驱动系统除了手腕因为回转角度太大，不便于用液压驱动了驱动，其他的统用液压驱动，这个系统可以分为三个执行部分，手部的夹紧手臂的回转手臂的升降等来进行驱动控制的。这个系统用了型号为的齿轮泵，其规格为.，由功率为.的电动机带动，系统的压力由溢流阀来控制，并在过载的时候起到安全保护的作用。齿轮泵的卸荷是靠连接溢流阀的二位二通电磁换向阀来卸荷的，在空载的时候打开溢流阀来实现的。支路中的单向阀是防止油泵停止工作时，液压系统中的油液，倒流回油泵而带来空气的，否则。油泵再起动时，会影响油缸工作的稳定性。系统的压力由的压力表来测量和显示。当需要测量不同的油路的压力时，可以用转换压力表开关的位置来实现。图为选定所有元件的控制图该系统对各执行部分的控制是对手部的夹紧手臂的回转手臂的升降等三个支路。分别采用单向调速阀来进行调速的，使工作平稳。在各执行支路中，有几个有特色的地方，有特定的应用。在这里简单的介绍下对手臂的升降油缸的驱动控制支路，在其支路中，设置有单向顺序阀，可以调整该顺序阀的弹簧的压力，使之在活塞和活塞杆以及其所支承的手臂手腕手部和工件等重量所引起的油液压力作用下，仍保持断路，使油缸下的腔的油，无路可走，被迫支承着活塞，也就是使活塞在没有压力油驱动的情况下，可以停止在任何位置，实现自锁紧。而在工作的时候油泵输出的压力油，如进入升降缸上缸，使作用在顺序阀控制油路上的压力增加，使该阀导通，活塞便向下运动。当活塞要上行时，压力油经该阀的单向阀，进入油缸的下腔，而不会被顺序阀所阻碍。从而实现工作时，上下均顺利的导通，而不工作时，自动平衡，手臂及固中成药瓶盖旋紧机械手设计摘要要求控制拧紧力矩，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，工作范围较大，但惯性也大，且不能抓取地面的物体。球坐标和多关节占用空间小，工作范围大，惯性小，所需动力小。能抓取底面的物体，多关节还可以绕障碍物选择途径，但多关节机构较复杂，所以不多用。在本设计中选用了圆柱坐标式。行走机构有的机械手带有行走机构。驱动机构有气动液动电动机械的四种形式。气动式速度快，结构简单，成本低。采用点位控制或机械挡块定位时，有较高的重复定位精度，但是臂力般在以下。液动式力气大，臂力可以达以上，且可以用电液伺服机构，可以实现连续控制，使机械手的用途和通用性更广，定位精度在范围内。目前常用的式气动和液动驱动的方式。电动式用于小型的，机械式般用于动作简单的场合。控制系统机械手控制的要素，包括工作顺序到达位置动作时间运动速度和加减速度等。机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种，目前以点位控制为主，占以上。控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存贮，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。程序的存贮方式分为分离存贮和集中存贮两种。分离存贮是将各种控制因素的信息分别存贮于两种以上的存贮装置中，如顺序信息存贮于插销.饭凸轮转鼓穿孔带内，位置信息存贮于时间继电器定速回转鼓等。集中存贮是将各种控制因素的信息全部存贮于种存贮装置内，如磁带磁鼓等。这种方式适用于顺序位置时间速度等必须同时控制的场合，即连续控制的情况下使用。对动作复杂的机械手机械人，采用示教再现型控制系统。更复杂的机械手机械人则采用数字控制系统小型计算机或微处理机控制的系统。控制系统以插销板用得最多，其次是凸轮转鼓。它装有许多凸轮，每凸轮分配给个运动轴，转鼓转动周便完成个工作循环。插销板适用于裕要迅速改变程序的场合。换种程序只需抽换种插销板就可，而同插件又可以反复使用。穿孔带容纳的程序长度可不受限制，但如果发生错误时就要全部更换。穿孔卡的信息容量有限，但便于更换保存可重复使用。磁芯和磁鼓仅适用子存贮容量较大的场合。范于选择那种控制元件，则根据动作的复杂程度和精确程度来确定。基体基体是整个机械手的基础。.方案的比较选择手部的选定归结起来，常用的手部，按其握持工件的原理。大致可以分为夹持和吸附两大类。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。典型的回转型手部有滑槽杠杆式和连杆杠杆式两类如上图所示因为我选择的驱动方式式用液压来驱动机械手的放松和夹紧，又为了不占用太大的空间，而两个比较，连杆杠杆式结构式个常开的手部，而且是驱动力是向下的时候是夹紧，而滑槽杠杆式手部结构是驱动力向上的时候是夹紧，在结构上后者会占用更大的空间所以选择了前者作为机械手的手部结构。腕部的选定手腕部件具有独立的自由度。如图所示图为腕部的自由度手部的运动有绕轴转动为回转运动绕轴运动为上下摆动绕轴转动称为左右摆动有的甚至是沿轴或轴的横向的移动。般手部设有回转的或加上个摆动的即可以满足工作要求，些动作较简单的专用机械手，为简化结构，可以不设腕部，而直接由臂部的运动来驱使手部搬运工件。目前，应用最广泛的手腕运动机构是回转液压缸，或者气压缸，他的结构紧凑，灵巧但是回转角度较小，般小于度，并且要求严格的密封，否则就难保证稳定的输出扭矩。因此在本设计中我选定用电动机来驱动手腕的转动，可以实现任意的角度。因为为了简化结构在保证能完成所要的动作的基础上，所以选定手腕只要个自由度就可以了，就是只要他能够绕轴转动就可以了。臂部的选定手臂的各种运动通常用驱动机构如液压或气压和各种传动机构来实现，从臂部的受力情况分析，它再工作中既直接承受腕部手部和工件的静动载荷，而且自身运动又较多，故受力复杂。因此，它的结构工作范围灵活性以及抓重大小和定位精度等直接影响机械手的工作性能。