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遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計
裝卸工件機械手設(shè)計
摘 要
工業(yè)機器人自本世紀(jì)60年代初問世以來，已有80萬余臺用于世界各國的自動化生產(chǎn)線上，扮演著靈巧自如、不知疲倦“操作者”的角色，替代生產(chǎn)工人出色的完成極其繁重、復(fù)雜、精密或者充滿著危險的各種各樣的工作。不同用途的工業(yè)機器人正在工業(yè)生產(chǎn)中起到其它機器無法替代的作用。一般機器人由基座、腰、臂、腕和手五部分組成。腰和臂控制手的空間位置，腕控制手的空間姿態(tài)，而手則是實現(xiàn)對操作物體的抓放。本文設(shè)計的是裝卸工件機械手，根據(jù)設(shè)計要求本文制定了一個由液壓系統(tǒng)控制夾爪松開、夾緊物體的設(shè)計方案，對手部、腕部及整體的結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計，同時對其主要零部件進行了選擇、設(shè)計和計算，內(nèi)容包括液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算，軸的設(shè)計和校核，對設(shè)計的液壓控制系統(tǒng)進行了分析與編程等。通過分析計算可以得出結(jié)論，此次設(shè)計基本滿足設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞：裝卸;工業(yè)機器人；機械手
The design of the manipulator for loading and unloading workpiece
Abstract
Since the beginning of 1960s, more than 800000 industrial robots have been used on automatic production lines of many countries all over the world, playing a role dexterous and as a free “operator” who has no sense of tireness. It can also accomplish various works that are very arduous and complicated or even full of danger instead of workers. The different application of industry robots to industrial production is playing an important role of which other machines are unable to take the place. The common robot basically consists of the waist, the arm, the wrist and the hand. Waist and arm control space position, while wrist controls special attitude, and the hand is used to realize grasping or putting objects. The design of this article is the mechanical arm of loading and unloading workpiece. According to the design requirements a schematic design has been developed with a hydraulic system controlling the claws from releasing and clamping objects, also it has been carried on the design to the structure of the hand, the wrist, and the whole. The contents including the selection of prime movers, design and check of gears, belts, and axes, the economic analysis to the feasibility of design proposal. Conclusions can be drawn through the computational analysis and this design can by and large meet the needs of the design request.
Key words：load and unload；Industrial robot ;manipulator
目錄
1 緒論 1
1.1 選題的背景、目的和意義 1
1.2 機器人的發(fā)展概況 2
1.2.1 機器人的定義 2
1.2.3 國內(nèi)機器人研究狀況 4
1.2.4 國外機器人的最新發(fā)展 5
1.2.5 機器人目前研究熱點及發(fā)展趨勢 6
2手指部分的設(shè)計與計算 8
2.1夾緊機構(gòu)的類型 8
2.2信息傳感器 8
2.2.1內(nèi)部信息傳感器 9
2.2.2外部信息傳感器 9
2.3液壓傳動的設(shè)計計算 10
2.3.1手爪夾緊液壓傳動的設(shè)計計算 11
2.3.2手爪回轉(zhuǎn)液壓傳動的設(shè)計計算 12
2.4夾緊力的計算 14
2.4.1液壓缸產(chǎn)生的推力及運動速度 14
2.4.2夾緊力的計算 16
3手腕部分的設(shè)計與計算 19
3.1確定油缸的工作壓力 19
3.2確定經(jīng)油缸的流量 19
3.3確定油泵所需電機功率 19
3.4液壓缸的輸出扭矩計算 20
4手臂部分的設(shè)計與計算 22
4.1手臂的作用和組成 22
4.2對設(shè)計手臂的要求 22
4.3手臂的結(jié)構(gòu) 23
4.4手臂的設(shè)計計算 23
4.4.1確定油剛工作壓力 23
4.4.2驅(qū)動力的設(shè)計計算 24
4.4.3偏重力矩的設(shè)計計算 26
5.機身的設(shè)計與計算 29
5.1機身升降液壓轉(zhuǎn)動的設(shè)計計算 29
5.1.1確定油缸的工作壓力 29
5.1.2確定經(jīng)油缸的流量 29
5.1.3確定油泵所需電機功率 29
5.1.4液壓泵的校核 30
5.1.5活塞桿強度和穩(wěn)定性校核 32
5.2機身回轉(zhuǎn)液壓轉(zhuǎn)動的設(shè)計計算 33
5.2.1確定油缸的工作壓力 33
5.2.2確定經(jīng)油缸的流量 33
5.2.3確定油泵所需電機功率 34
5.2.4液壓缸的扭矩計算 34
6.PLC控制 36
6.1PLC實現(xiàn)的功能 36
6.2PLC控制電路接線圖 36
6.3PLC輸入（I/O）點數(shù)的分配 37
6.4PLC輸出（I/O）點數(shù)的分配 38
6.5PLC控制梯形圖 38
6.5程序調(diào)試 42
6.5.1主程序調(diào)試 42
6.5.2手動操作子程序調(diào)試 42
6.5.3自動運行子程序調(diào)試 43
結(jié)論 44
致謝 45
參考文獻 46