110KV双回路架空线钢管杆
通用设计说明书
一、设计依据及范围
1．设计依据
1.2 规程、规范：
《110～750kV架空送电线路设计技术规定》（报批稿）
《110~500kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T 5092-1999)
《架空送电线路钢管杆设计技术规定》(DL/T5130-2001)
《送电线路基础设计技术规定》(DL/T5219-2005)
2．设计内容
110KV架空送电线路双回路钢管杆以及与杆型对应的基础、绝缘子串、金具的通用设计及概算编制。本次通用设计共完成13种杆型的设计，其中悬垂型3种、耐张型10种，详见下表：
二、气象条件
根据《110～750kV架空送电线路设计技术规定》（报批稿），选取钢管杆线路在各运行状况下的气象参数。
对于最大覆冰的取值，由于钢管杆线路一般都处于平地，故按轻冰区取值。其它气象参数采用浙江省输电线路设计第Ⅰ气象区参数。最大风速取V＝33m/s，导线覆冰值C=5mm，地线覆冰取值C=10mm。各设计气象条件组合详见下表：
注：上表中基本风速高度均取离地10m、括号内为地线覆冰值
三、导地线
1．导地线选型
根据最近几年来我省110KV线路最常用的导线型号，选择钢管杆通用设计导线型号为LGJ-300/40钢芯铝绞线。根据《110～750kV架空送电线路设计技术规定》（报批稿）中导地线配合标准且结合“两型三新全寿命”理念，避雷线选用JLB20A-80铝包钢绞线。2. 导地线主要技术参数及使用最大使用应力
3. 设计档距
根据钢管杆线路特征，设定导地线使用档距：水平档距Lp＝150米，垂直档距Lv＝160米，最大档距Lmax＝190米。
四、绝缘配合设计
1.根据浙江省电力公司文件（浙电生【2008】363号）：关于印发《浙江电网污区分布图（2007）执行规定》的通知，通用设计钢管杆线路按《浙江电网污区分布图（2007版）》中的Ⅲ级污秽区设计，导线绝缘水平须满足泄漏比距大于
2.8cm/kV的要求。
2.悬垂串采用合成绝缘子，机械破坏荷重不小于70kN，干弧距离不小于1.1米，上下两侧安装均压环，采用双联悬垂串。
3.耐张串采用70kN标准绝缘子，单片泄漏距离320mm，结构高度146mm，盘径255mm，每联采用10片，实际泄漏比距达到2.909cm/kV，采用双联耐张串。
4.耐张型钢管杆采用悬挂点固定式防风偏合成绝缘子，根据省电力公司生产部《架空输电线路跳线防风偏反措会议纪要》有关规定配置。
五、钢管杆头部尺寸设计
1．根据《110～750kV架空送电线路设计技术规定》（报批稿），本次通用设计钢管杆头部尺寸设计满足以下条件：
1.1 导线最小水平距离要求：按导线使用条件，计算得双回路线路导线最小水平间距D＝3.5米。
1.2 导线间隙圆：考虑杆身安装爬梯、横担安装拉杆等因素，同时考虑在带电作业时，工作人员活动范围为0.5米。按要求绘制导线间隙圆，确定横担的必需长度。110KV线路带电部分与杆塔构件的最小间隙具体如下表：
1.3 导地线水平偏移要求：上下层相邻导线间、地线与相邻导线间的水平偏移，按不小于
0.5米设计。
1.4 导线最小垂直线间距离满足大于3.5米的要求。
1.5 转角杆外角侧考虑线路转角引起的导线（引流线）偏移。
2. 本次通用设计钢管杆头部尺寸，详见《钢管杆单线图》。
六、防雷接地、导地线防振设计
1. 保护角
根据《110～750kV架空送电线路设计技术规定》（报批稿），110KV双回路线路杆塔上地线对边导线的保护角不大于10°。通用设计悬垂型、耐张型钢管杆，避雷线对边导线的保护角均在9.5°左右。
2. 档距中间导地线之间垂直距离
本次通用设计在导地线横担垂直距离、导地线应力配合设计时，考虑在线路档距中央，导线与地线间的垂直距离，满足下式校验(计算条件为：气温+15℃，无风、无冰)。
S≥0.012L+1
式中S——导线与地线间的距离，m；
L——档距，m。
3. 防雷设计同时关系到钢管杆头部尺寸设计。
4．接地
本次通用设计的钢管杆，可以根据其基础形式确定接地方式。采用钢管桩基础的钢管杆，可以利用桩体接地；采用混凝土基础的钢管杆，在混凝土承台四周敷设接地装置。5. 钢管杆线路导地线防振
本次通用设计导线年平运行应力在拉断应力的16％以下，避雷线年平运行应力在拉断应力的12%以下，符合不需要防振措施的要求。因此，钢管杆线路不需要设置防振锤或护线条。
七、钢管杆主材选择及主杆强度、挠度设计值
1.主材选择：
本次通用设计钢管杆主材选用按美国标准《结构用轧制钢板、型钢、钢板桩及钢棒的一般要求》（ASTM A6）制造的Gr.65高强度板。与Q345、Q420等传统杆塔材料相比较，Gr.65钢板具有强度高、级差小、镀锌效果好的特点。
Gr.65钢板的级差为1mm，利于设计优化，节省钢材；Gr.65钢板的热浸镀锌不仅厚度均匀、色差小，而且镀锌附着强，这是Gr.65钢板区别与其他钢板的最大特点。
Gr.65钢板的部分技术参数见下表：
②在ASTM A6标准规定范围内，可以满足任何附加条件
2. 主杆强度设计值
根据钢管杆荷载特性及Gr.65高强度板的使用性能，确定主杆钢板强度设计值为420Mpa。但由于当钢管杆荷载、杆高较大时，杆身结构不受强度控制，而是受挠度控制，因此，通常主杆计算最大应力在380～390Mpa左右。
3. 主杆挠度设计值
根据《架空送电线路钢管杆设计技术规定》(DL/T5130-2001)并结合《110～750kV架空送电线路设计技术规定》（报批稿），计算风速为5m/s、气温为15℃时运行工况下的钢管杆长期荷载，并计算长期荷载下的杆身挠度。悬垂型钢管杆的长期荷载杆顶挠度控制在杆身全高的5‰；耐张型钢管杆控制在15‰。
八、钢管杆构件特征及防腐设计
1. 主杆
1.1 所有杆型主杆均采用正16边形断面，根据结构强度、挠度要求设计适当的锥度。本次通用设计各种杆型的梢径及锥度如下表：
1.2 悬垂型钢管杆杆段之间采用套接的形式，耐张型钢管杆杆段之间采用法兰连接形式。
1.3 考虑杆段受加工、运输、镀锌等条件限制，杆段最大设计长度控制在1
2.0米以内。
2. 横担
2.1 所有杆型的横担采用矩形断面，呈锥形。
2.2 在杆身上设置横担支座，用螺栓将横担固定在支座中。
2.3 横担上平面与杆身轴线垂直，设置斜拉杆以保证横担的水平度。
3. 防腐设计
钢管杆主杆及所有构件均采用热浸镀锌防腐措施。
九、基础设计
1. 地质条件
本次通用设计钢管杆基础设计时，以沿海地区常见的地质状况为设计地质条件，及地基为淤泥质粘土，流塑～软塑状，土的内摩阻角设计值为10°，桩周土侧阻力加权平均值为8Kpa。土的天然容重15kn/m3，地下水位高标0.0m。
2. 基础形式
基础采用钢管桩、钻孔灌注桩两种形式。基础形式的选择，主要考虑了基础的运输、施工条件。
2.1 钢管桩基础
2.1.1 基础选择首选钢管桩基础，钢管桩基础具有占地小的优点，符合钢管杆线路的架线走廊要求。
2.1.2 钢管桩可加工成环形截面或正24边形截面，钢管杆与钢管桩采用插入式锚固方法，钢管桩内径较钢管杆根径大150mm左右，根据上部荷载和地质条件设计桩长。
2.1.3 钢管桩一般采用成孔植桩法或锤击夯入法两种施工方法。由于输电线路基础施工往往存在场地条件差、搬场频繁的特点，因此，需要大型机械设备进场的锤击夯入施工不适宜这一特点，而成孔植桩法是钢管桩施工最常用的方法。
2.1.4 成孔植桩法采用钻孔灌注桩施工机械，按设计桩径在地基中成孔后将钢管桩放入孔内，桩内回填塘渣、桩外灌注水泥浆以增加桩与地基间的摩阻力。然后按杆身插入深度在桩内设置200mm厚的块石灌浆垫层，杆根在垫层上就位后，先用三角楔四点固定，再用C25细石砼固定。为增加桩的稳定性，在桩端设置C20混凝土包方。
2.1.5 钢管桩及其附件采用Q235钢板，沿桩长1～2道纵向焊缝，采用热浸镀锌防腐。2.2 钻孔灌注桩基础
2.2.1 当用作基础的钢管桩直径和桩长随着钢管杆根径和荷载增加到一定量时，其加工运输以及施工都十分困难甚至无法实现，因此采用钻孔灌注桩加承台的基础形式。
2.2.2 桩基根据上部荷载大小设计成2桩和4桩两种，由于转角杆荷载方向往往与线路方向垂直，承台长边放置在线路垂直方向，因此，线路路径及杆位选择时应综合考虑基础尺寸。
2.2.3 采用钻孔灌注桩基础的钢管杆根部设计成法兰，采用地脚螺栓锚固在基础主柱上。地基螺栓在主柱中埋置时，采用与法兰盘尺寸一致的定位板定位，以便钢管杆安装。
2.2.4 基桩直径按1.0m设计，由于没有针对性的地质报告，桩长设计时按摩擦桩设计。
十、单基钢管杆本体造价
1.根据本次通用设计的杆型编制工程概算，因为无具体的工程，只做包括钢管杆、导地线、基础、绝缘子串、金具组成的本体部分的造价分析。
2. 钢管杆及钢管桩材料价格均按12000元/吨直接进入本体；导线价格按16800元/吨进入本体，按21000元/吨补差；地线按17508元/吨直接进入本体；地方性材料按宁波市2008年第七期信息价直接进入本体；运距只计列0.2公里人力运输；地形按100%平地计算；地质按100%普通土计算。
3.单基钢管杆工程本体总费用如下表：
4.钢管杆线路架线工程19.5万元/公里。
上下料机械手课程设计说明书
专业课程设计 任务书 一、目的与要求 《专业课程设计》是机械设计及自动化专业方向学生的重要实践性教育环节，也是该专业学生毕业设计前的最后一次课程设计。拟通过《专业课程设计》这一教学环节来着重提高学生的机构分析与综合的能力、机械结构功能设计能力、机械系统设计的能力和综合运用现代设计方法的能力，培养学生的创新与实践能力。在《专业课程设计》中，应始终注重学生能力的培养与提高。《专业课程设计》的题目为工业机械手设计，要求学生在教师的指导下，独立完成整个设计过程。学生通过《专业课程设计》，应该在下述几个方面得到锻炼： 1．综合运用已学过的“机械设计学”、“液压传动”、“机械系统设计”、“计算机辅助设计”等课程和其他已学过的有关先修课程的理论和实际知识，解决某一个具体设计问题，是所学知识得到进一步巩固、深化和发展。 2．通过比较完整地设计某一机电产品，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，掌握机电产品设计的一般方法和步骤。 3．培养机械设计工作者必备的基本技能，及熟练
地应用有关参考资料，如设计图表、手册、图册、标 准和规范等。 4． 进一步培养学生的自学能力、创新能力和综合 素质。 二．主要内容 表1精锻机上料机械手主要技术参数 手臂运动形式 （ 圆柱坐标式 抓取重量 60kgf 自由度 4个 手 手臂运动行程和速度 水平伸缩 500mm 设定点2 升降 600mm 设定点2 左右旋转 200度 设定点3 手腕回转和速度180度 设定点2 手指夹持范围 四种规格 90-120 定位方式和定位精度 机械挡块 +-1mm 控制方式 点位程控，开关板预选 驱动方式 液压 kgf/cm2
冲压搬运机械手的设计 设计说明书
摘要 本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手硬件和软件的组成，即PLC控制的气动机械手的系统工作原理，机械手各个部件的整体尺寸设计，气动技术的特点，PLC控制的特点。本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。设计了机械手的手臂结构。设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，大大提高了绘图效率和图纸质量。利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图，并绘制了可编程序控制器的控制程序。 关键词：工业机器人机械手气动可编程序控制器（PLC）
Structural Design of Multi-purpose Pneumatic Robot Abstract At first, the paper introduces the conception of the industrial robot and the Eller. Dairy information of the development briefly. What’s more, the paper accounts for the background and the primary mission of the topic.The paper introduces the function, composing and classification of the manipulator, tells out the free-degree and the form of coordinate. At the same time, the paper gives out the primary specification parameter of this manipulator,The paper designs the structure of the hand and the equipment of the drive of the manipulator. This paper designs the structure of the wrist, computes the needed moment of the drive when the wrist wheels and the moment of the drive of the pump.The paper designs the structure of the arm.The paper designs the system of air pressure drive and draws the work principle chart, the manipulator uses PLC to control. The paper institutes two control schemes of PLC according to the work flow of the manipulator. The paper draws out the work time sequence chart and the trapezium chart. What’s more, the paper workout the control program of the PLC. KEY WORDS:industrial robot manipulator pump air pressure drive PLC
题目: 通用机械臂机构设计
目录 1.绪论 (1) 1.1 选题背景 (1) 1.2 国内外研究现状和趋势 (1) 1.3机械臂的组成 (2) 1.4 设计目的 (3) 1.5研究内容 (4) 2.机械臂的总体设计方案 (4) 2.1 机械臂总体结构的类型 (4) 2.2机械臂主要部件及其运动 (5) 2.3驱动机构选择 (6) 2.4机械臂技术参数 (6) 3.机械臂手部计算 (7) 3.1手部设计基本要求 (7) 3.2典型手部结构 (7) 3.3机械臂手爪的设计计算 (7) 4.腕部的设计计算 (12) 4.1腕部设计基本要求 (12) 4.2腕部结构 (13) 4.3腕部的设计计算 (13) 5.臂部设计以及有关计算 (17) 5.1臂部设计的基本要求 (18) 5.2手臂的典型机构及其选择 (19) 6机座设计 (24) 结论 (24) 参考文献 (25)
1.绪论 1.1 选题背景 机械臂是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械臂的发展，使得机械臂能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械臂能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械臂越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械臂已发展成为柔性制造系统FMS 和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械臂共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械臂的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械臂的研究设计是非常有意义的。 1.2 国内外研究现状和趋势 目前，在国内外各种机器人和机械臂的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下： A．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机。 B．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。
钢管杆程序使用说明 一、注意事项： ⑴、间隙圆（电气提供） ⑵、横担上表面离间隙圆大约 500mm 。 （根据杆长总长取整调整） ⑶、主杆坡度≥ 2% ，如果小于 2% 要考虑风微效应，很麻烦。 ⑷、横担横截面要取箱形截面，要先考虑挂点想挂哪里。一般是放在下平面，距离横担下平面 50mm 处， 所以电气提的呼高要加 200+50mm ， 就是我们做的钢管 杆所输入的呼高。 （这是相对于直线杆的，转角杆的挂点是挂在横担上平面，跟 系统是一样的，所以呼高是多少就是多少） 。现在做也没分那么细，直线和转角 呼高是多少就是多少，直接取。 ⑸、 地线横担根据电气提供的取。 横担宽 200mm ， 高鞘部 200mm ， 根部 300mm 。 主杆头部高出 150mm
350~400mm 。 ⑹、 如果主杆裕度很大 （应力比只有 60~70% ） ， 所有构件控制应力比在 85~90% ， 就把主杆整个偏移进去。 ⑺、构件长度要镀锌，不要超过 12 米。上面分长点，下面分短点。以 8m 为中 间值。因为上面应力变化比较小，如上面 9m ， 10m 之类；下面应力变化比较大， 如下面 6m ， 7m 之类。 ⑻、 对层间距要求严格就用法兰连接，法兰连接挠度比较小。对层间距要求不严 格就用插接，插接挠度比较大。根据计算挠度确定用哪种。 （根据厂家提供的建 议，工程经验，转角塔用插接不好，插接处变形不均匀，应力变化比较大，还是用法兰连接比较好。 ）本次所做主杆为向上插接，横担连接为加劲连接板连接。 如果法兰连接只算法兰的净重而不算整个法兰圆板的重量的话， 法兰连接比插接 轻。 ⑼、插接长度是根据插接处直径的 1.5
毕业设计（说明书） 题目电机壳体搬运机械手 专业机械设计制造及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 论文字数 完成日期2010年5月
机械设计制造及其自动化 摘要：随着科学技术的发展和自动化生产线在企业产品生产中的广泛应用，机械手作为自动化生产线的重要组成部分也得到了长足的发展和进步。尤其是随着机械结构的优化，气动、液压技术的成熟，控制元件的发展和控制方式的不断改进和创新，机械手的动作精确性、控制灵活性和工作可靠性得到了明显的改善。机械手的出现在减轻工人劳动强度和难度、提高工作效率和质量、降低生产成本上做出了突出贡献，机械手的发展在企业的发展和创收上起到了举足轻重的作用。本课题是一个机、电结合较为紧密的实用性项目，文中对PLC的应用、机械结构的设计、控制方法的选择等方面进行了必要的探讨。最后，总结了全文，指出了机械手的改进措施、应用前景和发展方向。 关键字：机械手，液压驱动，PLC（可编程控制器）
Abstract:With the development of the science and technology and the application of the automobile product line in the production, the manipulator, who serves as the important part of the automobile product line, has also experienced dramatic progress and development. Especially with the improvement of the structure of the machine, the maturity of pneumatics and hydraulics, and the constant improvement of the control element such as the singlechip, PLC, the motion controller, and soon, and the ceaselessly ameliorative and innovative control mode, the precision, delicacy and reliability of the manipulator has been improved expressly, which contributed to alleviating the worker’s labor intensity and difficulty, boosting the working efficiency and quality, reducing cost, as to play an extremely important part in the development and income of the corporations. The subject is a practical item where the mechanics and electrics are integrated very closely. The writer has made a necessary discussion in the application of PLC, the optimize of mechanical structure and the study of control mode and researches into the mechatronics. the writer summarizes the whole thesis and points out the amelioration, perspective and developing direction of the manipulator. Key Words: manipulator, the hydraulic pressure drive, PLC(Programmable Logic Controller)
杆塔设计明 1.设计依据 1.1 广东电网公司关于10kV配网工程标准设计的指导原则和修编意见。 1.2 国家、电力行业有关10kV配网设计的标准、规程及规范： GB50061-97 《66kV及以下架空电力线路设计规范》 GB/T 4623-2006 《环型混凝土电杆》 DL/T5154-2002 《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》 DL/T5130-2001 《架空送电线路钢管杆设计技术规定》 DL/T499-2001 《农村低压电力技术规程》 DL/T5220-2005 《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》 DL/T5219-2005 《架空送电线路基础设计技术规定》 2.主要内容 2.1杆塔图 2.2机电图 2.3部件图 2.4铁塔基础图 2.5铁塔加工图 3.气象条件 3.1广东省珠江三角洲及沿海地区气象条件 3.1.1广东省珠江三角洲及沿海地区气象条件见表一： 珠江三角洲及沿海地区气象条件组合表(表一) 3.1.2珠江三角洲及沿海地区气象条件的确定应注意以下情况：如果沿海及跨海峡地区风速超过35m/s，使用时要根据实际情况进行验算。 3.2广东省山区气象条件 3.2.1广东省山区分为Ⅰ、Ⅱ类气象区，气象条件见表二： 山区气象条件组合表(表二) 3.2.2山区气象条件的确定还应注意以下情况： 山区覆冰超过10mm、风速超过25m/s的特殊情况，使用时要根据实际情况进行验算。对于当地不同的气象条件，可分别以最大风速和覆冰厚度相对应，选出大致相当的气象条件。对于相差较大的气象条件，可参照以下定值： a)电杆强度计算大致以aCdL p V2为定值进行参照计算。
成都航空职业技术学院 汽车工程系 设计说明书 设计题目: 汽车模拟装配线两关节机械手臂 组员姓名：赵治帅张良李杉李廷堃郑宁波 专业班级：机电一体化 10939 指导教师：申爱民 20011 年10 月30日
摘要 本文对模拟汽车装配线的工作原理和运动控制做了阐述，对如何防止故障时撞车和故障报警做出了系统说明，并深入研究了导轨的滑撬式传动和脱钩式等其他传动的优缺点；认真研究了步进电机伺服电机的原理，然后给出了具体的实现方法。现代汽车总装工艺自动化程度越来越高。汽车制造总装机械化生产包括整车装配线、车身输送线、储备线、升降机等。主要分为一次内饰装配线（车身打号、天窗、线束、ABS、顶棚、地毯、气囊帘、车门支撑板、车门玻璃、密封条、仪表盘、水箱等）、底盘线（油管、油箱、隔热板、动力总成、后悬、排气管、挡泥板、轮胎等）、二次内饰线（风窗玻璃、座椅、仪表板后端、电瓶、空滤器、备胎、后备箱备附件、雨刷、介质加注、车门调整、线路管路插接等）、整车完整性检查、整车测试线、路试跑到、调整雨淋线等。 但由于受资源和能力限制，我们的模拟生产线只取其中的一次内饰、底盘、二次内饰，加上上线和下线工位，一共是五个工位且都采用一个工位表示。主要目的是将说学过的机电一体化只是都用到，并实现部分功能。达到训练、学以致用，能力提高的目的。 关键词:汽车装配工艺结构原理
目录 摘要................................................................................................................................. 目录 ............................................................................................................................. 序言................................................................................................................................... 1总体结构方案说明： ....................................................................................................... 1.1 ........................................................................................................................... 1.1.1..................................................................................................................... 1.1. 2..................................................................................................................... 1.2 .............................................................................................................................. 1.3 ........................................................................................................................... 1.3.1..................................................................................................................... 1.3. 2..................................................................................................................... 1.3.3..................................................................................................................... 1.3.4..................................................................................................................... 2．系统主要功能及技术指标、原理图................................................................................
机械与装备工程学院 课程设计说明书 （2016/2017学年第 1学期） 课程名称：机械设计课程设计 题目：搬运机械手的设计 专业班级：机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学号： 130200216 指导教师： 设计周数： 2周 设计成绩： 2016年 12月 31日
第一章绪论 0 1.1 机械手的应用现状 0 1.2 机械手研究的目的、意义 0 1.3 设计时要解决的几个问题 0 第二章机械手总体方案的设计 (2) 2.1 机械手的系统工作原理及组成 (2) 2.2 机械手的基本结构及工作流程 (2) 第三章机械手的方案设计及其主要参数 (4) 3.1 坐标形式和自由度选择 (4) 3.2 执行机构 (4) 3.3 驱动系统 (5) 3.4 控制系统 (6) 第四章结构设计及优化 (7) 4.1手部夹紧气缸的设计 (7) 4.1.1手部夹紧气缸的设计 (7) 4.1.2 确定气缸直径 (8) 4.1.3 气缸作用力的计算及校核 (8) 4.1.4 缸筒壁厚的设计 (8) 4.1.5 气缸的基本组成部分及工作原理 (9) 4.2手臂结构优化设计 (9) 4.2.1问题描述 (9) 4.2.2设计分析 (9) （1）抗拉强度条件 (10) （2）抗剪强度条件 (10) （3）刚度条件 (11) （4）结构尺寸限制 (11) 4.2.3建立数学模型 (11) 4.2.4优化计算 (12) 4.2.5优化结果分析 (14) 第五章 Adams运动仿真 (15) 总结与展望 (18)
机械手是近几十年发展起来一种高科技自动化生产设备，它对稳定、提高产品质量、提高生产效率、改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用，随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。 本设计中的搬运机械手的动作由气动缸驱动，气动缸由相应的电磁阀来控制，电磁阀由PLC控制。驱动执行元件完成，能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。 本文中对机械手臂运用MATLAB算法进行优化设计，它使得优化过程变得非常简单、容易理解和掌握，从而避免编写各种复杂的运算程序，提高了设计效率。 用 ADAMS 软件建立虚拟样机进行仿真并优化参数，得出了机械手的运动过程的演示动画，发现设计结构能有机地结合在一起，工作平稳，并在指定的速度和负载等参数下得出了所需要的驱动力和结构参数等。虚拟样机代替物理样机对工程机械进行创新设计、测试和评估，可以降低设计成本，缩短开发周期，而且设计质量和效率都可以得到提高。 关键词:机械手，气动，优化设计，仿真
第一章引言 1.1 液压机械手概述 液压传动机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:介质源极为方便，输出力小，液压动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。 液压技术有以下优点: （1）体积小、重量轻，因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击； （2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速； （3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换； （4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制； （5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；（6）操纵控制简便，自动化程度高； （7）容易实现过载保护。 1.2 液压机械手的设计要求 1.2.2 课题的设计要求 本课题将要完成的主要任务如下: (1)机械手为通用机械手，因此相对于专用机械手来说，它的适用面相对较广。 (2)选取机械手的座标型式和自由度。 (3)设计出机械手的各执行机构，包括:手部、手腕、手臂等部件的设计。为了使通用性更强，手部设计成可更换结构，不仅可以应用于夹持式手指来抓取棒料工件，在工业需要的时候还可以用气流负压式吸盘来吸取板料工件。 (4)液压传动系统的设计 本课题将设计出机械手的液压传动系统，包括液压元器件的选取，液压回路的设计，并绘出液压原理图。 (5)机械手的控制系统的设计 本机械手拟采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制，本课题将要选取PLC型号，根
35kV-110kV输电线路钢管杆通用设计 技术要求 说明书 (征求意见稿) 二〇一〇年六月
目录 1 总论 (1) 1.1 目的和原则 (1) 1.2 设计依据 (1) 1.2.1 主要规程规范 (1) 1.2.2 国家电网公司的有关规定 (2) 2 主要设计原则 (2) 2.1 设计气象条件 (3) 2.2 导线和地线 (3) 2.3 绝缘配合及防雷保护 (4) 2.4 塔头布置 (8) 2.5 联塔金具 (8) 2.6 杆塔设计一般规定 (9) 2.7 杆塔规划 (9) 2.8 杆塔荷载 (10) 2.9 杆塔使用材料的原则和要求 (10) 附录 1 35～110kV 输电线路钢管杆通用设计主要设计原则及模块划分和编号 附录 2 35～110kV 输电线路钢管杆通用设计修订模块主要技术条件 附录 3 联塔金具标准件图例 附录 4 35～110kV 输电线路钢管杆通用设计模块杆塔规划使用条件 附录 5 输电线路通用设计钢管杆制图和构造规定
1 总论 1.1 目的和原则 目前，输电线路设计相关国家标准、行业规范即将颁布实施。为进一步深化标准化建设，公司组织开展本地区输变电工程通用设计（35～110kV 线路部分）修订和应用工作。 本次修订充分借鉴已有的成果，应用即将颁布执行的新版设计标准，应用“两型三新”、全寿命周期设计、高强钢等新技术、新材料。 为了满足通用设计成果标准化、统一化、规范化的要求，公司颁布制定了《35～110kV 输电线路钢管杆通用设计修订主要设计原则及模块划分和编号》。 1.2 设计依据 1.2.1 主要规程规范 《110kV～750kV 架空输电线路设计规范》（GB50545-2010） 《重覆冰区架空输电线路设计技术规程》（DL/T5440-2009） 《高压架空送电线路和发电厂、变电所环境污秽分级及外绝缘选择标准》（GB16434-1996） 《圆线同心绞架空导线》（GB/T1179-2008） 《铝包钢绞线》（YB/T124-1997） 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997） 《高海拔污秽地区悬式绝缘子片数选用导则》（DL/T562-1995） 《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T5154-2002） 《钢结构设计规范》（GB50017-2003) 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001)
钢管杆程序设计说明 1.确定设计条件 1.1首先检查顾客提供的设计条件是否齐全，包括电压等级、塔型、回路数、呼称高、档距、气象条件、导地线型号及其最大使用应力（或安全系数）。 1.2设计圆管整体塔、圆管分段塔还是多边形塔，塔身分段连接采用法兰还是插接； 1.3如设计基础应确定基础类型（阶梯型、窄基方型、桩基础、钢管基础、杯口插入式基础）地质条件是否齐全（土质、有无地下水、冻土层深度、地耐力等） 1.4根据顾客条件和设计规程手画出杆塔单线图，确定横担长度和横担间距，对于大档距、小应力、顾客的一些特殊要求应特别注意杆塔电气距离必须满足规程要求；对顾客提供的单线图也需认真校核。 1.5如条件不明确，应及时与顾客联系解决。 1.6同一工程多个塔型，应由工程专责人应定出杆塔详细尺寸、杆身材质、地脚螺栓强度等级、横担的相互套用等，防止多人设计等原因造成混乱。 2.程序设计 2.1设计条件输入 2.1.1进入设计界面后，单击整体塔（即圆管整体塔）或连接塔（即圆管法兰分段塔）或多边形塔（即多边插接塔）菜单，再单击用户条件，出现用户条件输入对话框，按1——7顺序逐条输入。 2.1.2键入1调出原始数据。 2.1.3键入2输水平档距、垂直档距、规律档距（代表档距），如顾客未提供规律档距，一般同水平档距。 2.1.4键入3输气象条件，最大风工况的相应气温和安装工况的相应气温、风速可参照《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB 50061-97；年平均气温工况温度不宜取高，防止实际挠度大于计算挠度，风速为5m/s；覆冰工况风速为10m/s温度为-5度，不能改变；如无覆冰工况，覆冰工况风速也必须为10m/s，同时应避免覆冰、最低温、断线工况气温相同，以免程序计算混乱。 2.1.5键入4输铁塔数据，注意终端塔程序不计算挠度，可在荷载计算完成后，将Load1.dat文件年平均气温工况的纵向荷载改到水平荷载位置；程序只能计算非标准横担，弧横担；连接塔若全塔共分n段，则中间法兰盘数目为n-1个，中间法兰盘的高度程序默认1760（锥度1/40，-6板及以上板，-5板为1460，-4板为1230）或1770（锥度小于1/40，-6板及以上板，-5板为1470，-4板为1230）的倍数，所以输入的分段高度应少大一些，法兰盘位置应避开横担座等附件，设计完成可查看图形，不合适再重新调整法兰盘高度；多边形塔铁塔边数可根据顾客要求和杆塔直径合理选取；塔身材质仅控制塔身，横担材质程序设计为Q235，对一些直线塔和受挠度控制的杆塔，查看计算书如塔身应力很小可将材质改为Q235重新设计，杆塔重量可能比Q345轻。 2.1.6键入5输横担数据，由下到上根据图例输每层横担的高度和类型，根据电压等级和塔型选取挂线方式，导线分新型、老型，不能输错，铝绞线宜选新型，地线如为钢绞线横担类型必须选1-3种，地线如为钢芯铝绞线则必须选4及以下类型，可在条件输入完成后打开初始文件把横担类型改为1-3；如
机械手设计说明书 篇一：机械手设计说明书 指导老师： 设计合作成员： 一、设计项目名称 机械手臂手指机构2 二、设计目的 本设计拟搬运宽度尺寸90～110mm、质量为5kg以内的六菱柱形钢质工件，手指机构带水平转盘。手指的动力驱动方式为液压传动。液压传动的机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。 三、设计要求 (1)机械手为专用机械手，适用于夹六菱柱形钢质工件。 (2)选取机械手的座标型式和自由度。 (3)主要设计出机械手的手部机构。 (4)液压传动系统液压缸的选用 四、设计方案 4.1 机械手基本形式的选择 机械手的典型结构一般可分为：回转型（包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种）、移动型（移动型即两手指相对支座作往复运动）和平面平移型。本设计采用二指回转型手抓。 4.2 机械手的主要部件及运动 本机械手的部件有齿轮、齿条、连杆和液压缸等。主要
的运动有直动液压缸驱动齿条的平动、齿轮和齿条的啮合运动、连杆的转动和手抓的平行移动。 4.3 驱动方式的选择 本机械手的驱动方案采用液压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便。 4.4 机械手的技术参数列表 用途：卸码垛机械手臂抓重：5kg 抓取的物体的几何形状：宽度为90～110mm六菱柱形钢质工件机械手自重：小于等于10kg 4.5 机械工作原理 机械手的夹工件的工作原理框图如图1所示。 图1. 机械手夹工件的工作原理框图 该机械手采用了液压驱动方式来实现其工作的要求，工作要求就是机械手能适应六菱柱形钢质工件不同面的夹持，故带有水平转盘手臂的回转运动。 传动机构采用齿条与齿轮啮合。本机械通过液压驱动传递动力推动齿条平动，齿条与齿轮啮合将液压缸传来的水平运动转化为齿轮连杆的回转运动。而齿条与齿轮啮合驱动四连杆转动，四连杆机构使夹板水平移动，完成对工件的夹紧松开。机械手的整体结构图如图2、图3所示。手爪部分特点如下表述： 1. 机械手手部由手爪（即夹板）和传力机构所构成。
河南机电高等专科学校《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称：多功能机械手 专业：机电一体化技术 班级：机电124班 扣号： 姓名：流星 2014 年 10 月 1 日
目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15) 一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一
步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制，利用限位开关来保护电机和控制机械手位置的准停。 这个课题可以充分的体现机电一体化的由程序自动控制机械结构的运动，对自己以前的所学的课程也是一种巩固。另一方面这个机械手可以实现一定的搬运功能具有很强的实用性能。 2、发展现状和趋势
机床上下料机械手设计_说明书(65页) 机床上下料机械手设计说明书第1章绪论1.1 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。 1.2 设计目的本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自
动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。目前，在国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，劳动强度大、生产效率低。为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。本机械手主要与数控车床（数控铣床，加工中心等）组合最终形成生产线，实现加工过程（上料、加工、下料）的自动化、无人化。目前，我国的制造业正在迅速发展，越来越多的资金流向制造业，越来越多的厂商加入到制造业。本设计能够应用到加工工厂车间，满足数控机床以及加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求，从而减轻工人劳动强度，节约加工辅助时间，提高生产效率和生产力。 1.3 国内外研究现状和趋势目前，在国内外各种机器人和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下： A．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机。B．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。 C．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行决策控制；多传感器融合配置技术成为智能化机器人的关键技术。 D．关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计；柔性仿形喷涂机器人开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规
机械与装备工程学院 课程设计说明书（2016/2017学年第 1学期） 课程名称：机械设计课程设计 题目：搬运机械手的设计 专业班级：机械设计制造及其自动化学生： 学号： 130200216 指导教师： 设计周数： 2周 设计成绩： 2016年 12月 31日
第一章绪论 (1) 1.1 机械手的应用现状 (1) 1.2 机械手研究的目的、意义 (1) 1.3 设计时要解决的几个问题 (1) 第二章机械手总体方案的设计 (3) 2.1 机械手的系统工作原理及组成 (3) 2.2 机械手的基本结构及工作流程 (3) 第三章机械手的方案设计及其主要参数 (5) 3.1 坐标形式和自由度选择 (5) 3.2 执行机构 (5) 3.3 驱动系统 (6) 3.4 控制系统 (7) 第四章结构设计及优化 (8) 4.1手部夹紧气缸的设计 (8) 4.1.1手部夹紧气缸的设计 (8) 4.1.2 确定气缸直径 (9) 4.1.3 气缸作用力的计算及校核 (9) 4.1.4 缸筒壁厚的设计 (10) 4.1.5 气缸的基本组成部分及工作原理 (10) 4.2手臂结构优化设计 (10) 4.2.1问题描述 (10) 4.2.2设计分析 (10) 4.2.3建立数学模型 (12) 4.2.4优化计算 (13) 4.2.5优化结果分析 (16) 第五章 Adams运动仿真 (17) 总结与展望 (20)
机械手是近几十年发展起来一种高科技自动化生产设备，它对稳定、提高产品质量、提高生产效率、改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用，随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。 本设计中的搬运机械手的动作由气动缸驱动，气动缸由相应的电磁阀来控制，电磁阀由PLC控制。驱动执行元件完成，能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。 本文中对机械手臂运用MATLAB算法进行优化设计，它使得优化过程变得非常简单、容易理解和掌握，从而避免编写各种复杂的运算程序，提高了设计效率。 用 ADAMS 软件建立虚拟样机进行仿真并优化参数，得出了机械手的运动过程的演示动画，发现设计结构能有机地结合在一起，工作平稳，并在指定的速度和负载等参数下得出了所需要的驱动力和结构参数等。虚拟样机代替物理样机对工程机械进行创新设计、测试和评估，可以降低设计成本，缩短开发周期，而且设计质量和效率都可以得到提高。 关键词:机械手，气动，优化设计，仿真
第一章（ 第二章绪论 课题研究的目的及意义 随着工业自动化程度的提高，工业现场的很多易燃、易爆等高危及重体力劳动场合必将由机器人所代替。这一方面可以减轻工人的劳动强度，另一方面可以大大提高劳动生产率。例如，目前在我国的许多中小型汽车生产以及轻工业生产中，往往冲压成型这一工序还需要人工上下料，既费时费力，又影响效率。为此，我们把上下料机械手作为我们研究的课题。 工业机械手是工业物流自动化中上网重要装置之一，是当今世界新技术革命的一个重要标志。工业机械手是典型的机电一体化产品。 工业机械手的产生和推广是社会生产和发展的需要，也是现代生产和科技发展的新技术产品。工业机械手已经在工业生产、资源开发、社会服务、排险救灾以及军事技术等方面发挥着愈来愈大的应用。 工业机械手的应用和推广已经并将获得极大的效益。例如在机械制造工业、汽车工业等生产中采用电焊、弧焊、喷漆等机械手，可以大大提高劳动生产率，保证产品质量，改善劳动条件。又如在微电子、医药等生产部门，采用机械手操作，可以消除人对产品的污染、确保产品质量。 机械手可以在有毒、噪音、高温、易燃、易爆等危险有害的环境中代替人长期稳定的工作，从根本上解决了操作者的安全保障问题。因而在这方面应用和推广机器人技术是十分迫切和必要的。 近代工业机械手的原型可以从本世纪40代算起。当时适应核技术的发展需要开发了处理放射性材料的主从机械手。50年代初美国提出了“通用重复操作机器人”的方案，59年研制出第一工业机械手原型。由于历史条件和技术水平关系，在60年代机械手发展较慢。进入70年代后，焊接、喷漆机械手相继在工业中应用和推广。随着计算机技术、控制技术、人工智能的发展、机械手技术得到迅速发展，出现了更为先进的可配视觉、触觉的机器人所应用的机械手。如美国Unimation公司PUMA系列工业机器人相关的机械手，即使由直流伺服驱动、关节式结构、多cpu微机控制、采用专用语言编程的技术先进的机械手。到了80、90年代机器人及相关的机械手开始在工业上普及应用。据统计1980年全世界约有两万台机器人在工业上应用，而到今年增长更快。今年已近开发出