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（全套CAD）汽車工業用裝裝卸機械手結構設計（終稿）

為了使機械手能夠正確地工作，手臂的三個自由度都需要精確地定位?？傊?，機械手的運動離不開直線移動和轉動二種，因此它采用的執行機構主要是直線液壓缸擺動液壓缸電液脈沖馬達伺服液壓馬達交流伺服電動機直流伺服電動機和步進電動機等。軀干是安裝手臂動力源和各種執行機構的機架。本設計采用二指的構造，直線液壓缸。驅動機構驅動機構是工業機械手的重要組成部分。根據動力源的不同,工業機械手的驅動機構大致可分為液壓氣動電動和機械驅動等四類。采用液壓機構驅動機械手,結構簡單尺寸緊湊重量輕控制方便?？刂茩C構在機械手的控制上，有點動控制和連續控制兩種方式。大多數用插銷板進行點位控制，也有采用可編程序控制器控制微型計算機控制，采用凸輪磁盤磁帶穿孔卡等記錄程序。主要控制的是坐標位置，并注意其加速度特性。.機械手的生產應用簡述機械手是工業自動控制領域中經常遇到的種控制對象。機械手可以完成許多工作，如搬運裝配切割噴染等等，應用非常廣泛。在現代工業中，生產過程中的自動化已成為突出的主題。各行各業的自動化水平越來越高，現代化加工車間，常配有機械手，以提高生產效率，完成工人難以完成的或者危險的工作?？稍跈C械工業中，加工裝配等生產很大程度上不是連續的。工業機械手是為實現這些工序而產生的。汽車工業,裝卸,機械手,結構設計,畢業設計,全套,圖紙,下載工業機械手也是工業機器人的個重要分支。他的特點是可以通過編程來完成各種預期的作業，在構造和性能上兼有人和機器各自的優點，尤其體現在人的智能和適應性。機械手作業的準確性和環境中完成作業的能力，在國民經濟領域有著廣泛的發展空間。機械手的發展是由于它的積極作用正日益為人們所認識其它能部分的代替人工操作其二它能按照生產工藝的要求，遵循定的程序時間和位置來完成工件的傳送和裝卸其三它能操作必要的機具進行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產率，加快實現工業生產機械化和自動化的步伐。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應用。尤其是在高溫高壓粉塵噪音以及帶有放射性和污染的場合，應用的更為廣泛。在我國近幾年也有較快的發展，并且取得定的效果，受到機械工業的。機械手是種能自動控制并可從新編程以變動的多功能機器，他有多個自由度，可以搬運物體以完成在不同環境中的工作。機械手的結構形式開始比較簡單，專用性較強。隨著工業技術的發展，制成了能夠獨立的按程序控制實現重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，所以它在不斷變換生產品種的中小批量生產中獲得廣泛的引用。.機械手的簡史機械手首先是從美國開始研制的。年美國聯合控制公司研制出第臺機械手。年，美國機械鑄造公司在上述方案的基礎之上又試制成臺數控示教再現型機械手。商名為即萬年在世界上第臺機器人中應用到現在，已在工業機器人中獲得了廣泛的應用。目前，雖然在中等負荷以下的工業機器人中大量采用電機驅動系統，但是在簡易經濟型重型的工業機器人和噴涂機器人中采用液壓系統的還仍然占有很大的比例。液壓系統在機器人中所起的作用是通過電液轉換元件把控制信號進行功率放大，對液壓動力機構進行方向位置和速度的控制，進而控制機器人手臂按給定的運動規律動作。液壓動力機構多數情況下采用直線液壓缸或擺動馬達，連續回轉的液壓馬達用得很少。在工業機器人中，中小功率的液壓驅動系統用節流調速的為多，大功率的用容積調速系統。節流調速系統，動態特性好，但是效率低。容積調速系統，動態特性不如前者，但效率高。驅動系統的設計方案具體到本設計，在分析了具體工作要求后，綜合考慮各個因素。機械手的手臂驅動系統全部采用液壓缸而手爪通過液壓柱塞缸活塞與中間驅動桿配合來實現控制，即手爪在柱塞缸推力作用下推動驅動桿，通過端部銷連接到手指進行松開和夾緊。第章液壓系統設計與計算.確定液壓系統基本方案液壓執行元件大體分為液壓缸和液壓馬達，前者實現直線運動，后者實現回轉運動。二者的特點及適用場合見表表液壓缸與液壓馬達的特點與適用場合名稱特點適用場合雙活塞桿液壓缸雙向對稱雙向工作的往復場合單活塞桿液壓缸有效工作面積大雙向不對稱往返不對稱的直線運動，差動連接可實現快進柱塞缸結構簡單單向工作，靠重力或其它外力返回擺動缸單葉片式小于雙葉片式小于小于的擺動小于的擺動齒輪馬達結構簡單價格便宜高轉速低轉矩的回轉運動葉片馬達體積小轉動慣量小高速低轉矩動作靈敏的回轉運動擺線齒輪馬達體積小輸出轉局大低速小功率大轉矩的回轉運動軸向柱塞馬達運動平穩轉矩大轉速范圍寬大轉矩的回轉運動徑向柱塞馬達轉速低，結構復雜，輸出轉矩大低速大轉矩回轉運動本設計因為機械手的形式為直角坐標形式，具有兩個自由度，均為移動自由度。同時考慮指端的形狀有型指，平面指尖指等。由于本設計被夾持的工件形狀為圓柱體，所以選用型指，其特點是加持平穩可靠，加持誤差小。如圖.所示。.傳動機構設計傳動機構是向手指傳遞運動和動力，以實現加緊和松開動作的機構。該機構根據手指開合的動作特點，分為回轉型和移動型。本設計采用回轉型傳動結構，如圖.所示。驅動桿與連桿由銷連接，當驅動桿做直線往復運動時，則通過兩岸推動兩桿手指各繞其支點做回轉運動，從而使手指松開或閉合。該機構的活動環節較多，所以定位精度會差些。圖.機械手手指圖.機械手傳動結構.機械手的手臂設計手臂概述手臂是機器人執行機構中重要的部件，它的作用是將被抓取的工件運送到指定的位置上，因而般機器人手臂有三個自由度，即手臂的伸縮左右回轉和升降運動。手臂的各種運動通常由驅動機構和各種傳動機構來實現的，所以，它不僅僅承受被抓工件的重量，而且承受末端執行器和手臂自身的重量。手臂的結構工作范圍靈活性以及抓重大小和定位精度都直接影響機器人的工作性能。在進行機器人手臂設計時，要遵循下述原則.應盡可能使機器人手臂各關節軸相互平行相互垂直的軸應盡可能相交于點，這樣可以使機器人運動學正逆運算簡化，有利于機器人的控制。.機器人手臂的結構尺寸應滿足機器人工作空間的要求。工作空間的形狀和大小與機器人手臂的長度，手臂關節的轉動范圍有密切的關系。但機器人手臂末端工作空間并沒有考慮機器人手腕的空間姿態要求，目前機械手常用于工業中快速抓取工件并將工件轉移到下個生產工序。本文以能夠實現這類工作的搬運機械手為設計對象。第章機械手的設計.機械手的總體設計機械手的總體結構類型工業機械手有很多種分類方法，目前還沒有統的分類標準，比如可以按機械手的結構坐標系提點分類，或者按機械手的驅動方式分類，也可以按機械手的用途分類。在這里我們按工業機器人的結構坐標系特點來進行分類。工業機械手按結構坐標系特點可以分為直角坐標型，圓柱坐標型，球坐標型，關節型四種。如圖.所示。圖.工業機械手按結構坐標分類直角坐標型直角坐標型也稱為笛卡爾坐標型或臺架型。這種機器人有三個線性關節組成，這三個關節用來確定末端操作器的位置，通常還帶有附加的旋轉關節用來確定末端操作器的姿態。這種機器人在軸上的運動式獨立的，運動方程可獨立處理，且方程是線性的，因此進行計算機操作控制簡單他可以兩端支撐，對于給定的結構長度，剛性最大他的進度和位置分辨率不隨工作場合而變化，容易達到高精度。圓柱坐標型圓柱坐標機器人有兩個滑動關節有兩個滑動關節和個旋轉關節來確定部件的位置，在附加個旋轉關節來確定部件的姿態。這種機器人可以繞中心軸旋轉個角，工作范圍可以擴大且計算簡單直線部分可以采用液壓驅動，可以輸出較大的動力。球坐標型球坐標機器人采用球坐標系，它用個滑動關節和兩個旋轉關節來確定部件的位置，再用個附加的旋轉關節確定部件的姿態。這種機器人可以繞中心軸旋轉，在中心支架附近的工作范圍很大，兩個轉動驅動裝置容易密封，覆蓋工作空間較大。關節型關節型機器人的關節全部可以旋轉，類似于人的手臂，他是工業機器人中最常見的結構，工作范圍較復雜。萬能自動。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司,專門生產工業機械手。年美國機械鑄造公司也試驗成功種叫機械手，原意是靈活搬運。年美國公司和斯坦福大學麻省理工學院聯合研制種型工業機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業，定位誤差可小于毫米。第二代機械手正在加緊研制。它設有微型電子計算機控制系統，具有視覺觸覺能力，甚至聽想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機械手具有感覺機能。目前國外已經出現了觸覺和視覺機械手。第三代機械手機械人則能獨立地完成工作過程中的任務。它與電子計算機和電視設備保持聯系。.機械手的組成機械手由執行機構驅動機構和控制機構三部分組成。執行機構執行機構包括手部手臂和軀干。手部裝在手臂前端，可以轉動開閉手指。機械手手部的構造系統模仿人的手指，分為無關節固定關節和自由關節三種。手指的數量又可以分為二指三指四指等，其中以二指用得最多?？筛鶕A持對象的形狀和大小配備多種形狀和尺寸的夾頭，以適應操作的需要。手臂的作用是引導手指準確地抓住工件，并運送到所需要的位置上。