2106三自由度机械手结构设计100万峰机械设计Word文档下载推荐.docx
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论文答辩日期：
2015年６月5日
毕业设计（论文）任务书
机械设计制造及其自动化
机制1101班
学生：
于兆明
毕业设计（论文）题目：
三自由度机械手结构设计
毕业设计（论文）内容：
1.设计说明书一份
2.CAD图纸一套（包括总装图、零件图）
3.文献综述（不少于3000字）
毕业设计（论文）专题部分：
三自由度机械手结构
起止时间：
2015年3月6日至2015年6月5日
签字2015年3月6日
摘要
随着现代机械工业的发展，在机械生产中机械人得到了更广泛的应用。
其中应用最为广泛的机械人是一个可以改编程序的多功能操作器，设计用来按照开始编制的完整完成多种作业的运动程序运送材料、零件、工具或专用设备。
然而在机械人当中的主要部件就是大家所熟悉的机械手。
本文主要介绍机械手结构设计，主要对液压系统、支持手臂运动的液压缸、使手臂可以在180°
范围内的回转缸进行设计。
主要参数为：
抓取重量最大为50N，最大夹持锻坯直径为120㎜.主要用于夹持直径在80～120㎜的锻坯件。
本次机械手的设计，分为七部分进行介绍：
⑴手腕和加紧油缸结构的设计，是根据手部的旋转角度，进行摆动缸的设计。
⑵机械手臂伸缩机构设计，该种机构主要由活塞杆、油缸体、中间架体、左压条、滑枕和右压条等组合而成。
⑶定位油缸的选定和设计，主要用来定位机械手的位置。
⑷中间架座部件的设计，通过齿轮与机械手臂回转油缸稳固联接，而回转油缸的壳体又稳固在机械手臂伸缩机构的中间体上，从而使机械手臂运动连贯并且定位准确。
⑹最后是主要部件的连接设计。
关键词:
夹持式机械手;
液压系统;
工作原理;
伸缩;
定位
Abstract
Thistextmainlyintroducesthemachinehandstructuredesign,maintotheliquidspresssystem,supporttheliquidsofthearmsport’spressanurnandmaketheturn-overurnthatthearmrevolvein180°
scopescarryonadesign.Itsmainparameteris:
Thebiggestworkradiusisa120mm,biggestgrabattheweightas5㎏.Mainlyusedfortheworkpiecehandling,loadingandunloading，canbeappliedtomostoftheplantoperations,cuttingdevice.
Themanipulatordesign,dividedintosixpartsdescription：
⑴wriststructuredesignisbasedongraspingpartoftherotationangle,swing-cylinderdesign.⑵armstructureofthedesign,telescopicarmtothemainstructure,internalhydrauliccylindersleevedrivensetsoftelescopicarmtoachievetheoperation.⑷armcylinderdesign,whichisbasedontheentirearmandtheweightofthehand,armrotationalangleofthedesigntoachievetherequiredoperatingrange.⑸armstructuredesign,thearmisthesupportarmcomponentmustbecarefullyconsideredthearmofmaterials,sothattheywillreachthestrength.⑹finallinkisamajorcomponentofthedesign,armandboom,boomandhydrauliccylinderblocks,aswellasthesizethearmareconnectedbyhinged.
Keywords：
toclipmachineryhand,Presssulfidehydraulic,workaxiom,flexibility,fixedposition
目录
第一章引言1
1.1机械手的分类1
1.2机械手的组成4
1.3应用机械手的意义6
第二章总体技术方案及系统组成8
2.1原始数据8
2.2工作要求8
2.3系统组成9
2.4总体技术方案9
2.4.1动作分析10
2.4.2手部10
第三章回转装置的总体组成及结构设计12
3.1回转装置的组成12
3.1.1执行件12
3.1.2传递件12
3.1.3驱动件12
第四章机械传动方案的设计与计算14
4.1小车的主要组成部分14
4.2同步带传动方式优缺点14
4.3驱动动力源15
4.4机械传动方案的设计计算15
4.4.1设计数据确定16
4.4.2同步带结构的设计计算17
致谢22
参考文献23
第1章引言
机械工业是我国国民的基础，为国民经济各个产业提供装备且为人民生活提供实用消费产品的产业。
无论是传统经济产业，以及新兴行业，都是和各种工业机械设备是分不开的。
工业机械设备的性能，质量和成本，为提供中国国民经济各部门和国家的整体经济效率的所有技术进步有着直接的影响。
机械行业的技术水平和规模是衡量整个国家的经济实力和重要标准的科学技术水平。
因此，在世界各地发展机械行业在经济实力发展的一个重要战略。
工业机器人是近几十年来迅速发展高科技自动化生产设备。
而工业机械手是作为工业机器人的重要分支之一。
其特性可以被编程来完成各种预期的任务分配，对整体结构性能人和机器的相关优势，尤其反映了人们的智力和适应性。
在各种不适环境下的情况下的机械手操作精度和运算能力，在国民经济的各个领域的工作有一个良好的发展态势。
机械手是机械自动化生产发展的过程中发展起来的一种创新机制。
如今，现代化的自动化生产线作业的该设备广泛应用于工业机器人的过程。
和机器人生产这种新技术的发展已经在技术上完善，并快速发展。
它被促进的工业机械手的发展过程中，操纵器可以更好地实现机械化和自动化的整体组合。
而机械手灵活，方便，但它有重复的工作和工作，不知道疲劳，这是人手所不具备的，抓住重量的能力也大于人的能力。
因此，机械手正在很多部门，并应用到越来越多的广泛领域和项目。
涉及机械，机电液压技术，计算机技术，传感器技术和科技等领域的自动化控制技术的机械手技术，是一种跨学科的综合技术。
机械手作为多功能机器是可以自动化定位、控制并且可重新编程序以的，并且拥有多个自由度，可以在各式各样的工作环境下正确的完成任务。
1.1机械手的分类
机械手一般可分为三类：
第一种类为通用型机械手，无需人工操作。
它不附属于某种主机的装置。
可以自行根据不同任务的需求进行程序的编制，以便可以完成各项操作。
它特点是不但具备了普通机械的性能，还具备记忆智能与通用机械。
第二类为操作机，需要人工操作。
这类机械手起源于军事和原子工业。
最先是需要操作机来完成特定的作业动作，后来发展到可以利用无线电讯号操作机来完成包括探测月球在内的一些高级的作业动作。
而机械工业中所采用的锻造操作机就是属于这一类机械手。
第三类为主机专用机械手，主要依附于自动机床和自动线上，用来解决机床上下料和工件送给动作。
这种机械手国外称之为“MechanicalHand”，是专门为主机服务机械。
由主机提供驱动；
除极少数外，工作程序一般是固定的。
目前，在国外第一类通用机械手应用的较多，国外称之为机器人。
本课题所研究机械手则是属于第三种类机械手。
1简史
机械手开始于美国开发研制的。
美国联合控制公司于1958年研发出了第一台机械手。
它的结构是：
机体上安装了一个可回转长臂，顶部装有电磁块制作的工件抓取机构，控制系统为演示教形的。
美国联合控制的公司在于1962年，根据上述方案，开发机器人的数控示范教学类型。
命名为Unimate（即万能自动）。
这组运动系统是仿照坦克炮塔，臂可以俯仰，旋转和缩放。
由液压驱动。
控制系统是使用鼓作为存储设备。
现代也有很多的操盘一般球面坐标被包的基础上发展起来的。
同年，公司和Leopluijmen公司合并成立了通用自动公司，是专业生产工业机器人。
美国机械制造公司在1962年也研制出了一种叫Vewrsatran的机械手。
该机械手的中央立柱可以回转。
它的升降采用了液压驱动控制系统。
虽然两种机械手都出现在六十年代初期，但两者都是国外工业机械手发展的基础。
为Unimate公司和斯坦福大学在美国于1978年，麻省理工学院联合开发了为Unimate-Vicarm工业机器人。
操纵器安装到控制小型电脑。
要在装配工作中使用。
其定位误差小于+/-1毫米。
虽然从早期的20世纪70年代的德国机械制造行业开始应用的机械手。
主要目的是进行焊接，起重，运输设备和材料等工作难度动作上下。
目前，工业机械手中的大部分属于第一代，控制主要依靠人工来进行，目前的努力改进的方向主要是在于提高精度和降低成本两个方面。
现在第二代机械手正在紧锣密鼓地研制中。
设有微型电子计算控制系统。
具有可视、可触的能力。
甚至还可能具备听和想等智能能力。
需要研发安装上各种传感器，并且把感受到的信息反馈到信息终端，使机械手成为有感觉的智能机能。
而第三代机器人都能独立完成作业任务。
它的电子计算机和电视设备能保持稳定的连接，它也是一个机械手发展成柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC的重要一步。
2应用简况
在现代工业生产，机械化和自动化的生产过程中已经成为一个突出重点。
而在化工等行业的连续生产自动化过程已经基本解决。
但在生产组装加工是不足够的机械和在工业生产过程中的问题。
因此，处理卸载过程自动化机械等问题十分迫切。
工业机器人是解决夫人和发展的过程自动化的问题。
根据现有的研究资料统计：
美国的技术偏重在于毛坯的生产环节，而日本则偏重于机械加工环节。
随着机械手技术的不断发展进步，该应用的对象会不断进行改变。
机械手的作用在于锻造作业中能进一步成为为锻造设备的生产力。
进而改善人工操作面临的热、累、险等劳动条件与镜况。
在国内机械手工业和铁路产业的研究中首先要在单机、专机上采用机械手上下料，用于减轻工人的劳动强度和危险度。
而在国外铁路工业中应用机械手却是用于在铁路车轴、轮等大、中批量零件的加工和生产。
并能与机床共同工作组成一个综合性的数控加工机械工作系统。
3国外使用机械组件在操纵器的研究成为了焦点，有相机和微型计算机一起研究，为了准确地确定轴承零件实现镶嵌加载的目标。
4发展趋势
工
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