搬运式机械手传动设计研究
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搬运机器人结构设计与分析摘要在当今大规模制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,工业机器人作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。
目前,工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。
本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论,对原有的机械结构提出了新的改进方法,并把现在的新技术应用到本课题中,从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。
通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状,提出了具体的搬运机器人设计要求,并根据搬运机器人各部分的设计原则,进行了系统总体方案设计以及包括:机器人的手部、腕部、臂部、腰部在的机械结构设计。
此搬运机器人的驱动源来自液压系统,执行元件包括:柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。
通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动,进而实现搬运机器人的实际作业。
关键词:搬运机器人;液压系统;机械结构设计;操作AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work.The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts, for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot.Keywords:Transfer robot;Hydraulic System;Mechanical Design;Operating第1章总论1.1 概述搬运机器人在实际的工作中就是一个机械手,机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识:其一、它能部分的代替人工操作;其二、它能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸;其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配,从而大大的改善了工人的劳动条件,显著的提高了劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
机械手搬运装配装置设计讲解一、引言二、设计原理三、机构构造机械手搬运装配装置通常由机械手、传送带和工作台组成。
机械手是核心部件,一般采用伺服电机和关节构造,可以实现复杂的运动轨迹和灵活的抓取动作。
传送带用于将零部件输送到机械手所在的位置,工作台用于支撑和定位零部件。
四、工作流程1.传送带将零部件送到机械手所在位置。
2.机械手通过传感器检测零部件位置和姿态,并进行抓取。
3.机械手将零部件搬运到指定位置,并进行装配动作。
4.机械手完成装配后,将成品放置在工作台上。
5.循环上述步骤,直到所有零部件都完成搬运和装配。
五、应用领域机械手搬运装配装置广泛应用于汽车制造、电子产品装配和食品加工等行业。
在汽车制造中,机械手可以将车身部件搬运到焊接装配线,提高生产效率和质量;在电子产品装配中,机械手可以实现高精度的零部件装配工作;在食品加工中,机械手可以实现自动化的食品包装和分拣。
六、优势1.提高生产效率和质量:机械手具备高速和高精度的搬运和装配能力,能够实现快速和准确的装配过程。
2.减少人力投入:机械手可以替代大量的繁重和重复劳动,减少人力投入,同时还能提高工作环境的安全性。
3.提高工作稳定性和一致性:机械手可以确保在不同的工作状态下保持稳定的工作质量和效率,减少人为因素对装配质量的影响。
4.更好地适应多样化生产需求:机械手装配装置具有较强的灵活性和多功能性,可以根据不同的生产需求进行快速调整和改造。
七、结论机械手搬运装配装置是一种提高生产效率和质量的自动化装配设备。
通过计算机控制和传感器反馈,机械手可以实现高速、高精度和灵活的搬运和装配工作。
它广泛应用于汽车制造、电子产品装配和食品加工等行业,具有提高生产效率、减少人力投入和提高装配一致性等优势。
[科技创新]2013年2期(上) 081搬运机械手设计陈梦雨(宁波大学阳明学院自然科学类4班 浙江 宁波 315211)摘 要:本文讨论了在实际应用中经常使用到的几种搬运机械手,并对它们的结构和设计进行了相关探讨,总结了机械手设计中常见的一些问题和解决方案,并由此引申出相关的讨论,进行了一些总结性的陈述。
关键词:机械手;搬运机械手;机械手设计1 引言在通常的工业机器人系统中,机械手是起到关键作用的传统的任务执行部件,也是机器人的重要部件之一。
在物理结构上,机械手包含了滑竿。
滚珠丝杆等器件构成;电气方面,包含了直流和交流电机、变频及传感器等部件组成。
这个装置是机电一体化的典型代表之一,全方面地覆盖了多种技术。
本文中提及的机械手,是通过传感器感应设备工作状态,并经过PLC 输出控制信号,分别控制机械手在水平和垂直方向的位移,并在适当的时机夹持和放下,具体的控制时机由传感器进行感应和传递,从而实现在一定范围内的物料移动。
本文中涉及的搬运机械手,可以做出灵活多变的动作,实现在一定的空间范围内移动和搬运物体,并且根据物料的变化和操作流程的改动随时更新自身参数,实现多种用途。
2 搬运机械手的结构搬运机械手的作用通常是将物料从一个点搬运到另一个点,根据实际生产的需要,这个搬运过程可能会涉及到水平以及垂直的位移,某些时候还需要机械手可以进行转动,因此在不同的生产过程中,对机械手灵活性的要求并不相同。
除了都会涉及到的夹持或者吸附操作之外,其他的操作也可能会有变化。
一般来说,搬运机械手是通过螺旋机构和机械手夹持器来工作的。
2.1 螺旋机构螺旋机构的主要作用,是将电机或者内燃机的转动转变成直线上的运动,同时传递动力。
依照其性质,可以将其分类为滚动螺旋和滑动螺旋两种常见的类型。
依照其用途,可以分为调整、传导和传力这三种基本类型。
无论是什么样的螺旋机构,都是由螺杆、螺母和机架组成。
螺旋机构的优点在于结构足够简单,制造和维护都非常容易,传动平稳,噪音低而且容易自锁。
搬运机械手结构设计摘要:近年来,随着机械的广泛应用,工业自动化也迅速的普及和发展,各个行业对搬运机械手的需求量逐年增加,主要用在机械、电子、汽车、食品、医药等各个领域。
搬运机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器。
在本设计中,通过对机械手手部结构的设计,臂部结构的设计,以及液压系统的设计,实现四自由度的运动。
搬运机械手可以有效的减少工人的劳动强度和提高运输设备或产品的效率,以降低某些工作对工人的危害、满足现代经济开展的要求。
关键词:结构设计;液压系统;四自由度引言随着机械的广泛应用,机械的自动化设备也日益完善起来。
由于一些特殊的货物,工人们会受到有高温、腐蚀和有毒气体或者过于重的货物的危害,加大了工人们的劳动强度,甚至危害健康,危害生命安全。
所以搬运机械手由此诞生。
随着国内科学技术的发展,搬运机械手的应用越来越广泛,目前的搬运机械手不仅仅用在传统的装卸货物上,还扩展到了各个领域。
国内外现在都在大力研发具有智能的机器人搬运机械手。
机械手的研发设计,可以有效代替人工干一些对人体有伤害的货物和大型货物,有效的提高工作效率和安全性。
具有很高的研究价值。
1搬运机械手的整体方案设计通过调研、搜集整理课题的相关资料。
确定搬运机械手的结构组成。
然后通过查阅资料,确定搬运机械手的液压系统,并进行设计,最后对搬运机械手进行改进和完善。
图1 机械手结构示意图2搬运机械手手部机构设计手部即与物件接触的部件。
由于与物件接触的形式不同、可分为夹持式和吸附式,我们采用夹持式手部结构。
夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。
手指是与物件直接接触的构件。
常用的手指运动形式有回转型和平移型。
回转型手指结构简单,制造容易。
故应用较广泛。
平移型应用较少,其原因是结构比拟复杂,但平移型手指夹持圆形零件时。
工件直径变化不影响其轴心的位置、因此适宜夹持直径变化围大的工件。
手指结构取决于被抓取物件的外表形状、被抓部位(是外廓或是孔)和物件的重量与尺寸。
搬运机械手设计解析搬运机械手是一种自动化设备,广泛应用于工业生产中的搬运、装卸、运输等作业。
它可以代替人工完成繁重、危险、精密等工作,提高生产效率和质量,减少人力成本和劳动强度。
本文将对搬运机械手的设计原理和结构进行解析。
搬运机械手的设计原理主要基于三个方面:机械学原理、控制原理和传感技术。
机械学原理是指机械手在运动过程中所涉及的运动学和力学原理。
控制原理则是指机械手的运动和动作控制方法,如PID控制、分级控制等。
传感技术则是指机械手感知周围环境和工作物体的能力,包括视觉传感、力传感和位置传感等。
搬运机械手的结构通常由机械臂、末端执行器和控制系统组成。
机械臂是机械手的关键组成部分,一般采用多关节传动机构,使机械手能够柔性、灵活地进行各种工作操作。
机械臂的关节通常采用电机和减速器传动,通过伺服控制实现准确的位置和力控制。
末端执行器则是机械手最终与工作物体接触和搬运的部分,通常有夹爪、磁吸盘等形式,根据具体工作要求选择相应的执行器。
控制系统则是机械手的大脑,通过编程和传感反馈实现对机械手的控制和监控。
在搬运机械手的设计过程中,需要考虑以下几个方面:负载能力、工作范围、运动速度和精度。
负载能力是指机械手能够承受的最大重量,决定了机械手能否完成特定的搬运任务。
工作范围是指机械手能够覆盖的空间范围,决定了机械手能否到达特定位置进行搬运操作。
运动速度是指机械手在搬运过程中的运动速度,快速的运动速度可以提高生产效率,但也需要考虑到安全性和运动平稳性。
精度则是指机械手的定位精度和力控制精度,决定了机械手能否准确地操纵工作物体。
另外,搬运机械手的安全性也是需要重视的。
机械手在工作过程中需要与人员和其他设备保持安全距离,避免碰撞和伤害。
因此,在搬运机械手的设计中需要考虑到安全防护措施,如传感器监测、紧急停止装置等。
总结起来,搬运机械手的设计解析主要涉及机械学原理、控制原理和传感技术。
它的结构由机械臂、末端执行器和控制系统组成,需要考虑负载能力、工作范围、运动速度和精度等因素。
轴承坯料搬运机械手的设计摘要机械手是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。
采用机械手是提高产品质量与劳动生产率,实现生产过程自动化,改善劳动条件,减轻劳动强度的一种有效手段。
它是一种模仿人体上肢的部分功能,按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术装备。
机械手可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率和生产自动化水平。
工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期、频繁、单调的操作,采用机械手是有效的;此外,它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作,更显示其优越性,有着广阔的发展前途。
本课题的主要内容是采用机械设计原理,进行三自由度搬运机械手的设计,熟悉三自由度机械手的运用场合和相关的设计步骤。
机械手可以代替很多重复性的体力劳动,从而减轻工人的劳动强度,提高生产效率。
结合三自由度设计的各方面的知识,在设计过程中学会怎样发现问题.解决问题.研究问题。
并且在设计中融入自己的想法和构思,提高自己的创新能力。
尽力使机械手使用方便,结构简单。
!!所有下载了本文的注意:本论文附有CAD图纸和完整版word版说明书,凡下载了本文的读者请加QQ 83753222,或留下你的联系方式(QQ邮箱)最后,希望此文能够帮到你!关键词:机械手,输送工件,搬运,三自由度ABSTRACTManipulator 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目录第1章绪论 (4)1.1机械手的历史 (4)1.2机械手的组成 (5)1.3机械手的分类 (6)第2章搬运机械手机构总体方案设计 (8)2.1搬运机械手设计要求 (8)2.2基本设计思路 (1)2.3搬运机械手结构设计 (11)2.4 机械手材料的选择 (11)2.5机械臂的运动方式 (11)2.6搬运机械手驱动与控制系统分析 (12)第3章搬运机械手机械结构设计与计算 (13)3.1搬运机械手手爪设计 (13)3.2 搬运机械手手臂设计 (13)3.3 手部设计计算................................................. - 23 -3.4腕部设计计算 (20)3.5液压驱动系统设计 (21)3.6机身结构的设计 (23)第4章机械手控制系统的设计 (27)4.1 PLC简介 (27)4.2 PLC工作原理 (27)4.3 PLC机型的选择 (27)4.4 PLC控制面板的拟定 (29)4.5 机械手工艺过程和控制方案的确定 (30)4.5 PLC程序编写 (33)总结与展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论随着人类科技的进步,社会经济的发展,机器人学成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。
专业课程设计说明书课题名称搬运机械手及其运动仿真设计指导教师王潍学生学号20120421464学生姓名杨义学生班级机自1210班成绩设计时间2015年11月2日~2015年11月13日目录第1章课题规划 (1)1.1 课题背景分析 (1)1.2 设计任务书 (3)第2章功能分析 (4)2.1 设计任务功能分析 (4)2.1.1 总功能提炼 (4)2.1.2 功能分解 (4)2.1.3 功能结构分析及功能结构图绘制 (4)2.2 本章小结 (5)第3章系统原理方案设计 (7)3.1 功能单元求解 (7)3.1.1 分功能求解 (7)3.1.2 系统原理方案综合求解 (7)3.1.3 方案优化及评价 (7)3.2 本章小结 (7)第4章总体设计 (9)4.1 系统总体结构草图 (9)4.2 本章小结 (14)第5章总结 (15)参考文献 (17)第1章课题规划1.1课题背景分析从1954年美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机械手至今,机械手已经发展了三代。
通过引导或其它方式,先教会机器人动作,输入工作程序,则会自动重复进行作业的示教再现型机械手被称为第一代机械手,而能利用传感器获取的信息控制机械手被称为第二代机械手。
而第三代机械手就是智能机器人。
对于智能机器人,尽管欧美和日本等许多国家都投入了大量人力和物力,但现在其仍然处于发展阶段。
目前对我国而言发展第一、第二代机器人更具有实际意义。
我国机械手的发展是从20世纪50年代的固定动作机械手开始的,然后经历了60年代的数控机械手,在1978年时机械手才‘真正开始得到研究和应用,到现在工业机械手与智能机器人愈来愈受到各届的的关注,并已经纳入了我国高科技规划及科技发展计划之中。
伴随着人类社会的不断发展,科学和技术的不断进步,人类对资源的依赖也越来越大,最终将不可避免的要向陆地以外甚至是地球以外的地方扩展,而在这些对人类来说恶劣的环境里,机械手的发展就显得尤为重要了。