四自由度物料搬運(yùn)機(jī)械手的研制.pdf

1、機(jī)械手是人類安全作業(yè)、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化以及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的有力工具。本論文在綜述機(jī)械手的研究和發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,全面分析了物料搬運(yùn)機(jī)械手功能,結(jié)合企業(yè)“物料搬運(yùn)機(jī)械手”的實(shí)際工程項(xiàng)目,對(duì)物料搬運(yùn)機(jī)械手進(jìn)行了機(jī)電一體化設(shè)計(jì)。
　　本論文在分析了物料搬運(yùn)機(jī)械手的性能要求和工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,對(duì)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)方式以及軟硬件控制系統(tǒng)進(jìn)行了整體方案分析和設(shè)計(jì)。確定機(jī)械手采用圓柱坐標(biāo)系的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式,采用氣壓傳動(dòng)方式的驅(qū)動(dòng)方案,

2、并采用PLC進(jìn)行系統(tǒng)控制。在此基礎(chǔ)上,對(duì)物料搬運(yùn)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析,給出了位移、速度、加速度與關(guān)節(jié)角之間的關(guān)系。采用Denavit—Hartenberg法建立了物料搬運(yùn)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,確定了各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件和末端執(zhí)行器之間的位置和姿態(tài)關(guān)系,利用拉格朗日方程建立了機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)方程,確立了各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和作用力之間的關(guān)系。由于機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)具有轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)兩種基本形式,其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)推導(dǎo)過(guò)程可為其它經(jīng)濟(jì)型機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)

3、分析提供參考,同時(shí)也可為運(yùn)動(dòng)軌跡的規(guī)劃以及動(dòng)力性能的優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支持。在此基礎(chǔ)上,對(duì)物料搬運(yùn)機(jī)械手進(jìn)行了整體模塊劃分,進(jìn)而對(duì)機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算和設(shè)計(jì),對(duì)各驅(qū)動(dòng)元件的行程、定位、缸徑和緩沖方式等進(jìn)行了選型,以滿足機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過(guò)程的定位精度和運(yùn)動(dòng)速度等方面的要求,并且對(duì)所選的驅(qū)動(dòng)元件進(jìn)行了驗(yàn)算以提高設(shè)計(jì)的可靠性。探究了物料搬運(yùn)機(jī)械手氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制回路,對(duì)各驅(qū)動(dòng)元件的配件型號(hào)進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)。根據(jù)物料搬運(yùn)機(jī)械手的控制要求,設(shè)定了I/