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封焊机的自动上料机构设计说明书.doc
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手臂升降回转装配图.dwg
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手抓部件图.dwg
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吸盘部件图.dwg
1、导向杆等，在本设计中才用单导向杆来增加手臂的刚性和导向性。平衡装置在本设计中，为了使手臂的两端能够尽量接近重力矩平衡状态，减少手抓侧重力矩对性能的影响，故在手臂伸缩气缸侧加装平衡装置，装置内加放砝码，砝码块的质量根据抓取物体的重量和气缸的运行参数视具体情况加以调节，务求使两端尽量接近平衡。.手臂升降气缸的尺寸设计与校核尺寸设计气缸运行长度设计为,气缸内径为,半径,气缸运行速度，加速度时间.,压强.,则驱动力.尺寸校核.测定手腕质量为,则重力设计加速度，则惯性力考虑活塞等的摩擦力，设定摩擦系数，.总受力所以设计尺寸符合实际使用要求。.手臂回转气缸的尺寸设计与校核尺寸设计气缸长度设计为,气缸内径为,半径,轴径半径,气缸运行角速度，加速度时间.,压强,则力矩.尺寸校核．测定参与手臂转动的部件的质量,分析部件的质量分布情况，质量密度等效分布在个半径的圆盘上，那么转动惯量.。
2、其中则满足实际设计要求。.缸筒壁厚的设计缸筒直接承受压缩空气压力，必须有定厚度。般气缸缸筒壁厚与内径之比小于或等于，其壁厚可按薄壁筒公式计算.式中缸筒壁厚，气缸内径，实验压力，取,材料为,代入己知数据，则壁厚为.取，则缸筒外径为手腕结构设计考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转气缸。.手腕的自由度手腕是连接手部和手臂的部件，它的作用是调整或改变工件的方位，因而它具有独立的自由度，以使机械手适应复杂的动作要求。手腕自由度的选用与机械手的通用性加工工艺要求工件放置方位和定位精度等许多因素有关。力求结构紧凑重量轻,腕部处于手臂的最前端，它连同手部的静动载荷均由臂部承担。显然，腕部的结构重量和动力载荷，直接影响着臂部的结构重量和运转性能。因此，在腕部设计时，必须。
3、矩可按下式计算.式中驱动手腕转动的驱动力矩惯性力矩参与转动的零部件的重量包括工件手部手腕回转缸的动片对转动轴线所产生的偏重力矩.,手腕回转缸的动片与定片缸径端盖等处密封装置的摩擦阻力矩下面以图所示的手腕受力情况，分析各阻力矩的计算.手腕加速运动时所产生的惯性力矩悦若手腕起动过程按等加速运动，手腕转动时的角速度为，起动过程所用的时间为，则.式中参与手腕转动的部件对转动轴线的转动惯量工件对手腕转动轴线的转动惯量。若工件中心与转动轴线不重合，其转动惯量为.式中工件对过重心轴线的转动惯量工件的重量工件的重心到转动轴线的偏心距,手腕转动时的角速度弧度起动过程所需的时间起动过程所转过的角度弧度。.手腕转动件和工件的偏重对转动轴线所产生的偏重力矩偏.式中手腕转动件的重量手腕转动件的重心到转动轴线的偏心距当工件的重心与手腕转动轴线重合时，则手腕转动轴在轴颈处的摩擦阻力矩.式中，转。
4、缸的尺寸设计与校核.手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核手臂伸缩气缸的尺寸设计手臂伸缩气缸采用标准气缸，参看各种型号的结构特点，尺寸参数，结合本设计的实际要求，气缸用型气缸，尺寸系列初选内径为尺寸校核.在校核尺寸时，只需校核气缸内径,半径.的气缸的尺寸满足使用要求即可,设计使用压强,则驱动力.测定手腕质量为,设计加速度，则惯性力考虑活塞等的摩擦力，设定摩擦系数,.总受力所以标准气缸的尺寸符合实际使用驱动力要求要求。.导向装置气压驱动的机械手臂在进行伸缩运动时，为了防止手臂绕轴线转动，以保证手指的正确方向，并使活塞杆不受较大的弯曲力矩作用，以增加手臂的刚性，在设计手臂结构时，应该采用导向装置。具体的安装形式应该根据本设计的具体结构和抓取物体重量等因素来确定，同时在结构设计和布局上应该尽量减少运动部件的重量和减少对回转中心的惯量。导向杆目前常采用的装置有单导向杆，双导向杆，四。
5、动轴的轴颈直径摩擦系数，对于滚动轴承，对于滑动轴承,处的支承反力，可按手腕转动轴的受力分析求解，根据,得同理，根据,得.式中的重量,如图所示的长度尺寸转缸的动片与缸径定片端盖等处密封装置的摩擦阻力矩封，与选用的密衬装置的类型有关，应根据具体情况加以分析。回转气缸的驱动力矩计算在机械手的手腕回转运动中所采用的回转缸是单叶片回转气缸，它的原理如图所示，定片与缸体固连，动片与回转轴固连。动片封圈把气腔分隔成两个.当压缩气体从孔进入时，推动输出轴作逆时回转，则低压腔的气从孔排出。反之，输出轴作顺时针方向回转。单叶气缸的压力驱动力矩的关系为,或.图.回转气缸简图式中回转气缸的驱动力矩•㎝回转气缸的工作压力•㎝缸体内壁半径输出轴半径动片宽度.上述驱动力矩和压力的关系式是对于低压腔背压为零的情况下而言的。若低压腔有定的背压，则上式中的应代以工作压力与背压之差。手臂伸缩升降回转气。
6、力求结构紧凑，重量轻。结构考虑，合理布局腕部作为机械手的执行机构，又承担连接和支撑作用，除保证力和运动的要求外，要有足够的强度刚度外，还应综合考虑，合理布局，解决好腕部与臂部和手部的连接。由于本机械手抓取的工件是水平放置，同时考虑到通用性，因此给手腕设绕轴转动回转运动才可满足工作的要求目前实现手腕回转运动的机构，应用最多的为回转油气缸，因此我们选用回转气缸。它的结构紧凑，但回转角度小于，并且要求严格的密封。.手腕的驱动力矩的计算手腕转动时所需的驱动力矩手腕的回转上下和左右摆动均为回转运动，驱动手腕回转时的驱动力矩必须克服手腕起动时所产生的惯性力矩，手腕的转动轴与支承孔处的摩擦阻力矩，动片与缸径定片端盖等处密封装置的摩擦阻力矩以及由于转动件的中心与转动轴线不重合所产生的偏重力矩.图所示为手腕受力的示意图。.工件.手部.手腕图.手碗回转时受力状态手腕转动时所需的驱动力。
参考资料：
（独家原创）封焊机的自动上料机构设计（全套CAD图纸完整版）