液壓上料抓取件機(jī)械手設(shè)計(jì)【液壓機(jī)械手優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含6張CAD圖紙+帶開題報(bào)告】
液壓機(jī)械手的設(shè)計(jì)
摘 要 本次設(shè)計(jì)的液壓傳動機(jī)械手根據(jù)規(guī)定的動作順序，綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識和相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)知識，完成對機(jī)械手的設(shè)計(jì)，并繪制必要裝配圖、液壓系統(tǒng)圖、PLC控制系統(tǒng)原理圖。機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用油缸、螺桿、導(dǎo)向筒等機(jī)械器件組成；在液壓傳動機(jī)構(gòu)中，機(jī)械手的手臂伸縮采用伸縮油缸，手腕回轉(zhuǎn)采用回轉(zhuǎn)油缸，立柱的轉(zhuǎn)動采用齒條油缸，機(jī)械手的升降采用升降油缸，立柱的橫移采用橫向移動油缸；在PLC控制回路中，采用的PLC類型為FX2N，當(dāng)按下連續(xù)啟動后，PLC按指定的程序，通過控制電磁閥的開關(guān)來控制機(jī)械手進(jìn)行相應(yīng)的動作循環(huán)，當(dāng)按下連續(xù)停止按鈕后，機(jī)械手在完成一個動作循環(huán)后停止運(yùn)動。
本設(shè)計(jì)擬開發(fā)的上料機(jī)械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，可抓取重量較大的工件。
關(guān)鍵詞 機(jī)械手、液壓、控制回路、PLC
The design of the hydraulic manipulator
Abstract The design of hydraulic drive manipulator movements under the provisions of the order ， use the basic theory, basic knowledge and related mechanical design expertise comprehensively to complete the design，and drawing the necessary assembly, hydraulic system map, PLC control system diagram . Manipulator mechanical structure using tanks, screw ,guide tubes and other mechanical device component ；In the hydraulic drive bodies ，manipulator arm stretching using telescopic tank ，rotating column of tanks used rack ，manipulator movements using tank movements ，the column takes the horizontal movement of tanks ；The PLC control circuit use the type of FX2N PLC .When pressed for commencement ，PLC in accordance with the prescribed procedures ，through the control of the solenoid valve to control the switch manipulator corresponding moves cycle ，after press the row stop button , the manipulator complete a cycle of action to stop after the hole campaign.
The design of the proposed development of the information on the manipulator can grasp up in space objects ，flexible and varied movements ，can replace the artificial heat and dangerous operation conducted operations，and can grasp the larger workpieces .
Keywords Manipulator 、Hydraulic、Control Loop 、PLC
目 錄
1 前言
1.1 工業(yè)機(jī)器人簡介（1）
1.2 世界機(jī)器人的發(fā)展（1）
1.3 我國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展（2）
1.4 我要設(shè)計(jì)的機(jī)械手（2）
1.4.1 臂力的確定（2）
1.4.2工作范圍的確定（2）
1.4.3 確定運(yùn)動速度（3）
1.4.4 手臂的配置形式（3）
1.4.5 位置檢測裝置的選擇（4）
1.4.6 驅(qū)動與控制方式的選擇（4）
2 手部結(jié)構(gòu)（4）
2.1概述（4）
2.2 設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮的幾個問題（4）
2.3 驅(qū)動力的計(jì)算 （5）
2.4 兩支點(diǎn)回轉(zhuǎn)式鉗爪的定位誤差的分析（7）
3 腕部的結(jié)構(gòu)（8）
3.1 概述（8）
3.2 腕部的結(jié)構(gòu)形式（8）
3.3手腕驅(qū)動力矩的計(jì)算（9）
4 臂部的結(jié)構(gòu)（12）
4.1 概述（12）
4.2手臂直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)（12）
4.2.1手臂伸縮運(yùn)動（12）
4.2.2 導(dǎo)向裝置（13）
4.2.3 手臂的升降運(yùn)動（14）
4.3 手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動（15）
4.4 手臂的橫向移動（16）
4.5 臂部運(yùn)動驅(qū)動力計(jì)算（16）
4.5.1 臂水平伸縮運(yùn)動驅(qū)動力的計(jì)算（16）
4.5.2 臂垂直升降運(yùn)動驅(qū)動力的計(jì)算（17）
4.5.3 臂部回轉(zhuǎn)運(yùn)動驅(qū)動力矩的計(jì)算（17）
5 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（18）
5.1液壓系統(tǒng)簡介（18）
5.2液壓系統(tǒng)的組成（18）
5.3機(jī)械手液壓系統(tǒng)的控制回路（18）
5.3.1 壓力控制回路（18）
5.3.2 速度控制回路（19）
5.3.3 方向控制回路-（19）
5.4 機(jī)械手的液壓傳動系統(tǒng)（20）
5.4.1 上料機(jī)械手的動作順序（20）
5.4.2 自動上料機(jī)械手液壓系統(tǒng)原理介紹（20）
5.5機(jī)械手液壓系統(tǒng)的簡單計(jì)算（23）
5.5.1 雙作用單桿活塞油缸（23）
5.5.2 無桿活塞油缸（亦稱齒條活塞油缸）（26）
5.5.3 單葉片回轉(zhuǎn)油缸 （27）
5.5.4 油泵的選擇（28）
5.5.5 確定油泵電動機(jī)功率N （29）
6 結(jié)束語 （29）
7 致謝 （30）
8 參考文獻(xiàn) （30）
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plc控制.dwg
傳動系統(tǒng)圖A2.dwg
手臂升降機(jī)構(gòu)圖A1.dwg
手部結(jié)構(gòu)圖A1.dwg
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文件清單.txt
液壓上料抓取件機(jī)械手設(shè)計(jì)【液壓機(jī)械手】.doc
液壓上料抓取件機(jī)械手設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc
液壓回路圖A1.dwg
目錄.doc
裝配圖A0.dwg
開題報(bào)告 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)的背景及意義： 近代 ，機(jī)器人一詞的出現(xiàn)和世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人問世之后，不同功能的機(jī)器人也相繼出現(xiàn)并且活躍在不同的領(lǐng)域 ， 從天上到地下，從工業(yè)拓廣到農(nóng)業(yè)、林、牧、漁，甚至進(jìn)入尋常百姓家。機(jī)器人的種類之多，應(yīng)用之廣，影響之深，是我們始料未及的。 機(jī)器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn) 業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。 2、畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究目標(biāo)： 本設(shè)計(jì)擬開發(fā)的上料機(jī)械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可代替人工在高 溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，可抓取重量較大的工件。 1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容、研究方法、具體 措施 和研究的可行性、創(chuàng)新點(diǎn)； 主要內(nèi)容： 本次設(shè)計(jì)的液壓傳動機(jī)械手根據(jù)規(guī)定的動作順序，綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識和相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)知識，完成對機(jī)械手的設(shè)計(jì)，并繪制必要裝配圖、液壓系統(tǒng)圖。機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用油缸、螺桿、導(dǎo)向筒等機(jī)械器件組成 ；在液壓傳動機(jī)構(gòu)中，機(jī)械手的手臂伸縮采用伸縮油缸，手腕回轉(zhuǎn)采用回轉(zhuǎn)油缸，立柱的轉(zhuǎn)動采用齒條油缸，機(jī)械手的升降采用升降油缸，立柱的橫移采用橫向移動油缸機(jī)械手在完成一個動作循環(huán)后停止運(yùn)動。 研究方法： （ 1）文獻(xiàn)研究法 （ 2）原理分析法 （ 3）計(jì)算選擇法 具體措施： （ 1） 到圖書館里查閱大量相關(guān)知識的資料，搜集各類機(jī)械手的原理及結(jié)構(gòu) ，挑選相關(guān)內(nèi)容記錄并學(xué)習(xí)。 （ 2）分析平面關(guān)節(jié)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)與參數(shù) （ 3）確定設(shè)計(jì)總體方案 （ 4）確定具體設(shè)計(jì)方案（包括手部結(jié)構(gòu)的選擇，液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算， X、 Y 軸 2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算等） （ 5）手部裝配圖的繪制、控制原理圖、總體裝配圖的繪制 （ 6）說明書的整理 可行性： 首先本科期間學(xué)習(xí)過《機(jī)械設(shè)計(jì)》《機(jī)械原理》《工程材料》《控制工程基礎(chǔ)》《公差與技術(shù)測量》《工程圖學(xué)》《機(jī)械制造工藝學(xué)》《工業(yè)機(jī)器人》等相關(guān)課程，對機(jī)械手的一些基礎(chǔ)知識有一定的了解，其次通過本人對液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)知識深入研究學(xué)習(xí)，并閱讀大量的文獻(xiàn)期刊以及實(shí)地的考察研究來完成本論文。 創(chuàng)新點(diǎn)： 本設(shè)計(jì)擬開發(fā)的上料機(jī)械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可代替人工在高 溫和危險(xiǎn) 的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，可抓取重量較大的工件。 4、主要參考資料及使用的原始資料（數(shù)據(jù)）： 1.） 濮良貴 ， 紀(jì)明剛 七版） 2001 2.） 張建民 京理工大學(xué)出版社， 1992 3.） 馬香峰 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1991 4.） [俄 ]工業(yè)機(jī)器人圖冊 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1993 5.） 黃繼昌，徐巧魚，張海貴 B]民郵電出版社， 1996 6.） 天津大學(xué)《工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》編寫組 . 工業(yè) 機(jī)械手設(shè)計(jì)基 礎(chǔ) 1981 7.） 黃宜 ， 章宏甲 機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 8.） 孫桓 ， 陳作模 六版） 2001 9.） 盧光賢 . 機(jī)床液壓傳動與控制 北工業(yè)大學(xué)出版社， 1993 5、畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度安排： 2012 年 10 月 搜集畢業(yè)設(shè)計(jì)材料及完成開題報(bào)告 2012 年 11 月 — 2013 年 1 月 總體方案設(shè)計(jì) 2013 年 1 月 — 2013 年 2 月 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、完成裝配圖設(shè)計(jì) 2013 年 2 月 — 2013 年 3 月 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2013 年 3 月 — 2013 年 4 月 零件工作圖設(shè)計(jì)及整理說明書 2013 年 4 月 — 2013 年 6 月 評閱、準(zhǔn)備答辯 3 6、指導(dǎo)教師意見：（對論文題目、深度、廣度及工作量的意見、要求和對結(jié)果的預(yù)測等） 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 7、開題報(bào)告評議情況： 評議結(jié)果（開題報(bào)告是否通過，意見及建議等） 4 答辯小組組長： 年 月 日 答 辯 小 組 成 員 序 號 姓 名 職 稱 專 業(yè) 1 明哲 副教授 機(jī)械 2 辛志遐 副教授 機(jī)械 3 張亞杰 講師 機(jī)械 4 蔣俊香 助教 機(jī)械 5 修文翠 助教 材料加 工