（图纸+论文）汽车工业用装装卸机械手结构设计（全套完整）

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，属中型重量，同时考虑到机械手的动态性能及运动的稳定性，安全性，对手臂的刚度有较高的要求。综合考虑，两手臂的驱动均选择液压驱动方式，通过液压缸的直接驱动，液压缸既是驱动元件，又是执行运动件，不用再设计另外的执行件了而且液压缸实现直线运动，控制简单，易于实现计算机的控制。因为液压系统能提供很大的驱动力，因此在驱动力和结构的强度都是比较容易实现的，关键是机械手运动的稳定性和刚度的满足。因此手臂液压缸的设计原则是缸的直径取得大点在整体结构允许的情况下，再进行强度的较核。同时，因为控制和具体工作的要求，机械手的手臂的结构不能太大，若仅仅通过增大液压缸的缸径来增大刚度，是不能满足系统刚度要求的。因此，在设计时另外增设了导杆机构，小臂增设了两个导杆，尽量增加其刚度。通过增设导杆，能显著提高机械手的运动刚度和稳定性，比较好的解决了结构稳定性的问题。.机械手的驱动系统设计驱动系统概述工业机器人的驱动系统，按动力源可以分为液压气动和电动三大类。根据需要也可以将这三种基本类型组合成个复合式的驱动系统。这三类基本驱动系统的主要特点如下。.液压驱动系统由于液压技术是种比较成熟的技术，它具有动力大力或力矩与惯量比大快速响应高易于实现直接驱动等特点。适合于在承载能力大，惯量大以及在防火防爆的环境中工作的机器人。但是，液压系统需要进行能量转换电能转换成液压能，速度控制多数情况下采用节流调速，效率比电动驱动系统低，液压系统的液体泄露会对环境产生污染，工作噪音也较高。.气动驱动系统具有速度快，系统结构简单，维修方便价格低等特点。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，必要时还要设计平衡机构来平衡手臂残余的不平衡重量。.机器人手臂在结构上要考虑各关节的限位开关和具有定缓冲能力的机械限位块，以及驱动装置，传动机构及其它元件的安装。手臂的设计机械手的垂直手臂小臂升降和水平手臂大臂的伸缩运动都为直线运动。直线运动的实现般是气动传动，液压传动以及电动机驱动滚珠丝杠来实现。考虑到搬运工件的重量较大，考虑加工工件的质量达机械手的总体设计图.机械手工作布局图在本设计中，因为设计要求搬运的工件的质量要求为，且搬运直线距离为，考虑在满足系统工艺要求的前提下，尽量简化结构，以减小成本提高可靠度。该机械手在工作中只需要做直线运动,其中手臂的升降和梁的平移为两个直线运动,机械手自由度数目取为，坐标形式选择直角坐标形式，即轴轴两个移动自由度，其特点是结构比较简单,且有较高的定位准确度。机械手工作布局图如图.所示。.机械手的手部设计手部概述工业机器人的手部称为末端操作器，是机器人直接用于抓取握紧吸附专用工具进行操作的部件，他能够模仿人手的动作，是最重要的执行机构，安装于机器人手臂的前端。工业机器人发展到现在，应用范围越来越广泛，被操作的工件的形状尺寸重量材料以及表面状态各不相同，所以工业机器人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。汽车工业,装卸,机械手,结构设计,毕业设计,全套,图纸,下载工业机械手也是工业机器人的个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识其它能部分的代替人工操作其二它能按照生产工艺的要求，遵循定的程序时间和位置来完成工件的传送和装卸其三它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温高压粉尘噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得定的效果，受到机械工业的。机械手是种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。.机械手的简史机械手首先是从美国开始研制的。年美国联合控制公司研制出第台机械手。年，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成台数控示教再现型机械手。商名为即万能自动。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司,专门生产工业机械手。年美国机械铸造公司也试验成功种叫机械手，原意是灵活搬运。年美国公司和斯坦福大学麻省理工学院联合研制种型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于毫米。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉触觉能力，甚至听想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。第三代机械手机械人则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。.机械手的组成机械手由执行机构驱动机构和控制机构三部分组成。执行机构执行机构包括手部手臂和躯干。手部装在手臂前端，可以转动开闭手指。机械手手部的构造系统模仿人的手指，分为无关节固定关节和自由关节三种。手指的数量又可以分为二指三指四指等，其中以二指用得最多。可根据夾持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头，以适应操作的需要。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。总之，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液压缸摆动液压缸电液脉冲马达伺服液压马达交流伺服电动机直流伺服电动机和步进电动机等。躯干是安装手臂动力源和各种执行机构的机架。本设计采用二指的构造，直线液压缸。驱动机构驱动机构是工业机械手的重要组成部分。根据动力源的不同,工业机械手的驱动机构大致可分为液压气动电动和机械驱动等四类。采用液压机构驱动机械手,结构简单尺寸紧凑重量轻控制方便。控制机构在机械手的控制上，有点动控制和连续控制两种方式。大多数用插销板进行点位控制，也有采用可编程序控制器控制微型计算机控制，采用凸轮磁盘磁带穿孔卡等记录程序。主要控制的是坐标位置，并注意其加速度特性。.机械手的生产应用简述机械手是工业自动控制领域中经常遇到的种控制对象。机械手可以完成许多工作，如搬运装配切割喷染等等，应用非常广泛。在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。各行各业的自动化水平越来越高，现代化加工车间，常配有机械手，以提高生产效率，完成工人难以完成的或者危险的工作。可在机械工业中，加工装配等生产很大程度上不是连续的。工业机械手是为实现这些工序而产生的。目前机械手常用于工业中快速抓取工件并将工件转移到下个生产工序。本文以能够实现这类工作的搬运机械手为设计对象。