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軸承坯料搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)
摘 要
機(jī)械手是一種機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的高技術(shù)產(chǎn)品。采用機(jī)械手是提高產(chǎn)品質(zhì)量與勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，改善勞動(dòng)條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的一種有效手段。它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預(yù)定要求輸送工件或握持工具進(jìn)行操作的自動(dòng)化技術(shù)裝備。機(jī)械手可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動(dòng)化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運(yùn)和長(zhǎng)期、頻繁、單調(diào)的操作，采用機(jī)械手是有效的；此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染環(huán)境條件下進(jìn)行操作，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。
本課題的主要內(nèi)容是采用機(jī)械設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行三自由度搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，熟悉三自由度機(jī)械手的運(yùn)用場(chǎng)合和相關(guān)的設(shè)計(jì)步驟。機(jī)械手可以代替很多重復(fù)性的體力勞動(dòng)，從而減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。結(jié)合三自由度設(shè)計(jì)的各方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)會(huì)怎樣發(fā)現(xiàn)問(wèn)題．解決問(wèn)題.研究問(wèn)題。并且在設(shè)計(jì)中融入自己的想法和構(gòu)思，提高自己的創(chuàng)新能力。盡力使機(jī)械手使用方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
關(guān)鍵詞：機(jī)械手，輸送工件，搬運(yùn)，三自由度
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ABSTRACT
Manipulator is a mechanical technology and electronic technology with the combination of high technology products. Using manipulator is to improve product quality and productivity, and realize the automatic production process, improve working conditions, and reduce labor intensity of a kind of effective method. It is an imitation of the upper part of the human body function, according to the predetermined requirement or parts transportation holding tools for operation of the automation technology and equipment. Robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce the labor intensity, improve working conditions, and improve labor productivity and production automation level. Industrial production often appears in the handling of the heavy and long-term, frequent, drab operation, USES the manipulator is effective; In addition, it can be in high temperature, low temperature, deep water, the universe, radioactive and other toxic, pollution environment conditions operation, more shows its superiority, with broad prospects.
This topic is the main content of the mechanical design principle of the design of the three dof carrying manipulator, familiar with three degrees of freedom of the manipulator using occasions and related design steps. Robots can replace a lot of repeatability of physical labor, so as to reduce the labor intensity, improve production efficiency. Combined with three degrees of freedom all aspects of design knowledge, in the design process learn how to find out the problem to solve problems. And in the design idea and into their idea, improve their innovation ability. Try to make robots easy to use simple structure.
Key Words: Manipulator, conveying work piece, handling, three degrees of freedom
軸承坯料搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)
目 錄
第1章 緒 論 4
1.1機(jī)械手的歷史 4
1.2機(jī)械手的組成 5
1.3機(jī)械手的分類(lèi) 6
第2章 搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì) 8
2.1搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)要求 8
2.2基本設(shè)計(jì)思路 1
2.3搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
2.4 機(jī)械手材料的選擇 11
2.5機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)方式 11
2.6搬運(yùn)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)分析 12
第3章 搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 13
3.1搬運(yùn)機(jī)械手手爪設(shè)計(jì) 13
3.2 搬運(yùn)機(jī)械手手臂設(shè)計(jì) 13
3.3 手部設(shè)計(jì)計(jì)算 16
3.4腕部設(shè)計(jì)計(jì)算 20
3.5液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21
3.6機(jī)身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23
第4章 機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27
4.1 PLC簡(jiǎn)介 27
4.2 PLC工作原理 27
4.3 PLC機(jī)型的選擇 27
4.4 PLC控制面板的擬定 29
4.5 機(jī)械手工藝過(guò)程和控制方案的確定 30
4.5 PLC程序編寫(xiě) 33
總結(jié)與展望 40
參考文獻(xiàn) 41
致 謝 42
1 緒論
隨著人類(lèi)科技的進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)器人學(xué)成為近幾十年來(lái)迅速發(fā)展的一門(mén)綜合學(xué)科。它體現(xiàn)了光機(jī)電一體化技術(shù)的最新成就，機(jī)械手作為其中的佼佼者更是發(fā)揮了不可磨滅的作用。在人類(lèi)社會(huì)中，凡是有機(jī)械活動(dòng)的地方，都能看到機(jī)械手的身影。機(jī)械手產(chǎn)品的應(yīng)用已經(jīng)由核工業(yè)和軍事科技等高端科學(xué)領(lǐng)域向醫(yī)療、農(nóng)業(yè)甚至是服務(wù)娛樂(lè)等民用領(lǐng)域發(fā)展了，并且各式各樣的機(jī)械手正在涌現(xiàn)出來(lái)，以驚人的速度延伸到人類(lèi)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域。機(jī)械手是由于人類(lèi)期望生產(chǎn)水平的提高，為了提升生產(chǎn)效率而出現(xiàn)的。然而由于機(jī)械手善于完成重復(fù)的，單調(diào)的，精確度要求高的工作，能取代人在惡劣的環(huán)境中完成人類(lèi)不能或者不愿完成的工作，因此，機(jī)械手的出現(xiàn)又大大解放了人類(lèi)的生產(chǎn)力。所以說(shuō)機(jī)械手的發(fā)展是社會(huì)發(fā)展的結(jié)果，也是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)?，F(xiàn)在，很多發(fā)達(dá)國(guó)家都追逐著機(jī)械手這一發(fā)展趨勢(shì)，積極地進(jìn)行著機(jī)械手的各種開(kāi)發(fā)和研制的工作，并且其中一些國(guó)家已經(jīng)取代了不錯(cuò)的成果，研制出了許多新型且實(shí)用的機(jī)械手或者是機(jī)器人。例如：日本的跳舞機(jī)器人、犬型機(jī)器人愛(ài)寶(AIBO)；。英國(guó)研制的履帶式“手推車(chē)”及“超級(jí)手推車(chē)”排爆機(jī)器人；美國(guó)iRobot公司推出了能避開(kāi)障礙，自動(dòng)設(shè)計(jì)行進(jìn)路線吸塵器機(jī)器人Roomba；上海世博會(huì)使用過(guò)的福娃機(jī)器人等等。
由于機(jī)械手的迅猛發(fā)展，機(jī)械手進(jìn)入學(xué)校教學(xué)是必然的。三自由度機(jī)械手作為是機(jī)械手的典型產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)及應(yīng)用對(duì)機(jī)電一體化、機(jī)械結(jié)構(gòu)工藝、機(jī)械制造、自動(dòng)化、電子信息等專(zhuān)業(yè)的教學(xué)及研究都有著很重要的意義。