公交车后乘客车门防夹装置的改进设计
【摘要】现今社会，随着人口和地域的不断增加，公交车的需求也快速增长。但公交车门“咬人”的事件却屡屡发生，于是一套完备的防夹系统便显得越来越重要。本文从理论分析，硬件选择及设计，软件设计及执行机构的运行等方面对原有的防夹装置进行了改进设计，以保证司机关门过程中若有东西被夹，可以实现报警并使车门自动打开，能够有效的保护乘客的安全。
【关键词】公交车门；防夹；报警；自动打开
1.引言
公共汽车是最为普遍的一种大众运输工具。城市化和机动化的发展，使城市人口和地域不断增加，对公共交通的需求相应快速增长，要求公共交通企业投入更多的客车。但是目前出现的公交车门控系统功能比较单一，实现门的电控或只是简单的报警，而且多数的装置产品均是国外产品，需要对我国现有公交车门结构进行调整改装，且费用较高。因此，对现有公交车门的改进，不仅可以改善乘客的安全，减少乘客与司机的纠纷，也可以大大减少驾驶员的工作压力。因此对于运用ECU、传感器等技术进行的公交车门安全性改进研究，具有重要的意义和应用价值。
2.理论研究
本项目主要研究公交车门开启或关闭过程中遇到障碍物时的保护系统。项目研究目标是利用气压传动，红外线传感器，角位置传感器（电位器），ECU（汽车专用单片机）的工作原理，设计电子电路，实现不安全时报警并使车门回复。从而保护乘客的乘车安全，为司机减少一些不必要的安全隐患。
下面先介绍本系统的几个执行元件：
1）依据公交车门的气压传动和机械运动原理，利用角位移传感器（电位器），收集车门当前的运动状况。既车门旋转的角度。
2）红外线传感器发送装置发出红外线，单片机根据检测到的高低电平信号，判断是否有障碍物存在。
3）利用电磁阀控制气动传动线路的通闭，如果串联电磁阀打开，即使司机按下关门按钮，车门也不能关闭。并联电磁阀关闭，串联电磁阀打开，车门自动开启。
2.下面介绍通过系统实现研究目标的过程
2.1车门打开
XX有限公司 防错方法作业指导书 B/0版 编号：QSS/JZQ08-08-2011 管理类别： 分发号： 发布日期：二0 一三年八月三十日实施日期：二0 一三年八月三十日
1、目的 本作业指导书规定了防错装置设计和使用的关键要求，使操作者从错误中解脱出来，消灭失误，实现零缺陷生产，集中精力增值的操作。 2、适用范围 防错适用于以下情况： 2.1 新产品设计阶段考虑防错。 2.2 现有制造过程的防错控制。 2.3 纠正/ 预防措施的策划和实施过程。 3、定义 3.1 防错：又叫防呆，顾名思义就是防止呆笨的人做错事的一种方法，是一种一经采用，错误就不会发生，可以消灭错误，或错误发生的几率减至最低程度的科学方法，它能在缺陷产生前发现错误或缺陷产生时能及时发现与分离出错误。 3.2 防错标准样件：又叫边界样件，是指通过防错装置时能证明不符合操作或者能被探测出的不合格产品，专门用于检测生产线的防错装置。 3.3 备份模式：也称备用方案，是指防错装置失效后，在保证质量的前提下，为保证正常生产而采取的临时措施，如100%的人工检测；使用其他替代性的检验工具等。 4 职责 4.1 产品实现策划时：项目工程师负责组织包括工艺、制造、采购、质量、市场、供方和顾客代表组成的项目小组进行防错设计。 4.2 产品设计（包括设计变更）时：研发工程师负责组织包括工艺、制造、售后服务、质量及可靠性等方面的专家小组及与设计有关的上游和下游部门组成的小组进行防错设计。 4.3 过程设计（包括设计变更）时：工艺工程师负责组织包括制造、售后服务、质量、供方等人员组成的小组进行防错设计。 4.4 安全防错装置由设备科及制造部门负责设计 4.5 质量部和技术部负责对防错应用的确认和审核。 5、工作程序
论文题目：防错设计应用 课程名称：学科前沿专题 姓名：秦晔 学号：201214024 专业：工业设计工程 所在学院：艺术设计学院 2013年 1 月 3 日
摘要：在产品开发中我们常常会抱着侥幸心理寄希望于装配过程的管控和操作人员的专业度来掩盖和纠正设计本身的问题,但残酷的事实告诉我们该发生的问题终究会发生。我们试想一个操作人员每天进行同样的装配工作上百次千次甚至上万次如果产品设计不能防止提前预防装配错误的发生那么就算是万分之一的概率操作人员稍微不留神错误就发生了。因此产品设计必须进行防错的设计提前预防装配过程中可能发生的错误。 Abstract: in the development of products we often hold fluky psychology in the hope of assembly process control and operator expertise to cover and correct design problem itself, but the brutal truth told us that the problem will happen. We imagine a operation personnel every day the same assembly work hundreds of thousands and even tens of thousands of times if product design does not prevent early prevention assembly errors included it even 1/10000 probability operator slightly inattention mistake happened. Therefore the product design must be carried out to prevent the wrong design to prevent the assembly may occur in the process of error. 关键词：防错法原则特点原理思路模式方法等级
防夹电动车窗 摘要：随着科学技术的飞速发展，越来越多的先进科学技术被用于生活，新科技的运用使人们的生活变得更加便捷、和谐、安全！防夹电动车窗就是一个很好的实例，其不光具有汽车车窗的自动开关功能，还实现了防夹的功能，其在技术上的改进让一个硬邦邦的机器，显得更加人性化，更加安全可靠。本论文探讨了防夹电动车窗的部件功能及电路设计，同时也介绍了防夹电动车窗主要技术参数和功能。防夹电动车窗是生活中经常能接触的产品，因此，人们可以很真切的感受到它的使用性，打破了老式车窗死板的窗户功能，新的电子控制单元的设计使其似乎变得智能，相信会受到消费者的青睐！ 关键词：自动开关防夹电子控制单元功能 1.防夹电动车窗部件功能及电路设计 为了实现防夹功能和离车自动关闭车窗等功能，新型防夹车窗电动机必须由电子控制单元来控制。 1.1.防夹电动车窗电子控制单元 电动车窗电子控制单元原理见图1。电动车窗的主要动作为车窗的上升、下降和停止。车窗的上升、下降和停止是通过控制电动车窗电动机Ｍ的电流方向或截断电动机的电流来实现的。 电动车窗电动机电流的方向或电流的停止是通过单片机的指令控制继电器Ａ和继电器Ｂ的动作达到的。单片机指令是按控制开关指令或车窗玻璃防夹力的大小或者是中控门锁系统发出的自动关闭所有车窗的信号发出的。电压调节器是将汽车１２Ｖ系统电压调节到单片机所需要的５.５Ｖ工作电压。电子控制单元与电动机集成在一起，每个车窗电动机带一
个电子控制单元。 1.1.1电子控制单元引脚定义（表１) 1.1.2电子控制单元基本性能 工作温度：－３０～８０℃；储存温度：－４０～９０℃；工作电压：９～１５Ｖ；静态电流：＜３００μＡ(２５℃)。 1.2.电动车窗控制开关 电动车窗控制开关有自己的优点和缺点，可根据实际情况进行选取。 车窗开关有３个连接外部的引脚，分别与ＵＰ、ＤＯＷＮ和电源（＋ＢＡＴ）相接，如图2档位图所示。其中ＵＰ为上升端子，ＤＯＷＮ为下降端子，＋ＢＡＴ为电源正极。当开关向ＵＰ方向按下时，ＵＰ端子输入为高电平，当开关脱离ＵＰ端子时，ＵＰ端子变为低电平。同样，当开关向ＤＯＷＮ方向按下时，ＤＯＷＮ端子输入为高电平，当开关脱离ＤＯＷＮ端子时，ＤＯＷＮ端子变为低电平，图3为开关信号图。 当开关向ＵＰ方向按下，ｔ＞３００ｍｓ时，车窗手动上升，ｔ＜３００ｍｓ时，车窗自动上升。自动上升过程中，如果按下电动车窗上升开关或下降开关，车窗将停止自动上升。 当开关向ＤＯＷＮ方向按下，ｔ＞３００ｍｓ时，车窗手动下降，ｔ＜３００ｍｓ时，车窗自动下降。自动下降过程中，如果按下电动车窗上升开关或下降开关，车窗将停止自动下降。 2.防夹电动车窗主要技术参数和功能 防夹电动车窗除了上面所介绍的上升、下降、集控提升（离车关闭）等功能外，还有以
2.2.1.1夹紧力计算 手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。 手指对工件的夹紧力可按下列公式计算： 123N F K K K G ≥ 2-1 式中： 1K —安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5； 2K —工件情况系数，主要考虑惯性力的影响， 计算最大加速度，得出工作情况 系数2K , 20.02/1 11 1.0029.8 a K g =+=+=，a 为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值（m/s ）； 3K —方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定， 手指与工件位置：手指水平放置 工件垂直放置； 手指与工件形状：V 型指端夹持圆柱型工件， 30.5sin K f θ = ，f 为摩擦系数，θ为V 型手指半角，此处粗略计算34K ≈,如图2.1 图2.1 G —被抓取工件的重量 求得夹紧力 N F ， 123 1.5 1.002439.8176.75N F K K K Mg N ==????=，取整为177N 。 2.2.1.2驱动力力计算 根据驱动力和夹紧力之间的关系式：
2sin N Fc F b a = 式中： c —滚子至销轴之间的距离； b —爪至销轴之间的距离； a —楔块的倾斜角 可得2sin 177286sin16195.1534 N F b a F N c ???===o ，得出F 为理论计 算值，实际采取的液压缸驱动力' F 要大于理论计算值，考虑手爪的机械效率η，一般取0.8～0.9，此处取0.88，则： '195.15 221.7620.88 F F N η = = = ，取'500F N = 2.2.1.3液压缸驱动力计算 设计方案中压缩弹簧使爪牙张开，故为常开式夹紧装置，液压缸为单作用缸，提供推力： 2= 4 F D p π 推 式中 D ——活塞直径 d ——活塞杆直径 p ——驱动压力， ' F F =推,已知液压缸驱动力' F ，且'50010F N KN =< 由于' 10F KN <，故选工作压力P=1MPa 据公式计算可得液压缸内径： 25.231D mm === 根据液压设计手册,见表2.1，圆整后取D=32mm 。 表2.1 液压缸的内径系列（JB826-66）（mm ）
1 目的 1.1本标准规定了防错装置设计和使用要求，使其能够达到预防因疏忽及错误的方法，所造成的不良发生，实现零缺陷生产。 2 定义及适用范围 2.1定义：防止加工或装配不合格品的装置； 2.2使用范围：公司内所有用于生产制造的工装、设施、设备。 3 职责 3.1 技术部负责在产品开发的初期及中期，依据类似产品的经验来考虑防错装置的设立。 3.2技术部负责制订《防错装置作业指导书》。 3.3质量部负责对防错装置进行验证。 3.4 装备部负责建立防错装置履历，并进行防错装置的维修、维护保养等管理工作。 3.5生产部负责防错装置的点检及日常检查工作。 4 要求 4.1开发阶段防错装置的设立 4.1.1在产品开发的初期，依据类似产品的经验（产品不合格报告、顾客意见和抱怨、服务中反馈的信息、市场调研的信息、管理评审中的信息、质量体系审核中的信息收集产品存在的问题）、同类厂家的设立情况等来考虑防错装置的设立。原则上但不限于以下几方面应考虑设立防错装置。 （1）涉及性能、安全方面的； （2）风险系数和严重度高的； （3）左右件的防错； （4）关键特殊特性优先考虑防错装置的使用。 4.1.2在设计和设计验证阶段，防错是FMEA（过程失效模式及后果分析）的关键输出。4.1.2所有在设计和设计验证阶段输出的防错应整合到控制计划中，并在批量生产阶段被严格执行，同时对其可靠性进行确认。 4.2防错装置的分类 4.2.1接触型：接触类型的传感器，如果接触到，就会传输一个信号，并中断过程和/或发出报警信号；
4.2.2能量型：如果某个物体中断了能量的传输，设备就发出信号，并自动中断； 4.2.3报警型：一旦发生问题，就自动使用诸如颜色、警报、灯光等方式向操作者发出信号。这种方式可能同时采用接触开关和能量传感器来实现。 4.3《防错装置作业指导书》 4.3.1技术部门应为每个防错装置制订详细和清晰的《防错装置作业指导书》，作业指导书内容应包括： （1）防错装置的编号； （2）工作原理； （3）检查方法； （4）检查频次。 4.3.2《防错装置作业指导书》应在现场有涉及到有防错装置工位展示，易于操作人员者得到最准确的信息。 4.4防错装置的使用 4.4.1每个操作人员应按《防错装置作业指导书》的要求，经过防错的培训。培训包括防错装置的使用和失效后的应急措施。 4.4.2操作人员按照规定的频次，正确地检查防错装置，一般是在首件检查、模具更换和设备维修后。必要时，应使用防错标准样件检查防错装置是否有效。 4.4.3防错装置验证合格后方能继续生产，同时应按《防错验证记录表》作好记录。 4.4.4应确保防错装置在任何时候都是有效的，如果防错失效，操作人员应采取以下措施：（1）立即停机并通知班组长，并记录防错失效信息； （2）班组长通知相关维修人员进行维修； （3）对防错装置失效前的产品做全检，并做好记录； 4.4.5班组长和质检员应做好防错装置的日常确认和验证工作，包括防错装置是否有效、作业者是否对防错装置避而不用。 4.4.6防错装置的失效备用方案应包括： （1）100%人工全检并进行标识； （2）备用方案由技术部制定，质量部确认。备用方案下生产的零件应能确保所生产的不合格品不流入下道工序； （3）防错装置失效后所采取的措施应在防错验证记录表中记录（包括产品和防错装置的
电动车窗防夹设计 电动车窗防夹系统概述 电动车窗防夹系统是未来轿车的必备功能之一，在车窗上升过程中，车窗机构可以检测到运动方向上的障碍物或夹紧力，一旦有异常现象，就会迅速停止电机或改变电机的运动方向。目前大部分车型已经具备这种安全特性。 汽车批量生产中采用的防夹方案有通过测量电机电流和采用霍尔传感器两种方式。目前市场上销售的许多中低端车型都采用测量电机电流的方式，这种方式的特点是成本较低，技术成熟，但是未来的发展趋势却是采用霍尔传感器。其原因在于：如果只采用检测电流的方式实现防夹功能，不能给车窗准确定位，例如不能准确区别玻璃是遇到障碍物还是到达顶端，因为这两种情况下电流都会增大，不便于判断防夹区的上下沿，也不利于精确判断防夹力和在使用中进行自学习。 本文介绍的电动车窗防夹系统采用霍尔传感器进行控制，可以检测电机的转速变化和车窗的行程。与检测电机电流的方式相比，这种方式不仅可以实现相同的功能，而且更加直观，数学模型的构建更方便，算法也比较简单，同时还能实现自学习等功能。 电动车窗防夹系统设计的要求 电动车窗防夹控制设计的基本要求有：第一次运行时可以自学习车窗的长度；数据保存在非易失性存储器中；厂家可以使用配置模式；用户可用一键上升/下降两种模式；自动关闭车窗（熄火信号）；门自锁控制（防止小孩频繁操作）；LIN/CAN接口（可选）。前门的防夹力符合欧盟规定，每点的防夹力在60～100N之间。 具体的要求有：当电机上升过程触发防夹时，停止电机，当检测到防夹时，车窗向下运行一定的时间（由厂家具体制定）。在整个车窗运动区域，只在特定的区域有防夹功能，并不是整个区域都防夹。电机速度可控制，在车窗的中间部位，电机全速运行；当车窗到达最顶端或最底端时，电机减速防止玻璃破碎和产生撞击声。
本科毕业设计（论文） 题目：机械手夹持器的设计 ________________________ 英文题目：The design of mec hanical hand gripper 学院：________________________ 专业：________________________ 姓名：________________________ 学号：________________________ 指导教师：________________________ 2015年11月12日
毕业设计（论文）独创性声明 该毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 作者签名： 日期：年月日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解XX学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留送交毕业设计（论文）的复印件，允许被查阅和借阅；学校可以公布全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该毕业设计（论文）。保密的毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。 作者签名：导师签名：日期：年月日
摘要 本次的设计来源于机械手夹持器设备更新换代基础之上，通过设计出机械手夹持器，从而来满足当今机械手组成部件之一的机械手夹持器各方面性能不足的缺陷。本毕业设计课题来自于企业的生产实际，通过设计出新型机械手夹持器，从而来掌握机械手夹持器的整个设计生产流程，培养工程意识。 我国生产的机械手夹持器从仿制开始起步，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的机械手夹持器的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，机械手夹持器的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的机械手夹持器势在必行！ 本文运用大学所学的知识，提出了机械手夹持器的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了机械手夹持器总的指导思想，从而得出了该机械手夹持器的优点是高效，经济，并且安全系数高，对提高机械手的工作效率，减少人工投入，增强夹持质量等等起到了很大的作用的结论。 关键词：机械手夹持器机；高效；人工投入；结论
防错方法作业指导书 （ISO9001：2015） 1、目的 本作业指导书规定了防错装置设计和使用的关键要求，使操作者从错误中解脱出来，消灭失误，实现零缺陷生产，集中精力增值的操作。 2、适用范围 防错适用于以下情况： 2.1 新产品设计阶段考虑防错。 2.2 现有制造过程的防错控制。 2.3 纠正/预防措施的策划和实施过程。 3、定义 3.1 防错：又叫防呆，顾名思义就是防止呆笨的人做错事的一种方法，是一种一经采用，错误就不会发生，可以消灭错误，或错误发生的几率减至最低程度的科学方法，它能在缺陷产生前发现错误或缺陷产生时能及时发现与分离出错误。 3.2 防错标准样件：又叫边界样件，是指通过防错装置时能证明不符合操作或者能被探测出的不合格产品，专门用于检测生产线的防错装置。 3.3 备份模式：也称备用方案，是指防错装置失效后，在保证质量的前
提下，为保证正常生产而采取的临时措施，如100%的人工检测；使用其他替代性的检验工具等。 4 职责 4.1 产品实现策划时： 项目工程师负责组织包括工艺、制造、采购、质量、市场、供方和顾客代表组成的项目小组进行防错设计。 4.2 产品设计（包括设计变更）时： 研发工程师负责组织包括工艺、制造、售后服务、质量及可靠性等方面的专家小组及与设计有关的上游和下游部门组成的小组进行防错设计。 4.3 过程设计（包括设计变更）时： 工艺工程师负责组织包括制造、售后服务、质量、供方等人员组成的小组进行防错设计。 4.4 安全防错装置由设备科及制造部门负责设计。 4.5 质量部和技术部负责对防错应用的确认和审核。 5、工作程序 5.1 开发阶段防错装置的设立 5.1.1 在产品开发的初期，依据类似产品的经验（产品不合格报告、顾客意见和抱怨、服务中反馈的信息、市场调研的信息、管理评审中的信息、质量体系审核中的信息收集产品存在的问题）、同类厂家的设立情况等来
汽车防夹电动车窗的工作原理 目前，汽车的防夹电动车窗（包括防夹电动天窗）的防夹功能的实现需要“触觉”、“视觉”的配合。所谓“触觉”，便是当电动车窗机构感触到有异物在玻璃上，会主动停止玻璃上升工作。 防夹电动车窗的电路原理如图，在关闭的过程中，驱动机构中有电子控制单位（ECU）及霍尔传感器时刻检测电动机的转速，当霍尔传感器检测到转速有变化时就会向ECU传送信息，ECU向继电器发出指令，使电动机停转或反转（下降），车窗也就停止上升或下降。 防夹电动车窗的电路原理图 防夹电动车窗重要是针对快速升降（主要是上升），在快速上升过程中，如果有手臂或者其他物体进入玻璃上升区域内时，玻璃上升受到阻碍，停止上升，但电机仍在工作，所以会造成电机过热甚至烧坏电机。 防夹系统主要是防备行人在玻璃上升过程中被夹伤，同时也起到了防止电机过热和烧坏（欢迎专家指正）。在电机上面会有一个防夹模块（防夹ECU），当玻璃在上升过程时受到阻碍，当阻力大于一定值时（防夹ECU标定值），ECU会判断玻璃上升区域有障碍物，停止上升并翻转，避免电机过热或者烧坏的情况发生。 防夹模块需要根据不同的路况进行标定，保证电机不会由于误判而翻转。 1.防夹电动车窗车窗玻璃移动过程中的阻力变化与车窗玻璃到达终端的阻力是不一样的，后者阻力远较前者阻力大得多，因此控制方式也不一样。
2.当车窗玻璃到达关闭的终端时因阻力变大电动机过载电流也变大，继电器靠过载保护装置会主动切断电流。有的汽车设有玻璃升降中点的限位开关，当玻璃到达终端时压住限位开关，电流被切断电动机就停止运转了。 防夹功能原理 所谓防夹，便是加装一组电流感应器，由霍尔传感器时刻检测着电动机的转速，当电动车窗升起时，一旦电动马达转速减缓，当霍尔传感器检测到转速有变化时就会向ECU报告信息，ECU向继电器发出指令，电路会让电流反向，使电动机停转或反转（下降），于是车窗也就停止移动或下降，因此具有一定的防夹功能。 防夹功能是通过一个已经安装在印刷电路板上的霍尔传感器来识别在玻璃升降时是否有外界干涉。 霍尔传感器是来判别电机轴的转速变化。在关闭玻璃时，霍尔传感器判断出转速的变化，车门控制单元会意识到遇到一个干扰力，则改变电机运动的方向。 防夹功能一个升降行程内只有一次。 其后必须要初始化玻璃的上下位置才可再次实现防夹功能。
机械手夹持器毕业设计 第二章 夹持器 2.1夹持器设计的基本要求 （1）应具有适当的夹紧力和驱动力； （2）手指应具有一定的开闭围； （3）应保证工件在手指的夹持精度； （4）要求结构紧凑，重量轻，效率高； （5）应考虑通用性和特殊要求。 设计参数及要求 （1）采用手指式夹持器，执行动作为抓紧—放松； （2）所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为110-120mm/s ， 1s 抓紧,夹持速度20mm/s ； （3）工件的材质为5kg ，材质为45#钢； （4）夹持器有足够的夹持力； （5）夹持器靠法兰联接在手臂上。由液压缸提供动力。 2.2夹持器结构设计 2.2.1夹紧装置设计. 2.2.1.1夹紧力计算 手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。 手指对工件的夹紧力可按下列公式计算： 123N F K K K G 2-1 式中： 1K —安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5；
2 K—工件情况系数，主要考虑惯性力的影响，计算最大加速度，得出工作情况 系数 2 K, 2 0.02/1 11 1.002 9.8 a K g =+=+=，a为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值（m/s）； 3 K—方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定， 手指与工件位置：手指水平放置工件垂直放置； 手指与工件形状：V型指端夹持圆柱型工件， 3 0.5sin K f θ =，f为摩擦系数，θ为V型手指半角，此处粗略计算 3 4 K≈,如图2.1 图2.1 G—被抓取工件的重量 求得夹紧力N F， 123 1.5 1.002439.8176.75 N F K K K Mg N ==????=，取整为177N。 2.2.1.2驱动力力计算 根据驱动力和夹紧力之间的关系式： 2sin N Fc F b a = 式中： c—滚子至销轴之间的距离； b—爪至销轴之间的距离； a—楔块的倾斜角 可得 2sin177286sin16 195.15 34 N F b a F N c ??? ===，得出F为理论计 算值，实际采取的液压缸驱动力'F要大于理论计算值，考虑手爪的机械效率η，一
2.2.17 防错的设计 有可能出错的事情，就会出错（If anything can go wrong, it will）。 ------墨菲定律 躲得过初一，躲不过十五； ------中国俗语 在产品开发中，我们常常会抱着侥幸心理，寄希望于装配过程的管控和操作 人员的专业度来掩盖和纠正设计本身的问题，但残酷的事实告诉我们，该发生的问题终究会发生。我们试想，一个操作人员每天进行同样的装配工作上百次千次甚至上万次，如果产品设计不能防止提前预防装配错误的发生，那么就算是万分之一的概率，操作人员稍微不留神，错误就发生了。因此，产品设计必须进行防错的设计，提前预防装配过程中可能发生的错误。 防错法（mistake-proof, error-proof）是指通过产品设计和制造过程来防止错误的产生。日本丰田企业第一次提出防错的概念。台湾人称为防呆法，顾名思义，就是一个呆子来装配也不会产生错误。 防错法能够达到以下目的： 1. 减少错误来提高产品利润率 2. 减少时间的浪费可以提高生产力 3. 提高产品使用人性化、提高消费者满意度和信誉 4. 提高产品质量和可靠性 防错设计的典型例子 USB接口是计算机中最常用的一种接口方式，广泛应用于数码相机、数码摄影机、移动硬盘、U盘、鼠标和键盘等与计算机的连接。USB的接口设计是一种典型的防错设计。只有当USB插头插入方向正确时，USB插头才能够插入到计算机的USB接口中；当USB插头插入方向不对时，USB接口中孔槽的不对称设计会阻止USB设备的进一步插入，如图2.34所示。
图2.34 USB接口及USB插头 那么，USB的接口设计是一个理想的防错设计吗？ 下面讲述本人使用USB接口的体会。平均下来，我每天会使用USB接口两到三次，但是并不是每次的使用心情都是愉快的。根据USB接口中孔槽的不对称防错设计，在USB接触到USB接口之前，USB有两种插入方向，一种是正确的方向，USB和USB接口中的不对称孔槽刚好对应在一起，USB能够顺利插入到USB接口中；另外一种是错误的方向，USB和USB接口中的不对称孔槽不对应，USB接口阻止了USB的插入，此时必须调整USB的插入方向。理论上来说，每次插入USB都有50%的可能性插入方向不对，而每次当我感觉到插入方向不对时，我不得不放下手中的工作，把全部注意力放在USB上，仔细看清楚USB设备孔的位置和USB接口中孔槽的位置，再对齐，USB设备才插入成功。而因为我的电脑主机放置于电脑桌下，当每次插错时，我不得不把爬到桌子下。我相信很多读者都有这样的体会，我们期望着USB接口的设计也像电脑的耳机接口一样，我们闭着眼睛、漫不经心的就可以把耳机插入到电脑耳机接口中，这才是人性化的设计。 因此，我们可以说，USB的接口设计是一个好的防错设计，但不是最理想的防错设计，因为它不人性化。换句话说，最理想的防错设计不但能够防止错误的发生，还能够防止你产生错误的念头。 在面向装配的产品设计中，防错的设计不仅仅是满足产品制造过程中防错的要求，还需要满足消费者使用产品过程中的防错要求。我们可以认为消费者使用产品的过程也是产品装配过程的一部分，而且更为重要的是，消费者对于防错的要求更高，不但要做到防错，还需要做到使用人性化。因为我们不可能去教育消费者“你应该这样做”、“你应该那样做”，作为很多产品比如电脑、电视机、空调等的消费者，他们是根本不会花时间去阅读产品使用手册的。 防错的设计可以分为设计计阶段的防错和装配阶段的防错，传统的防错设计关注产品的装配阶段，为此，企业不得不花费大量的人力和物力来培训操作人员和花费大量的金钱来购买自动化设备。 面向制造的产品设计优先考虑的设计阶段的防错，只有当设计阶段的防错很难实现或者代价高的时候，我们才考虑装配阶段的防错。 2.2.17.1零件仅具有唯一正确的装配位置 任何一个零件在产品的装配中只能具有唯一正确的装配位置，只有当零件装配位置正确的时候，零件才能被固定；如果零件有多个装配位置，产品或者零件上应当具有特征来阻止零件被装配到错误的位置。上面说到的USB接口就是一个例子，USB有且只能有一个正确的装配位置，当USB插入方向不对时，USB 接口上的不对称孔槽就会阻止USB的继续插入。 在三维软件中，把零件绕着坐标轴旋转90°、180°，进行简单的装配过程模拟就能够判断零件是否具有唯一正确的装配位置。 最容易发生装配错误的是当零件由两个点固定时 在产品设计中，最容易发生装配错误是当零件由两个点固定时。如图2.35所示，零件A通过两个螺丝固定在零件B上；在错误的设计中，在进行实际的装
对防错的要求和方法进行管理，消灭失误，实现零缺陷生产。 2 范围 适用于新产品设计开发阶段的防错考虑、现有制造过程的防错控制、策划 和实施纠正/ 预防措施的防错。 3 术语 防错：又叫防呆，是防止人为做错事的一种方法，是一种采用后，可以消灭错误，或将错误发生几率减至最低的科学方法，他能在缺陷产生前发现错误或缺陷产生时能及时发现与分离处错误。 防错的思路体现在以下五个方面： 消除：消除可能的失误，通过产品和制造过程的重新设计，加入防错方法，是防错设计原则中的最好方法。 替代：用更可靠的过程代替目前的过程以减低失误，如运用机器人技术或自动化生产。 简化：使作业更容易完成，通过合并生产步骤，实施工程改善。 检测：在缺陷流入下工序前对其进行检测并剔除。减少：将失误影响降至最低，采用保险丝进行过 载保护等。 挑战件：又叫边界样件或防错样件，是指通过防错装置时能证明不符合操作或者能被探测出的不合格产品，专门用于检测生产线的防错装置。 临时替代方案：也称备用方案、屏蔽( By-pass )，是指防错装置失效后，在保证质量的前提下，为保证正常生产而采取的临时替代措施，如100%的人工检测；使用其他替代性的检验工具等。 4 职责 4.1 技术部负责在产品和过程的设计和开发阶段(包括设计变更)组织多方论证小组进行防错设计。 4.2 质量部负责制造现场的防错装置首次验证和挑战件的定期校准。 4.3 生产部部负责防错装置和挑战件的制作。 4.4? 各车间主管负责本区域防错装置的日常管理 4.5 各班组长负责本区域防错装置日常点检。??? 5 管理内容
5.1 新产品设计开发阶段的防错 5.1.1 在新产品设计开发的初期，技术部应依据类似产品的经验(以往产品不合格报告、顾客反馈和投诉、服务中反馈的信息、市场调研的信息、管理评审提供的信息、质量管理体系审核中收集产品存在的问题的信息 )、同类厂家的设立情况等来考虑防错装置的设计。原则上但不限于以下几方面应考虑设立防错装置。? a) 涉及安全、性能方面的；? b) 风险系数和严重度高的； c) 左右件的防错；? d) 关键和重要特殊特性优先考虑防错装置的使用； 5.1.2 在设计和设计验证阶段，防错是PFMEA的关键输出。 5.1.3 所有在设计和设计验证阶段输出的防错应整合到控制计划中，并在批量生产阶段被严格执行，同时对其可靠性进行确认。? 5.1.4 技术部根据PFMEA的设计输出，以及制造现场防错装置的设立，形成产品和过程《防错装置清单》。清单内容包括： a) 防错装置的工位和编号(与控制计划对应)； b) 防错方法； c) 验证方法； d) 验证频次； e) 临时替代方案 ( by-pass )。临时替代方案管理应包括：? 1) 100%人工检验；? 2) 1 00%检查过的特性进行可视化标识(在产品标签上说明)；? 3) 保持应用临时替代方案时的相关记录，以便于追溯； 4) 临时替代方案由技术部确定，质量部确认。临时替代方案下生产的零件应能确保所生产的 不合格零件不流入下道工序；? 5）临时替代方案必须在“ 防错标识卡” 红色的一面简单而清晰的描述； 6）防错装置失效后所采取的措施应在《防错验证检查表》中记录（包括产品和防错装置的处理措施）。?
1 绪论 1.1课题研究的目的和意义 机器人是人类很早就梦想制造的、具有仿生性且处处听命于人的自动化机器，它可以帮助人类完成很多危险、繁重、重复的体力劳动。机器人技术是现代科学技术高度集成和交融的产物，它涉及机械、控制、电子、传感器、计算机、人工智能、知识库系统以及认识科学等众多学科领域，是当代最具有代表性的机电一体化技术之一。人类文明的发展、科技的进步已和机器人的研究、应用产生了密不可分的关系。为了适应社会的需求，各院校都比较重视机器人技术和控制技术等课程在机械设计及其自动化专业的开设，使培养的学生懂得机器人设计方面的技术。经过40多年的发展，现代机器人技术在工业、农业、国防、航空航天、商业、旅游、医药卫生、办公自动化及生活服务等众多领域获得了越来越普遍的应用。机器人技术不断进步与创新，所到之处使整个制造业乃至整个社会都发生了和正在发生着翻天覆地的变化。机器人是最具代表性的现代多种高新技术的综合体，它可以从某个角度折射出一个国家的科学水平和综合国力。由于社会的需求，造就了一批从事设计、开发和使用机器人的高级人才。而设计和开发的基础，是对机器人机械系统、感知系统和控制系统等的理解和掌握，才能较好的使用其中的资源来进行设计。故此本文介绍了机器人设计的基本理论，讨论了机器人本体基本结构的相关内容，描述了机器人控制器和传感器等的基本原理，然后再介绍机器人轨迹规划和静力分析方面的知识，使学生既懂得怎样设计一个机器人，同时能熟练地运用此设计理论。 机器人技术是现代科学技术高度集成和交融的产物，计算机技术的不断肩部和发展使机器人技术的发展一次次达到一个新的水平。机器人涉及机械、控制、电子、传感器、计算机、知识库系统以及认识科学等诸多学科领域，成为高科技中极为重要的组成部分。人类文明的发展、科技的进步已和机器人的研究、应用产生了不可分的关系。机器人技术是当代最具代表性的机电一体化技术之一。机器人已广泛地应用于工业、国防、科技、生活等各个领域。机器人在现代工业中应用得特别广泛，而其与外界环境直接接触的部分是机械手，它可以代替人手，与外界环境中有毒以及有害的物质直接接触以减少对人
简述产品设计时的强制防错 摘要：目前防错大体上分为两种，一种是设计防错，一种是过程防错。设计防错是指在产品设计时就预先设计防错机构，过程防错中涉及到很多人为因素，文章试作分析。 关键词：强制防错；人为因素；失效 由于设计水或成本关系，很难从一件产品的设计上做过多防错措施时，需要使用过程防错，但是过程放错中过多出现人为因素会导致防错失效，本文主要阐述过程防错中人为因素的定义以及简单介绍几种减少人为因素的方法，降低生产过程中造成的成本浪费。 1 人为因素 1.1 定义 目前防错大体上分为两种，一种是设计防错，一种是过程防错。设计防错是指在产品设计时就预先设计防错机构，例如不同的零件不能装配到同一个部位；过程防错是指在产品设计完成后，于生产过程中以制定工艺、使用专用工具、分别存放等方法防止错误的产生。但是由于设计水平有限或者需降低设计成本时，不得不使用过程防错。 过程防错中涉及到很多人为因素，在此本文将人为因素定义为在防错过程中，不得不依赖于人的技能、人对规则的认知程度的因素。这些因素无论制定的规则如何完善，人的技能如何熟练，都会受到人本身的波动而带来的不确定，使得防错不能100%受控。 人为的技能差错出现的概率取决于其执行任务的能力；人为的规则差错与人为的知识差错出现的概率取决于人的理解认识的能力。人为的技能差错主要是因为人的技能不足以胜任某个岗位，或者某个岗位又两名以上的人员轮流操作，如此一来就产生了技能波动。技能差错可能会带来一种极端的差错就是“疏忽“。“疏忽”是动作的差错，是一种非本人意志的行为，或者是一种潜意识行为。“疏忽”的特点在于它发生前的计划没有差错，知识在行为的过程中出现了差错。疏忽的机理通常包括：失控、描述错误、反应失误、记忆丧失等。人为的规则差错与人为的知识差错主要是因为人对规则的理解不正确，或者说由于人的理解能力差导致规则对于这类人直接被无效化，那么这种差错会带来的极端差错就是“过失”。“过失”是有意识的差错。这种差错的发生前也有计划，但是其计划是错的。错误的计划来自错误的判断和推理，错误的判断和推理会产生错误的意图。“过失”通常包括：规则过失、知识过失。 1.2 弱点 那些依赖人为因素的防错，往往是不受控的，不可靠的，因为这些防错是否
1 前言 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。 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。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
目录 摘要……………………………………………………………………………..…. .I 绪论 (1) 第1章夹持器 (2) 1.1 夹持器设计的基本要求 (2) 1.2 夹持器结构设计 (2) 第2章腕部 (14) 2.1 腕部设计的基本要求 (14) 2.2 具有一个自由度的回转缸驱动的典型腕部结构 (14) 2.3 腕部结构计算 (16) 第3章伸缩臂设计 (27) 3.1伸缩臂设计基本要求 (27) 3.2方案设计............................................................ ............. . (28) 3.3伸缩臂机构结构设计 (30) 致谢 (40) 参考文献 (41) 摘要：本设计要求“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产时间，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方
向之一。手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，通过对其大小、方向、作用点进行分析、计算。机械手能否准确夹持工件，把工件送到指定位置，不仅取决与机械手定位精度（由臂部和腕部等运动部件确定），而且也与手指的夹持误差大小有关。手腕部件设置在手部和臂部之间，它的作用主要是在臂部运动的基础上进一步改变或调整手部在空间的方位，以扩大机械手的动作范围，并使机械手变得更灵巧，适应性更强。机械产品设备的经济性包括设计制造的经济性和使用的经济性。机械产品的制造成本构成中材料费、加工费占有很大的比重，设计时必须给予充分注意。将机械设计课程中学到的基本设计思想贯穿到设计中。该工艺与夹具设计结果能应用于生产要求。 关键词：夹持器液压缸伸缩臂 绪论 加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。 机械夹具已成为机械加工中的重要装备。机械夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为
1目的 1.1 本标准规定了防错装置设计和使用要求，使其能够达到预防因疏忽及错误的方法，所造成的不良发生，实现零缺陷生产。 2适用范围 公司内所有用于生产制造的工装、设施、设备。 3 术语定义 防止加工或装配不合格品的装置 4职责 4.1技术部负责在产品开发的初期及中期，依据类似产品的经验来考虑防错装置的设立。 4.2技术部负责制订《防错装置作业指导书》（如需要）。 4.3品管部负责对防错装置进行验证。 4.4生产部设备工装负责人，负责建立防错装置履历，并进行防错装置的维修、维护保养等管理工作。 4.5生产部负责批量后防错装置的点检及日常检查工作。 5内容要求 5.1开发阶段防错装置的设立 5.1.1在产品开发的初期，依据类似产品的经验（产品不合格报告、顾客意见和抱怨、服务中反馈的信息、市场调研的信息、管理评审中的信息、质量体系审核中的信息收集产品存在的问题）、同类厂家的设立情况等来考虑防错装置的设立。原则上但不限于以下几方面应考虑设立防错装置。 （1）涉及性能、安全方面的； （2）风险系数和严重度高的； （3）左右件的防错； （4）关键特殊特性优先考虑防错装置的使用。 5.1.2在设计和设计验证阶段，防错是 FMEA（过程失效模式及后果分析）的关键输出。5.1.2 所有在设计和设计验证阶段输出的防错应整合到控制计划中，并在批量生产阶段被严格执行，同时对其可靠性进行确认。 5.2防错装置的分类 5.2.1接触型：接触类型的传感器，如果接触到，就会传输一个信号，并中断过程和/或发出报警信号； 5.2.2能量型：如果某个物体中断了能量的传输，设备就发出信号，并自动中断；
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/b812622028.html, 汽车车窗智能防夹系统设计 作者：张艳钱辉 来源：《科教导刊·电子版》2019年第24期 摘要现如今，汽车已经成为最普遍也是最方便的交通工具之一，渐渐的走进了千家万户。本课题的研究将为防夹车窗系统的设计和研究提供借鉴，改进传统汽车车窗控制技术，进一步实现汽车控制智能化。 关键词防夹车窗车窗控制智能化 中图分类号：TP273 文献标识码：A 本文对时下较为普遍采用的防夹方案进行了优缺点分析，并提出了符合发展趋势的智能防夹技术，即利用红外传感器对车窗范围内物体进行判断。此外，本文还介绍了防夹车窗系统的防夹策略，并进行了软件和硬件设计。 0引言 车窗防夹方案有接触式和非接触式两种方式。目前，大多是采用接触式的防夹方案，这种方式技术成熟，系统可靠性高，成本较低等特点，但未来发展趋势却是非接触式的防夹方案。接触式的防夹由于自身工作特性，必须要与实物接触之后才能进行判断车窗范围内是否有物体存在从而进行防夹，不利于保证乘客的乘车安全，更不利于车窗防夹的功能发展。 1车窗升降系统的结构 车窗防夹控制系统是由直流电动机、减速器、柔性连接、车窗玻璃、滑轨、密封条组成。由驾驶者控制总开关控制四个车窗的升降功能，乘客可以通过各个车门的分开关控制单独车窗的上升和下降。 2选用防夹方案 （1）基于霍尔传感器的防夹技术：将磁环内置在车窗直流电机的输出轴上。当车窗电机转动时，布置在电子模块中的霍尔传感器便产生霍尔信号。系统通过分析获得的霍尔信号，利用霍尔信号的脉冲宽度进行判断车窗是否遇到障碍物，从而实现电动车窗防夹。 霍尔传感器拥有较高灵敏度，体积小的优点。不过霍尔传感器感应的霍尔信号受温度影响非线性输出。即此系统在日常使用中容易被环境因素影响，从而导致特定情况下防夹系统失效。