本科畢業(yè)論文---輕型搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)正文.doc

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1、輕型搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)49摘要在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過程的自動(dòng)化已基本得到解決。但在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法；程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。機(jī)器人的出現(xiàn)并得到應(yīng)用，為這些作業(yè)的機(jī)械化奠定了良好的基礎(chǔ)。隨著工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的需要，機(jī)械手在工業(yè)應(yīng)用中越來越重要。文章主要敘述了輕型搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算過程。首先，本文介紹機(jī)械手的作用，機(jī)械手的組成和分類，說明了自由

2、度和機(jī)械手整體座標(biāo)的形式。對(duì)其分別進(jìn)行齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)，在此過程中我們確定了運(yùn)動(dòng)所需的力和扭矩。在確定動(dòng)力的的情況下通過計(jì)算分析，選擇滿足使用功率的步進(jìn)電機(jī)。同時(shí)，本文給出了這臺(tái)機(jī)械手的主要性能規(guī)格參量。文章中介紹了搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)理論與方法。全面詳盡的討論了搬運(yùn)機(jī)械手的手部、腕部、手臂以及機(jī)身等主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：自由度；齒輪傳動(dòng)裝置；步進(jìn)電機(jī)；發(fā)展趨勢49目錄第一章緒論11.1課題研究的背景11.2工業(yè)機(jī)械手的簡史31.3工業(yè)機(jī)械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用41.3.1建造旋轉(zhuǎn)零件（轉(zhuǎn)軸、盤類、環(huán)類）自動(dòng)線61.3.2在實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化方面61.3.3鑄、鍛、焊熱處理等熱加工方

3、面71.4機(jī)械手的組成81.4.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)81.4.2驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)81.4.3控制系統(tǒng)分類81.5工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展趨勢91.6本文主要研究內(nèi)容101.7本章小結(jié)10第二章機(jī)械手的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)112.1機(jī)械手基本形式的選擇112.2機(jī)械手的主要部件及運(yùn)動(dòng)122.3驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇122.4本章小結(jié)12第三章機(jī)械部分零件的計(jì)算及建模133.1Pro/Engineer軟件建模133.2手部零件的設(shè)計(jì)143.2.1手部零件設(shè)計(jì)的基本要求143.2.2機(jī)械手手部的設(shè)計(jì)計(jì)算153.3腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算163.3.1腕部設(shè)計(jì)的基本要求163.3.2腕部的結(jié)構(gòu)以及選擇173.3.2.1典型的腕部結(jié)構(gòu)183.3.

4、2.2腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇183.3.3腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算193.3.4腕部的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算203.3.5腕部驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算20493.3.6腕部轉(zhuǎn)軸的選擇213.3.7本章小結(jié)223.4小臂部分的設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算233.4.1小臂部分設(shè)計(jì)的基本要求233.4.2手臂的典型機(jī)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇233.4.2.1手臂的典型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)233.4.2.2手臂運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇233.4.3小臂部分各零件的計(jì)算243.4.3.1小臂支板的確定263.4.3.2小臂部分轉(zhuǎn)軸的選取273.4.3.3小臂部分軸承和卡簧的三維圖及工程圖的選取283.4.3.4小臂部分步進(jìn)電機(jī)的選取283.4.3.5小臂部分齒輪的選

5、取293.4.3.6小臂部分的三維軟件總圖313.5大臂部分的設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算323.5.1大臂支板的確定323.5.2大臂部分轉(zhuǎn)軸的選取343.5.3大臂部分軸承和卡簧的三維圖及工程圖的選取343.5.4大臂部分步進(jìn)電機(jī)的選取353.5.5大臂部分齒輪的選取363.5.6底座的三維設(shè)計(jì)及工程圖363.5.7大臂固定部分螺釘?shù)倪x取383.5.8大臂部分的三維軟件總圖393.5.9本章小結(jié)40總結(jié)41致謝42參考文獻(xiàn)4349第一章緒論1.1課題研究的背景用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為機(jī)械手。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工

6、業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為工業(yè)機(jī)械手。工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學(xué)科——機(jī)械手工程。機(jī)械手涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。他的特點(diǎn)是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。機(jī)械手的

7、發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)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(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)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(yīng)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(yīng)用的更為廣泛。在我國近幾年也有較快的發(fā)展，并