機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)---高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）</p><p>　　題目：高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手設(shè)計(jì)</p><p>　　院 別：汽車(chē)與交通學(xué)院</p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)：交通運(yùn)輸二班</p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p>　　學(xué) 號(hào)： </

2、p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p>　　2009年6月18日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　帶電作業(yè)是為了保證供電設(shè)備安全、可靠運(yùn)行、提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和服務(wù)質(zhì)量的重要檢修手段。</p><p>　　本篇論文基于高空帶電

3、作業(yè)的需要設(shè)計(jì)了高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手。為了達(dá)到一種簡(jiǎn)易直觀的效果，本文選用SolidWorks軟件對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，以SolidWorks軟件為平臺(tái)，對(duì)高空帶電作業(yè)機(jī)械手進(jìn)行了零件建模、虛擬裝配、爆炸視圖及動(dòng)畫(huà)演示。</p><p>　　本篇論文首先大致介紹了帶電作業(yè)車(chē)及帶電作業(yè)的知識(shí),然后著重?cái)⑹隽烁呖諑щ娮鳂I(yè)機(jī)械手零部件建模、裝配、爆炸視圖及動(dòng)畫(huà)演示的制作方法。在機(jī)械手的零部件設(shè)計(jì)中，主要設(shè)計(jì)底座、絕緣機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)

4、臺(tái)、機(jī)械臂、液壓機(jī)構(gòu)、機(jī)械手末端、專(zhuān)用夾具等，所使用的操作主要有拉伸、鏡像、旋轉(zhuǎn)、掃描等。最后，對(duì)運(yùn)用SolidWorks軟件設(shè)計(jì)高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手進(jìn)行了總結(jié)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：SolidWorks，帶電作業(yè)車(chē)，機(jī)械手，動(dòng)作仿真</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Live Line Work

5、 has become an important means for examining and repairing，which can ensure power supply equipment to ran safely and reliable, ensuring power net to ran economically and afford better service for the users. </p>&

6、lt;p>　　The paper was based on the needs of live line work at height, in order to achieve a simple visual effects, SolidWorks was used to design animators of live line work trucks. As a platform for high-altitude opera

7、tion, SolidWorks charged parts manipulator modeling, virtual assembly, exploded view and animation presentation.</p><p>　　Firstly, the paper introduced the live line work trucks and knowledge of live line wo

8、rk. And then, it focused on the high-altitude manipulator charged parts modeling, assembly, exploded view and animation demo production methods. There were lots of accessories in the robot design in the paper, such as th

9、e main design of the base, insulated body, turntable, arm, hydraulic body manipulator end, special fixtures, etc. Main operations used in the design were stretch, mirror, rotate and scanning. Fin</p><p>　　Ke

10、y words: SolidWorks, live line work trucks, robot, animator</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　目 錄

11、1</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究背景1</p><p>　　1.2 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手研究意義1</p><p>　　1.3 本文研究?jī)?nèi)容1</p><p>　　2 高空帶電作業(yè)車(chē)介紹3</p>&

12、lt;p>　　2.1 帶電作業(yè)3</p><p>　　2.2 帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手研究概況3</p><p>　　2.2.1 國(guó)外研究概況3</p><p>　　2.2.2 國(guó)內(nèi)研究概況4</p><p>　　3 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手設(shè)計(jì)與建模7</p><p>　　3.1 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手總體設(shè)計(jì)7

13、</p><p>　　3.2 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手底座8</p><p>　　3.2.1 底座的設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.2.2 底座的建模8</p><p>　　3.3 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手絕緣機(jī)構(gòu)14</p><p>　　3.3.1 絕緣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3

14、.3.2 絕緣機(jī)構(gòu)的建模16</p><p>　　3.4 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)臺(tái)17</p><p>　　3.4.1 旋轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.4.2 旋轉(zhuǎn)臺(tái)的建模18</p><p>　　3.5高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手機(jī)械臂27</p><p>　　3.5.1 機(jī)械臂的設(shè)計(jì)27</p

15、><p>　　3.5.2 機(jī)械臂的建模27</p><p>　　3.6 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手液壓機(jī)構(gòu)32</p><p>　　3.6.1 液壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)32</p><p>　　3.6.2 液壓機(jī)構(gòu)的建模34</p><p>　　3.7 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手末端41</p><p>　　3

16、.7.1 機(jī)械手末端的設(shè)計(jì)41</p><p>　　3.7.2 機(jī)械手末端的建模43</p><p>　　3.8 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手專(zhuān)用夾具46</p><p>　　3.8.1 機(jī)械手專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)46</p><p>　　3.8.2 機(jī)械手專(zhuān)用夾具的建模47</p><p>　　3.9 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械

17、手其他小零件51</p><p>　　3.9.1機(jī)械手小零件的設(shè)計(jì)51</p><p>　　3.9.2 機(jī)械手小零件的建模52</p><p>　　4 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手的虛擬裝配55</p><p>　　4.1 機(jī)械手主要零部件的裝配內(nèi)容55</p><p>　　4.1.1 絕緣子的裝配55</p

18、><p>　　4.1.2 機(jī)械臂的裝配57</p><p>　　4.1.3 機(jī)械手末端的裝配58</p><p>　　4.2 裝配體統(tǒng)計(jì)60</p><p>　　5 機(jī)械手虛擬裝配動(dòng)畫(huà)制作61</p><p>　　5.1 裝配體爆炸61</p><p>　　5.2 爆炸視圖的爆炸步驟61

19、</p><p>　　5.3 解除爆炸63</p><p>　　6 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手動(dòng)作仿真64</p><p>　　6.1 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手的工作流程64</p><p>　　6.1.1 準(zhǔn)備工作64</p><p>　　6.1.2 取線動(dòng)作65</p><p>　　6.1.

20、3 接線對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作65</p><p>　　6.1.4 接線動(dòng)作66</p><p>　　6.1.5 斷線動(dòng)作66</p><p>　　6.2 動(dòng)作仿真動(dòng)畫(huà)制作66</p><p>　　6.2.1 SolidWorks Animator66</p><p>　　6.2.2 制作步驟66</p>

21、<p>　　7 結(jié)論和展望69</p><p><b>　　7.1 結(jié)論69</b></p><p>　　7.2 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手發(fā)展展望69</p><p><b>　　致 謝71</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)72</b></p

22、><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 研究背景</b></p><p>　　國(guó)際上關(guān)于現(xiàn)代機(jī)械手的研究始于20世紀(jì)中期，其技術(shù)背景是計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化的發(fā)展，以及原子能的應(yīng)用。為了能代替人在原子能實(shí)驗(yàn)室的惡劣環(huán)境中去處理放射性物質(zhì)，美國(guó)原子能委員會(huì)的阿爾貢研究所1948年開(kāi)發(fā)了機(jī)械式的主從機(jī)械

23、手[1]。進(jìn)入二十世紀(jì)80年代以來(lái)，由于科學(xué)技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、各國(guó)政府以及科研人員的努力，機(jī)械手技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。機(jī)械手也在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，其中高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手就是非制造業(yè)領(lǐng)域較為典型的一種。</p><p>　　1.2 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手研究意義</p><p>　　帶電作業(yè)已成為保證供電設(shè)備安全、可靠運(yùn)行、提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和為用戶服務(wù)質(zhì)量的一個(gè)重要檢修手段。

24、帶電作業(yè)的價(jià)值也是非常明顯的，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都是很可觀的。</p><p>　　但是，過(guò)去幾十年里，（特別是在我國(guó)）帶電作業(yè)都是人工完成的，即所謂人工帶電作業(yè)。人工帶電作業(yè)雖然創(chuàng)造過(guò)不少“奇跡”，但也存在著許多固有缺陷，首先在人們的心理上和實(shí)踐中總是存在安全方面的重大威脅；其次，所需設(shè)備復(fù)雜、造價(jià)昂貴，對(duì)作業(yè)人員的技術(shù)水平和熟悉程度要求都很高，從而限制了人工帶電作業(yè)的發(fā)展。并且，在今后輸電線路的發(fā)展中，為了減

25、少線路走廊的空間，將出現(xiàn)緊湊型桿塔的線路。這種類(lèi)型的線路，將給保證人工帶電作業(yè)的安全距離帶來(lái)困難。</p><p>　　使用機(jī)械手作業(yè)可以提高配電可靠性、提高帶電作業(yè)人員的人身安全，降低作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高帶電作業(yè)的自動(dòng)化水平。</p><p>　　1.3 本文研究?jī)?nèi)容</p><p>　　本文基于高空帶電作業(yè)的需要，運(yùn)用solidWorks軟件，設(shè)計(jì)了高空帶電作業(yè)

26、車(chē)機(jī)械手。首先進(jìn)行機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)與建模，高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手主要零部件有底座、絕緣機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、機(jī)械臂、液壓機(jī)構(gòu)、機(jī)械手末端、專(zhuān)用夾具等；其次，分別對(duì)該零部件的設(shè)計(jì)過(guò)程作了詳細(xì)介紹；再次，講解機(jī)械手各零部件的具體裝配過(guò)程和爆炸視圖過(guò)程；最后運(yùn)用SolidWorks Animator描述機(jī)械手的動(dòng)畫(huà)仿真的制作過(guò)程。</p><p>　　機(jī)械手是高空帶電作業(yè)車(chē)重要組成部分，合理地設(shè)計(jì)機(jī)械手各組成機(jī)構(gòu)的零件布局、運(yùn)

27、動(dòng)原理，可以大大提高現(xiàn)有機(jī)械手的安全性，操縱穩(wěn)定性以及輕便性，提高使用性能、減小總成體積、降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，以便逐步推廣和普及。</p><p>　　本設(shè)計(jì)要解決的主要問(wèn)題是學(xué)習(xí)SolidWorks軟件并使用SolidWorks軟件設(shè)計(jì)高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手的各個(gè)零部件，對(duì)其進(jìn)行虛擬裝配，作業(yè)方式也作了扼要說(shuō)明，并進(jìn)行動(dòng)作仿真動(dòng)畫(huà)演示。</p><p>　　2 高空帶電作業(yè)車(chē)介

28、紹</p><p><b>　　2.1 帶電作業(yè)</b></p><p>　　帶電作業(yè)是在高壓電器設(shè)備上進(jìn)行不停電檢修、部件更換或測(cè)試的作業(yè)。帶電作業(yè)是一項(xiàng)特殊的工程技術(shù)，它直接涉及人的生命安全。如圖2-1。</p><p>　　2.2 帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手研究概況</p><p>　　2.2.1 國(guó)外研究概況</p&

29、gt;<p>　　為了提高帶電作業(yè)的自動(dòng)化水平和安全性，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和強(qiáng)電磁場(chǎng)對(duì)操作人員的人身威脅，許多國(guó)家都先后開(kāi)展了高空帶電作業(yè)車(chē)的研究，如日本、西班牙、美國(guó)、加拿大、意大利等國(guó)家先后開(kāi)展了對(duì)高空帶電作業(yè)車(chē)的研究。在日本,由九州電力公司和安川機(jī)器人公司合作，于1984牛開(kāi)始了高空高壓帶電作業(yè)機(jī)械手的研究?，F(xiàn)在，日本的高空高壓帶電作業(yè)機(jī)械手研究已經(jīng)進(jìn)入第三代（Phase Ⅲ）。日本的第一代機(jī)器人（PhaseⅠ）

30、已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化的程度。美國(guó)、加拿大也是在80年代中期開(kāi)展了高空帶電作業(yè)車(chē)的研究。西班牙在1990年首次開(kāi)展了帶電作業(yè)機(jī)械手的研制，并于1994年完成了第一個(gè)階段的工作[2]。</p><p>　　縱觀國(guó)外20多年來(lái)帶電作業(yè)車(chē)的發(fā)展歷史，可以將其分為三代：</p><p>　　第一代，主從控制式。這也是國(guó)外正在廣泛使用的形式，以日本為代表，采取主從控制，有兩個(gè)作業(yè)機(jī)械臂，工作人員在高空的工作

31、室中，通過(guò)控制手柄或主手對(duì)機(jī)器人的作業(yè)進(jìn)行控制的形式。如圖2-2所示。</p><p>　　第二代，半自主式。操作人員在地面控制機(jī)械手作業(yè)，應(yīng)用了一些視覺(jué)、激光測(cè)距等傳感器，能識(shí)別作業(yè)目標(biāo)的大體位置，通過(guò)人機(jī)交互來(lái)精確定位，不能識(shí)別較為復(fù)雜的環(huán)境。如圖2-3所示。</p><p>　　第三代，全自主式。目前尚未研制出樣機(jī)，具有較高的智能，具有對(duì)環(huán)境的三維識(shí)別、自身控制以及自主作業(yè)決策的功能

32、，這種全自主的機(jī)器人研制尚需一定的時(shí)日。</p><p>　　圖2-2日本第一代高空帶電作業(yè)車(chē) 圖2-3日本第二代高空帶電作業(yè)車(chē)[3]</p><p>　　2.2.2 國(guó)內(nèi)研究概況</p><p>　　根據(jù)國(guó)內(nèi)帶電作業(yè)的發(fā)展來(lái)看，帶電作業(yè)技術(shù)發(fā)展可以分為四個(gè)階段[4]：</p><p>　　1、絕緣防護(hù)技術(shù)階段。在這一階段里

33、，操作工人通過(guò)絕緣手套、絕緣服、絕緣鞋直接對(duì)帶電設(shè)備進(jìn)行帶電作業(yè)。由于這種作業(yè)方式危險(xiǎn)性較大，國(guó)內(nèi)已經(jīng)廢止。</p><p>　　2、絕緣工具技術(shù)階段。操作人員通過(guò)絕緣工具間接進(jìn)行帶電作業(yè)，如利用環(huán)氧樹(shù)脂玻璃布管做成的絕緣工具進(jìn)行帶電作業(yè)。這種作業(yè)方式需要操作人員具有很熟練的操作技巧，并且屬于高空作業(yè)，因此勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)性高。</p><p>　　3、絕緣斗臂車(chē)技術(shù)階段。操作人員借助于絕

34、緣斗臂車(chē)進(jìn)行帶電作業(yè)，與上述兩個(gè)階段相比，作業(yè)方式有了較大的進(jìn)步，減輕了工人登高的勞動(dòng)強(qiáng)度，增大了絕緣防護(hù)力度。國(guó)內(nèi)帶電作業(yè)水平現(xiàn)在正處于這個(gè)階段。</p><p>　　4、機(jī)器人技術(shù)階段。利用機(jī)械手輔助或代替人進(jìn)行帶電作業(yè)，不僅保證了操作人員的人身安全，而且大大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率和操作的規(guī)范性，還可以做到全天候帶電作業(yè)。</p><p>　　通過(guò)調(diào)查，濰坊市總供電公司轄有諸城

35、、壽光、青州、安丘、高密、昌樂(lè)、昌邑、臨朐、寒亭9個(gè)供電公司，城區(qū)、坊子、峽山、濱海、開(kāi)發(fā)區(qū)5個(gè)供電部。每個(gè)供電單位有至少2臺(tái)的高空帶電作業(yè)車(chē)，全部為第三階段絕緣斗臂車(chē)技術(shù)階段的高空帶電作業(yè)車(chē)。</p><p>　　現(xiàn)在國(guó)內(nèi)汽車(chē)廠商生產(chǎn)的高空帶電作業(yè)車(chē)如圖2-4，2-5，2-6所示。</p><p>　　圖2-4北汽福田生產(chǎn)的奧鈴高空帶電作業(yè)車(chē)</p><p>　　

36、圖2-5北汽福田生產(chǎn)的歐馬可高空帶電作業(yè)車(chē)</p><p>　　圖2-6青特集團(tuán)青島中汽特種汽車(chē)有限公司生產(chǎn)的高空帶電作業(yè)車(chē)</p><p>　　1999年，山東電力集團(tuán)公司在國(guó)內(nèi)首次對(duì)第四階段的高空帶電作業(yè)車(chē)進(jìn)行了立項(xiàng)。2002年3月，山東省電力研究院、山東魯能智能技術(shù)有限公司和濟(jì)寧電業(yè)局成功研制出我國(guó)第一臺(tái)“高壓帶電作業(yè)機(jī)器人”，這是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高空帶電作業(yè)車(chē)樣機(jī)（如圖2-7

37、）。2002年l1月l2日，該高空帶電作業(yè)車(chē)樣機(jī)通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收鑒定。2008年，該高空帶電作業(yè)車(chē)普及推廣工程已經(jīng)啟動(dòng)，預(yù)計(jì)2009年年底進(jìn)入實(shí)用化應(yīng)用[5]。</p><p>　　2005年2月26日由山東科技大學(xué)機(jī)器人研究中心承擔(dān)，經(jīng)過(guò)兩年多的努力，研制成功的“配電帶電作業(yè)機(jī)器人”在濟(jì)南通過(guò)了863專(zhuān)家組驗(yàn)收[6]。</p><p>　　圖2-7山東省電力研究院設(shè)計(jì)的高壓帶電作業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)

38、室樣機(jī)</p><p>　　3 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手設(shè)計(jì)與建模</p><p>　　3.1 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手總體設(shè)計(jì) </p><p>　　高空帶電作業(yè)車(chē)主要組成部分：拖動(dòng)汽車(chē)及其底盤(pán)、升降系統(tǒng) 、機(jī)械手。</p><p>　　根據(jù)我國(guó)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，為了避免機(jī)械手結(jié)構(gòu)上不必要的繁瑣和復(fù)雜程度，降低高空帶電作業(yè)車(chē)的研制和生產(chǎn)成本，提高

39、工效，選擇了主從控制操作式高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手的設(shè)計(jì)。該機(jī)械手的性能介于國(guó)外第一代和第二代高空帶電作業(yè)車(chē)之間，即操作人員在絕緣斗內(nèi)進(jìn)行操作，采用局部人機(jī)交互智能控制技術(shù)。</p><p>　　該機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、絕緣安全和專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手主要由如下部分組成：底座、絕緣機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、機(jī)械臂、液壓機(jī)構(gòu)、機(jī)械手

40、末端、專(zhuān)用夾具。如圖3-1，3-2，3-3所示。</p><p>　　圖3-1高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手總裝配圖</p><p>　　圖3-2機(jī)械手末端裝配圖 圖3-3機(jī)械手夾具</p><p>　　該機(jī)械手的功能：以主從遙控方式，利用機(jī)械手末端所攜帶的相應(yīng)專(zhuān)用工具，可以完成10kV線路的帶電斷線、帶電接線、帶電修補(bǔ)導(dǎo)線、帶電更換絕

41、緣子、帶電更換跌落開(kāi)關(guān)、帶電更換避雷器等。并且，該機(jī)器人所能完成10kV線路帶電作業(yè)工作的種類(lèi)和質(zhì)量跟機(jī)械手末端所攜帶的專(zhuān)用工具也是密切相關(guān)的。 如攜帶斷線鉗時(shí)，可以剪斷導(dǎo)線；攜帶壓線鉗時(shí)，可以接線。</p><p>　　操作人員在絕緣斗內(nèi)進(jìn)行操作，采用人機(jī)交互智能控制技術(shù)來(lái)控制作業(yè)機(jī)械手完成相應(yīng)的帶電作業(yè)工作。帶電斷線、帶電接線、帶電修補(bǔ)導(dǎo)線時(shí)采用主從操作。機(jī)械手在完成精確作業(yè)任務(wù)如更換絕緣子、更換跌落開(kāi)關(guān)、更

42、換避雷器等任務(wù)時(shí)采用主從與自主結(jié)合的方法進(jìn)行控制。</p><p>　　3.2 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手底座</p><p>　　3.2.1 底座的設(shè)計(jì)</p><p>　　底座的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，最終生成的零件圖,如圖3-4所示。</p><p>　　3.2.2 底座的建模</p><p>　　完成如圖3-4所示高空帶電作業(yè)

43、車(chē)機(jī)械手底座的設(shè)計(jì)流程如下：</p><p>　　(1)新建文件。首先打開(kāi)SolidWorks 軟件，在下拉菜單選擇“文件”→“新建”命令或標(biāo)準(zhǔn)工具欄“新建”圖標(biāo), 選擇“零件”，單擊確定［7］如圖3-5所示。</p><p>　　(2)草圖繪制1。在繪圖前先選定前視為繪圖的基準(zhǔn)面，然后單擊正視于進(jìn)行繪圖。單擊矩形在基準(zhǔn)面上畫(huà)一矩形，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸。如圖3-6所示。</p&g

44、t;<p>　　圖3-5新建文件 圖3-6草圖繪制1</p><p>　　(3)生成拉伸1。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-7所示，輸入給定深度尺寸。</p><p><b>　　圖3-7生成拉伸1</b></p><p>　　(4)草圖繪制2。單擊基準(zhǔn)面1，如圖3-8所示。單擊正視于,單擊矩形在基

45、準(zhǔn)面上畫(huà)一矩形，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-9。</p><p>　　圖3-8基準(zhǔn)面1 圖3-9草圖繪制2</p><p>　?。?)生成切除拉伸1。單擊切除拉伸進(jìn)行切除拉伸，如圖3-10所示，選擇完全貫穿。</p><p>　　圖3-10生成切除拉伸1</p><p>　?。?)草圖

46、繪制2。單擊基準(zhǔn)面2，如圖3-11所示。單擊正視于,單擊矩形在基準(zhǔn)面上畫(huà)兩個(gè)矩形，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-12。</p><p>　　圖3-11 基準(zhǔn)面2 圖3-12草圖繪制2</p><p>　?。?)生成切除拉伸3。單擊切除拉伸進(jìn)行切除拉伸，如圖3-13所示，選擇完全貫穿。</p><p>　　圖3-13切除拉

47、伸3</p><p>　?。?)草圖繪制3。單擊基準(zhǔn)面3如圖3-14所示。單擊正視于,單擊中心線在基準(zhǔn)面上畫(huà)中心線，單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)出所需直徑的圓，單擊鏡像實(shí)體得到對(duì)稱(chēng)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸。如圖3-15。</p><p><b>　　圖3-14基準(zhǔn)面3</b></p><p>　　圖3-15草圖繪制3</p><p&

48、gt;　?。?)生成切除拉伸6。單擊切除拉伸進(jìn)行切除拉伸，如圖3-16所示，選擇成形到下一面。</p><p>　　圖3-16生成切除拉伸6</p><p>　?。?0)生成圓角。單擊圓角如圖3-17生成圓角2，如圖3-18生成圓角3，如圖3-19生成圓角4。</p><p><b>　　圖3-17圓角2</b></p><

49、p><b>　　圖3-18圓角3</b></p><p><b>　　圖3-19圓角4</b></p><p>　?。?1）保存。單擊保存，底座設(shè)計(jì)完成。</p><p>　　3.3 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手絕緣機(jī)構(gòu)</p><p>　　3.3.1 絕緣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p

50、>　　為了保證操作人員與高壓電場(chǎng)完全隔離，就是要求操作人員在作業(yè)時(shí)不能接觸到機(jī)械手各部位，進(jìn)行操作的各電器設(shè)備相對(duì)于操作人員的電位差均為0。高空帶電作業(yè)車(chē)進(jìn)行作業(yè)時(shí)操作人員站立于絕緣斗內(nèi)，操作機(jī)器人主手、機(jī)器人主控計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手進(jìn)行作業(yè)。這就要求機(jī)器人絕緣斗、機(jī)器人主手、機(jī)器人主控計(jì)算機(jī)均與高壓電場(chǎng)絕緣。為保證作業(yè)人員的人身安全，設(shè)計(jì)的機(jī)械手采用了如下絕緣防護(hù)措施：</p><p>　　（1）絕緣夾具、涂

51、料</p><p>　　高壓帶電作業(yè)機(jī)械手末端夾具是與高壓線路直接接觸的部分，為保證整個(gè)電器系統(tǒng)的高壓安全以及機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)對(duì)地絕緣。機(jī)械手末端設(shè)計(jì)了絕緣夾具保證高壓線與機(jī)械臂絕緣，機(jī)器人從手覆蓋絕緣涂料，防止相間短路。</p><p><b>　?。?）無(wú)線電傳輸</b></p><p>　　當(dāng)機(jī)械手末端夾具絕緣防護(hù)失靈時(shí)，高壓電會(huì)經(jīng)控制回路

52、使機(jī)器人主手帶電。操作人員操作機(jī)器人主手時(shí)會(huì)造成人身事故。為此在主控制系統(tǒng)與從控制系統(tǒng)之間加裝了無(wú)線數(shù)傳臺(tái)，對(duì)主控制柜與從控制柜進(jìn)行電器隔離，達(dá)到后備防護(hù)的目的。</p><p>　　無(wú)線電傳輸?shù)氖褂萌鐖D3-20所示：</p><p>　　圖3-20無(wú)線電傳輸</p><p>　　機(jī)器人控制系統(tǒng)中的主控電腦采集主手位置信息，通過(guò)無(wú)線電傳輸發(fā)送到機(jī)器人從控制柜，機(jī)器人

53、主控制柜與從控制柜之間沒(méi)有任何電器連接。</p><p><b>　?。?）絕緣部件</b></p><p>　　機(jī)械手本體安裝于作業(yè)平臺(tái)上，共兩個(gè)機(jī)械手，每個(gè)機(jī)械手包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)，八個(gè)機(jī)械臂，四個(gè)液壓缸，一個(gè)機(jī)械手末端，八個(gè)夾具。由于整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的重量較大考慮到整個(gè)升降平臺(tái)的機(jī)械強(qiáng)度，整個(gè)平臺(tái)為鋼結(jié)構(gòu)支架。由于機(jī)器人從手直接接觸高壓導(dǎo)線，必須考慮兩機(jī)械臂之間的絕緣、機(jī)

54、械臂與作業(yè)平臺(tái)之間的絕緣，其它各組件之間的絕緣以及對(duì)作業(yè)平臺(tái)的絕緣，為此必須考慮增加絕緣機(jī)構(gòu)。因此在底座與旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間增加絕緣機(jī)構(gòu)不失為一個(gè)好方法。</p><p>　　設(shè)計(jì)的絕緣部件，如圖3-21所示。每個(gè)機(jī)械手通過(guò)4個(gè)絕緣部件與旋轉(zhuǎn)臺(tái)相連，如圖3-22所示。</p><p>　　3-22絕緣部件連接方式</p><p>　　3.3.2 絕緣機(jī)構(gòu)的建模</p&

55、gt;<p>　　完成如圖3-21所示高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手絕緣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程如下：</p><p>　　(1)新建文件。首先打開(kāi)SolidWorks 軟件，在下拉菜單選擇“文件”→“新建”命令或標(biāo)準(zhǔn)工具欄“新建”圖標(biāo), 選擇“零件”，單擊確定。</p><p>　　(2)草圖繪制1。在繪圖前先選定前視為繪圖的基準(zhǔn)面，然后單擊正視于進(jìn)行繪圖。單擊中心線和直線在基準(zhǔn)面上畫(huà)中心線和

56、直線，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-23所示。</p><p>　　(3)生成旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)2。單擊旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如圖3-24所示，選擇選項(xiàng)。</p><p>　　圖3-24生成旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)2</p><p>　?。?）保存。單擊保存，絕緣部件設(shè)計(jì)完成。</p><p>　　3.4 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)臺(tái)</p><p&g

57、t;　　3.4.1 旋轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)的高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)臺(tái)分上下兩部分，如圖3-25，3-26所示。旋轉(zhuǎn)臺(tái)下部通過(guò)絕緣部件與底座固定，旋轉(zhuǎn)臺(tái)上部通過(guò)螺栓與下臂固定，如圖3-27所示。驅(qū)動(dòng)方式為液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。</p><p>　　圖3-25旋轉(zhuǎn)臺(tái)下 圖3-26旋轉(zhuǎn)臺(tái)上</p><p>　　圖3-

58、27旋轉(zhuǎn)臺(tái)連接方式</p><p>　　3.4.2 旋轉(zhuǎn)臺(tái)的建模</p><p>　　1.完成如圖3-25所示高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)臺(tái)下的設(shè)計(jì)流程如下：</p><p>　　(1)新建文件。首先打開(kāi)SolidWorks 軟件，在下拉菜單選擇“文件”→“新建”命令或標(biāo)準(zhǔn)工具欄“新建”圖標(biāo), 選擇“零件”，單擊確定。</p><p>　　(2)

59、草圖繪制1。在繪圖前先選定前視為繪圖的基準(zhǔn)面，然后單擊正視于進(jìn)行繪圖。單擊矩形在基準(zhǔn)面上畫(huà)一矩形，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-28所示。</p><p>　　圖3-28草圖繪制1</p><p>　　(3)生成拉伸1。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-29所示，輸入給定深度尺寸。</p><p>　　圖3-29生成拉伸1</p><p>　　(4

60、)草圖繪制2。單擊基準(zhǔn)面1如圖3-30所示。單擊正視于,單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸。如圖3-31所示。</p><p>　　圖3-30基準(zhǔn)面1 圖3-31草圖繪制2</p><p>　　(5)生成拉伸2。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-32所示，輸入給定深度尺寸。</p><p>　　圖3-32生成拉伸2&l

61、t;/p><p>　　(6)草圖繪制3。單擊基準(zhǔn)面2，如圖3-33所示。單擊正視于,單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-34。</p><p>　　圖3-33基準(zhǔn)面2 圖3-34草圖繪制3</p><p>　　(7)生成拉伸3。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-35所示，輸入給定深度尺寸。</p>

62、<p>　　圖3-35生成拉伸3</p><p>　?。?)草圖繪制4。單擊基準(zhǔn)面3，如圖3-36所示。單擊正視于,單擊中心線在基準(zhǔn)面上畫(huà)中心線，單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)出所需直徑的圓，單擊鏡像實(shí)體得到對(duì)稱(chēng)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-37。</p><p>　　圖3-36基準(zhǔn)面3 圖3-37草圖繪制4</p><p&g

63、t;　　（9)生成切除拉伸1。單擊切除拉伸進(jìn)行切除拉伸，如圖3-38所示，選擇完全貫穿。</p><p>　　圖3-38生成拉伸1</p><p>　?。?0)生成圓角。單擊圓角，如圖3-39生成圓角1。</p><p>　　圖3-39生成圓角1</p><p>　?。?1）保存。單擊保存，旋轉(zhuǎn)臺(tái)下設(shè)計(jì)完成。</p><p

64、>　　2.完成如圖3-26所示高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的設(shè)計(jì)流程如下：</p><p>　　(1)新建文件。首先打開(kāi)SolidWorks 軟件，在下拉菜單選擇“文件”→“新建”命令或標(biāo)準(zhǔn)工具欄“新建”圖標(biāo), 選擇“零件”，單擊確定。</p><p>　　(2)草圖繪制1。在繪圖前先選定前視為繪圖的基準(zhǔn)面，然后單擊正視于進(jìn)行繪圖。單擊矩形在基準(zhǔn)面上畫(huà)一矩形，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸。

65、如圖3-40所示。</p><p>　　圖3-40草圖繪制1</p><p>　　(3)生成拉伸1。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-41所示，輸入給定深度尺寸。</p><p>　　圖3-41生成拉伸1</p><p>　　(4)草圖繪制2。單擊基準(zhǔn)面1，如圖3-42所示。單擊正視于,單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-43。&l

66、t;/p><p>　　圖3-42基準(zhǔn)面1 圖3-43草圖繪制2</p><p>　?。?)生成切除拉伸1。單擊切除拉伸進(jìn)行切除拉伸，如圖3-44所示，選擇給定深度。</p><p>　　圖3-44生成切除拉伸1</p><p>　?。?)草圖繪制3。單擊基準(zhǔn)面2，如圖3-45所示。單擊正視于,單擊中

67、心線在基準(zhǔn)面上畫(huà)中心線，單擊矩形在基準(zhǔn)面上畫(huà)出矩形，單擊鏡像實(shí)體得到對(duì)稱(chēng)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-46。</p><p>　　圖3-45基準(zhǔn)面2 圖3-46草圖繪制3</p><p>　?。?)草圖繪制4。單擊基準(zhǔn)面3，如圖3-47所示。單擊正視于,單擊中心線在基準(zhǔn)面上畫(huà)中心線，單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)出所需直徑的圓，單擊鏡像實(shí)體得到對(duì)稱(chēng)圓，并通過(guò)

68、智能尺寸修改尺寸，如圖3-48。</p><p>　　圖3-47基準(zhǔn)面3 圖3-48草圖繪制4</p><p>　?。?)生成切除拉伸2。單擊切除拉伸進(jìn)行切除拉伸，如圖3-49所示，選擇給定深度。</p><p>　?。?）同理對(duì)另兩個(gè)進(jìn)行切除拉伸后如圖3-50所示。</p><p><b>　

69、　圖3-50切除拉伸</b></p><p>　?。?0)生成圓角。單擊圓角，如圖3-51生成圓角1，如圖3-52生成圓角3。</p><p>　　圖3-51生成圓角1</p><p>　　圖3-52生成圓角3</p><p>　　（11）保存。單擊保存，旋轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)計(jì)完成。</p><p>　　3.5高空帶

70、電作業(yè)車(chē)機(jī)械手機(jī)械臂</p><p>　　3.5.1 機(jī)械臂的設(shè)計(jì)</p><p>　　機(jī)械臂有兩種方案：方案一為長(zhǎng)方體如圖3-54；方案二為圓柱體如圖3-53。</p><p>　　因?yàn)殚L(zhǎng)方體中間為空心，使得機(jī)械手的質(zhì)量大大減輕，對(duì)于進(jìn)行高空作業(yè)的高空帶電作業(yè)車(chē)的升降系統(tǒng)來(lái)說(shuō)這無(wú)疑是最大的優(yōu)勢(shì)。其次對(duì)于此機(jī)械手來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)方體的結(jié)構(gòu)比圓柱體的結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定。因而，采用長(zhǎng)

71、方體方案。</p><p>　　所設(shè)計(jì)的機(jī)械手有四個(gè)機(jī)械臂：（1）下臂如圖3-54；（2）中臂如圖3-55；（3）上臂如圖3-56；（4）小臂如圖3-57。</p><p>　　圖3-53下臂圓柱體方案 圖3-54下臂 圖3-55中臂</p><p>　　圖3-56上臂 圖3-57

72、小臂</p><p>　　3.5.2 機(jī)械臂的建模</p><p>　　1.完成如圖3-54所示高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手機(jī)械臂的設(shè)計(jì)流程如下：</p><p>　　(1)新建文件。首先打開(kāi)SolidWorks 軟件，在下拉菜單選擇“文件”→“新建”命令或標(biāo)準(zhǔn)工具欄“新建”圖標(biāo), 選擇“零件”，單擊確定。</p><p>　　(2)草圖繪制1。在繪

73、圖前先選定前視為繪圖的基準(zhǔn)面，然后單擊正視于進(jìn)行繪圖。單擊矩形在基準(zhǔn)面上畫(huà)一矩形，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-58所示。</p><p>　　圖3-58草圖繪制1</p><p>　　(3)生成拉伸1。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-59所示，輸入給定深度尺寸。</p><p>　　圖3-59生成拉伸1</p><p>　　(4)草圖繪制2。單

74、擊基準(zhǔn)面1，如圖3-60所示。單擊正視于,單擊矩形在基準(zhǔn)面上畫(huà)一矩形，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-61所示。</p><p>　　圖3-60基準(zhǔn)面1 圖3-61草圖繪制2</p><p>　　(5)生成拉伸2。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-62所示，輸入給定深度尺寸。</p><p>　　圖3-62生成拉伸2</p>

75、<p>　　(6)草圖繪制3。單擊基準(zhǔn)面2，如圖3-63所示。單擊正視于,單擊中心線在基準(zhǔn)面上畫(huà)中心線，單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)出所需直徑的圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-64所示。</p><p>　　圖3-63基準(zhǔn)面2 圖3-64草圖繪制3</p><p>　?。?)生成切除拉伸1。單擊切除拉伸進(jìn)行切除拉伸，如圖3-65所示，選擇完全貫穿。

76、</p><p>　　圖3-65生成切除拉伸1</p><p>　　（8）同理生成切除拉伸2,如圖3-66。</p><p>　　圖3-66生成切除拉伸2</p><p>　?。?)生成圓角。單擊圓角,如圖3-67，生成圓角2，如圖3-68生成圓角8。</p><p>　　圖3-67生成圓角2

77、 圖3-68生成圓角8</p><p>　?。?0）保存。單擊保存，下臂設(shè)計(jì)完成。</p><p>　　2.其它機(jī)械臂：中臂、上臂、小臂也都是用拉伸、切除來(lái)做。不做贅述。尺寸如圖3-69，3-70，3-71，3-72，3-73，3-74。</p><p><b>　　圖3-69中臂</b></p><p>&l

78、t;b>　　圖3-70上臂</b></p><p><b>　　圖3-71小臂</b></p><p>　　圖3-72中臂 圖3-73上臂 圖3-74小臂</p><p>　　下臂、中臂、上臂、小臂最后生成的零件圖如圖3-54，3-55，3-56，3-57。</p>&

79、lt;p>　　3.6 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手液壓機(jī)構(gòu)</p><p>　　3.6.1 液壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　在選擇機(jī)械手各個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來(lái)源時(shí)有兩種方案：方案一為用電動(dòng)機(jī)；方案二為用液壓缸。</p><p>　　因?yàn)槭菐щ娮鳂I(yè)，需要考慮的首要問(wèn)題就是絕緣，以保證操作人員的安全。電動(dòng)機(jī)雖然易于精確控制，但是，因?yàn)橛芯€束控制，會(huì)大大增加高壓電防護(hù)成本。而

80、且一旦高壓電弧擊穿電動(dòng)機(jī)線匝，后果更為嚴(yán)重。因而，選擇用液壓缸作為機(jī)械手動(dòng)力來(lái)源。</p><p>　　此外，在接線時(shí)要用到液壓鉗，如果使用電動(dòng)機(jī)必須加電-液伺服機(jī)構(gòu)。這樣不僅成本加大，結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜，不易維修。液壓缸柱塞的結(jié)構(gòu)，如圖3-75所示。</p><p>　　所設(shè)計(jì)的機(jī)械手有四個(gè)液壓缸：（1）下臂液壓缸，如圖3-76；（2）中臂液壓缸，如圖3-77；（3）上臂液壓缸，如圖3-78

81、；（4）小臂液壓缸，如圖3-79。 </p><p>　　圖3-76下臂液壓缸 圖3-77中臂液壓缸</p><p>　　圖3-78上臂液壓缸 圖3-79小臂液壓缸</p><p>　　對(duì)于中臂液壓缸和上臂液壓缸的結(jié)構(gòu)還有第二種同圖3-79小臂液壓缸的結(jié)構(gòu)的方案。</p><

82、p>　　如果采用第二種設(shè)計(jì)必須把機(jī)械臂的上臂和小臂設(shè)計(jì)成和中臂一樣的開(kāi)槽，如圖2-80。上臂和小臂如果不開(kāi)槽，液壓缸兩個(gè)孔、機(jī)械臂三點(diǎn)就會(huì)成為三角形如圖，由三角形的穩(wěn)定性，機(jī)械臂不會(huì)運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　圖3-80開(kāi)槽</b></p><p><b>　　圖3-81不開(kāi)槽</b></p><p>　　最

83、終選擇了如圖3-81的方案一。這樣由于平行四邊形的不穩(wěn)定性，只要液壓缸柱塞運(yùn)動(dòng)，機(jī)械臂定會(huì)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　方案一比方案二有兩大優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?。?）可以精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)。而且開(kāi)槽的方式會(huì)增加加工工續(xù)，增加成本。</p><p>　?。?）機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)距離大。機(jī)械手的范圍變大，對(duì)于高空作業(yè)講這是一大優(yōu)勢(shì)。</p><p&g

84、t;　　3.6.2 液壓機(jī)構(gòu)的建模</p><p><b>　　1．液壓缸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　完成如圖3-76所示高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手下臂液壓缸的設(shè)計(jì)流程如下：</p><p>　　(1)新建文件。首先打開(kāi)SolidWorks 軟件，在下拉菜單選擇“文件”→“新建”命令或標(biāo)準(zhǔn)工具欄“新建”圖標(biāo), 選擇“零件”，單擊確定。<

85、/p><p>　　(2)草圖繪制1。在繪圖前先選定前視為繪圖的基準(zhǔn)面，然后單擊正視于進(jìn)行繪圖。單擊矩形在基準(zhǔn)面上畫(huà)一矩形，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-82所示。</p><p>　　(3)生成拉伸1。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-83所示，輸入給定深度尺寸。</p><p>　　圖3-83生成拉伸1</p><p>　　(4)插入基準(zhǔn)面1。單擊參

86、考幾何體的基準(zhǔn)面插入基準(zhǔn)面1，如圖3-84所示，輸入距離。</p><p>　　圖3-84插入基準(zhǔn)面1</p><p>　　（5)草圖繪制2。單擊基準(zhǔn)面1。單擊正視于,單擊中心線在基準(zhǔn)面上畫(huà)中心線，單擊圓直線在基準(zhǔn)面上畫(huà)直線，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸。如圖3-85。</p><p>　　(6)生成旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)2。單擊旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如圖3-86所示，選擇選項(xiàng)。</

87、p><p>　　圖3-85草圖繪制2 圖3-86旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)2</p><p>　?。?)草圖繪制3。單擊基準(zhǔn)面2如圖3-87所示。單擊正視于,單擊中心線在基準(zhǔn)面上畫(huà)中心線，單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)出所需直徑的圓，單擊鏡像實(shí)體得到對(duì)稱(chēng)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-88所示。</p><p>　　圖3-87基準(zhǔn)面2

88、 圖3-88草圖繪制3</p><p>　　（8)生成切除拉伸1。單擊切除拉伸進(jìn)行切除拉伸，如圖3-89所示，選擇完全貫穿。</p><p>　　圖3-89生成切除拉伸1</p><p>　　（9)生成圓角。單擊圓角如圖3-90生成圓角1，如圖3-91生成圓角7。</p><p>　　圖3-90生成圓角1 <

89、/p><p>　　圖3-91生成圓角7</p><p>　?。?0）保存。單擊保存，下臂液壓缸設(shè)計(jì)完成。</p><p>　　其它機(jī)械臂液壓缸：中臂液壓缸、上臂液壓缸、小臂液壓缸也都是用拉伸、切除、旋轉(zhuǎn)等來(lái)做。不做贅述。尺寸如圖3-92，3-93，3-94。</p><p>　　圖3-92中臂液壓缸 圖3-93上臂液壓缸

90、 圖3-94小臂液壓缸</p><p>　　下臂液壓缸、中臂液壓缸、上臂液壓缸、小臂液壓缸最后生成的零件圖如圖3-76，3-77，3-78，3-79。</p><p>　　2．液壓缸柱塞的設(shè)計(jì)</p><p>　　完成如圖3-75所示高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手下臂液壓缸柱塞的設(shè)計(jì)流程如下：</p><p>　　(1)新建文件。首先打開(kāi)SolidWo

91、rks軟件，在下拉菜單選擇“文件”→“新建”命令或標(biāo)準(zhǔn)工具欄“新建”圖標(biāo), 選擇“零件”，單擊確定。</p><p>　　(2)草圖繪制1。在繪圖前先選定前視為繪圖的基準(zhǔn)面，然后單擊正視于進(jìn)行繪圖單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-95所示。</p><p>　　(3)生成拉伸1。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-96所示，輸入給定深度尺寸。</p><p&g

92、t;　　圖3-96生成拉伸1</p><p>　　(4)插入基準(zhǔn)面1。單擊參考幾何體的基準(zhǔn)面插入基準(zhǔn)面1，如圖3-97所示。</p><p>　　(5)草圖繪制2。單擊基準(zhǔn)面1。單擊正視于,單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-98所示。</p><p>　　圖3-97插入基準(zhǔn)面1 圖3-98草圖繪制2<

93、/p><p>　　(6)生成拉伸2。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-99所示，輸入給定深度尺寸。</p><p>　　圖3-99生成拉伸2</p><p>　　(7)草圖繪制3。單擊基準(zhǔn)面2，如圖3-100所示。單擊正視于,單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-101所示。</p><p>　　圖3-100基準(zhǔn)面2

94、 圖3-101草圖繪制3</p><p>　　（8)生成切除拉伸1。單擊切除拉伸進(jìn)行切除拉伸，如圖3-102所示，選擇完全貫穿。</p><p>　　圖3-102生成切除拉伸1</p><p>　?。?）保存。單擊保存，下臂液壓缸柱塞設(shè)計(jì)完成。</p><p>　　其它機(jī)械臂液壓缸柱塞：中臂液壓缸柱塞、上臂液壓缸柱塞

95、、小臂液壓缸柱塞也都是用拉伸、切除等來(lái)做。不做贅述。</p><p>　　3.7 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手末端</p><p>　　3.7.1 機(jī)械手末端的設(shè)計(jì)</p><p>　　所設(shè)計(jì)的機(jī)械手末端和傳統(tǒng)的相比，增加了自動(dòng)換刀裝置。傳統(tǒng)的機(jī)械手在不同的工序中要更換不同的工具，這樣在機(jī)械手工作過(guò)程中尤其是在類(lèi)似接線這樣的工序需要不同的專(zhuān)用夾具。需要停下來(lái)?yè)Q專(zhuān)用工具，增加

96、了工作量，浪費(fèi)了時(shí)間。為此，設(shè)想增加一個(gè)自動(dòng)換刀裝置，把常用的道具放上，需要用時(shí)只要驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)即可，如圖3-103所示。</p><p>　　圖3-103機(jī)械手末端</p><p>　　所設(shè)計(jì)的機(jī)械手末端有四種零件組成：（1）機(jī)械手中部（如圖3-104）；（2）機(jī)械手橫梁（如圖3-105）；（3）機(jī)械手下部（如圖3-106）；（4）方銷(xiāo)子（如圖3-107）。</p>&

97、lt;p>　　圖3-104機(jī)械手中部 圖3-105機(jī)械手橫梁 圖3-106機(jī)械手下部</p><p>　　圖3-107機(jī)械手方銷(xiāo)子</p><p>　　3.7.2 機(jī)械手末端的建模</p><p>　　1．機(jī)械手中部的設(shè)計(jì)</p><p>　　完成如圖3-72所示高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手中部的設(shè)計(jì)流程如下：<

98、/p><p>　　(1)新建文件。首先打開(kāi)SolidWorks 軟件，在下拉菜單選擇“文件”→“新建”命令或標(biāo)準(zhǔn)工具欄“新建”圖標(biāo), 選擇“零件”，單擊確定。</p><p>　　(2)草圖繪制1。在繪圖前先選定前視為繪圖的基準(zhǔn)面，然后單擊正視于進(jìn)行繪圖。單擊中心線畫(huà)中心線，單擊直線畫(huà)直線，單擊圓畫(huà)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-108所示。</p><p>　　圖

99、3-108草圖繪制1</p><p>　　(3)生成拉伸1。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-109所示，輸入給定深度尺寸。</p><p>　　圖3-109生成拉伸1</p><p>　　(4)草圖繪制2。單擊基準(zhǔn)面1如圖3-110所示。單擊中心線畫(huà)中心線，單擊直線畫(huà)直線，單擊圓畫(huà)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-111所示。</p><p>　

100、　圖3-110基準(zhǔn)面1 圖3-111草圖繪制2</p><p>　　(3)生成拉伸5。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-112所示，輸入給定深度尺寸。</p><p>　　圖3-112生成拉伸5</p><p>　　(4)草圖繪制3。單擊基準(zhǔn)面2，如圖3-113所示。單擊中心線畫(huà)中心線，單擊圓畫(huà)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸，如圖3-11

101、4所示。</p><p>　　圖3-113基準(zhǔn)面2 圖3-114草圖繪制3</p><p>　?。?)生成切除拉伸1。單擊切除拉伸進(jìn)行切除拉伸，如圖3-115所示，選擇給定深度。</p><p>　　圖3-115生成切除拉伸1</p><p>　?。?）保存。單擊保存，機(jī)械手中部設(shè)計(jì)完成。</p&

102、gt;<p>　　2.其它部件：機(jī)械手橫梁、機(jī)械手下部、方銷(xiāo)子也是用拉伸、切除來(lái)做。不做贅述。尺寸如圖3-116，3-117，3-118所示。</p><p>　　圖3-116機(jī)械手橫梁</p><p>　　圖3-117機(jī)械手下部</p><p><b>　　圖3-118方銷(xiāo)子</b></p><p>　　

103、機(jī)械手中部、機(jī)械手橫梁、機(jī)械手下部、方銷(xiāo)子最后生成的零件圖如圖3-104， 3-105 ，3-106， 3-107。</p><p>　　3.8 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手專(zhuān)用夾具</p><p>　　3.8.1 機(jī)械手專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)</p><p>　　機(jī)械手是高空帶電作業(yè)車(chē)的關(guān)鍵部件，機(jī)械手的專(zhuān)用夾具是機(jī)械手的關(guān)鍵部件。設(shè)計(jì)了四種夾具。</p><

104、p>　　(1)小壓線鉗，如圖3-119所示。</p><p>　　(2)大壓線鉗，如圖3-120所示。兩種壓線鉗設(shè)計(jì)了網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，可以增大對(duì)壓線夾的壓力。</p><p>　　(3)剪線鉗，如圖3-121所示。</p><p>　　(4)夾子，如圖3-122所示。夾子采用了類(lèi)似鉗子的紋理，可以增加對(duì)導(dǎo)線的摩擦力。夾具固定在自動(dòng)換刀裝置上，如圖3-123所示。&l

105、t;/p><p>　　圖3-119小壓線鉗 圖3-120大壓線鉗</p><p>　　圖3-121剪線鉗 圖3-122夾子 圖3-123自動(dòng)換刀裝置</p><p>　　3.8.2 機(jī)械手專(zhuān)用夾具的建模</p><p>　　1. 小壓線鉗的設(shè)計(jì)</p>&l

106、t;p>　　完成如圖3-119所示高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手小壓線鉗的設(shè)計(jì)流程如下：</p><p>　　(1)新建文件。首先打開(kāi)SolidWorks 軟件，在下拉菜單選擇“文件”→“新建”命令或標(biāo)準(zhǔn)工具欄“新建”圖標(biāo), 選擇“零件”，單擊確定。</p><p>　　(2)草圖繪制1。在繪圖前先選定前視為繪圖的基準(zhǔn)面，然后單擊正視于進(jìn)行繪圖。單擊矩形在基準(zhǔn)面上畫(huà)一矩形，并通過(guò)智能尺寸修改尺

107、寸,如圖3-124所示。</p><p>　　(3)生成拉伸1。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-125所示，輸入給定深度尺寸。</p><p>　　圖3-125生成拉伸1</p><p>　　(4)插入基準(zhǔn)面2。單擊參考幾何體的基準(zhǔn)面插入基準(zhǔn)面1，如圖3-126所示。</p><p>　　圖3-126插入基準(zhǔn)面2</p><p&

108、gt;　?。?)草圖繪制2。單擊基準(zhǔn)面1。單擊正視于,單擊中心線在基準(zhǔn)面上畫(huà)中心線，單擊圓直線在基準(zhǔn)面上畫(huà)直線，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸,如圖3-127所示。</p><p>　　(6)生成拉伸2。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-128所示，輸入給定深度尺寸。</p><p>　　圖3-128生成拉伸2</p><p>　　(7)草圖繪制3。單擊基準(zhǔn)面1如圖3-129所示。

109、單擊正視于,單擊中心線在基準(zhǔn)面上畫(huà)中心線，單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)出所需直徑的圓，單擊鏡像實(shí)體得到對(duì)稱(chēng)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸,如圖3-130所示。</p><p>　　圖3-129 基準(zhǔn)面1 圖3-130草圖繪制3</p><p>　　（8)生成切除拉伸1。單擊切除拉伸進(jìn)行切除拉伸，如圖3-131所示，選擇完全貫穿。</p><p

110、>　　圖3-131生成切除拉伸1</p><p>　?。?0)生成圓角。單擊圓角如圖3-132生成圓角1。</p><p>　　圖3-132生成圓角</p><p>　?。?1）保存。單擊保存，小壓線鉗的設(shè)計(jì)完成。</p><p>　　2.同樣拉伸、切除得到其他三個(gè)專(zhuān)用工具：大壓線鉗、剪線鉗、夾子。</p><p&g

111、t;　　3.9 高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手其他小零件</p><p>　　3.9.1機(jī)械手小零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)的其它小零件有：（1）壓線夾如圖3-133，（2）銷(xiāo)子如圖3-134，（3）墊圈如圖3-135，（4）引線如圖3-136。</p><p>　　圖3-133壓線夾 圖3-134銷(xiāo)子 圖3-135墊

112、圈 </p><p><b>　　圖3-136引線</b></p><p>　　本機(jī)械手用到的接線方式是用壓線夾，區(qū)別于目前機(jī)械手的接線方式是把引線用一個(gè)夾子掛到高壓線上，然后拉緊。這樣方法雖然簡(jiǎn)單，但是連接不牢靠，時(shí)間久了易產(chǎn)生高壓電弧，損壞電線，造成高壓線斷電，后果非常嚴(yán)重。而且如果拉的太緊可能會(huì)把絕緣子拉壞。</p><p>　　設(shè)計(jì)的

113、壓線夾兩端都可以用壓線鉗接線，靈感是由人工作業(yè)時(shí)接線夾（如圖3-137）而來(lái)的。壓線夾的內(nèi)部設(shè)計(jì)成粗糙面（如圖3-138所示）更有利于夾住引線。</p><p>　　圖3-137人工作業(yè)時(shí)用到的接線夾 圖3-138壓線夾的內(nèi)部</p><p>　　壓線夾被液壓鉗壓前、后的形狀如圖3-139，3-140，圖3-140所示的網(wǎng)格是為了增大液壓鉗對(duì)壓線夾的壓力，壓線鉗牙口設(shè)計(jì)

114、了網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，壓后產(chǎn)生的網(wǎng)格。</p><p>　　圖3-139被液壓鉗壓之前</p><p>　　圖3-140被液壓鉗壓之后</p><p>　　3.9.2 機(jī)械手小零件的建模</p><p><b>　　1. 壓線夾建模</b></p><p>　　完成如圖3-133所示高空帶電作業(yè)車(chē)機(jī)械手壓線

115、夾的設(shè)計(jì)流程如下：</p><p>　　(1)新建文件。首先打開(kāi)SolidWorks 軟件，在下拉菜單選擇“文件”→“新建”命令或標(biāo)準(zhǔn)工具欄“新建”圖標(biāo), 選擇“零件”，單擊確定。</p><p>　　(2)草圖繪制1。在繪圖前先選定前視為繪圖的基準(zhǔn)面，然后單擊正視于進(jìn)行繪圖。單擊圓在基準(zhǔn)面上畫(huà)圓，并通過(guò)智能尺寸修改尺寸,如圖3-141。</p><p>　　圖3-

116、141草圖繪制1</p><p>　　(3)生成拉伸1。單擊拉伸進(jìn)行拉伸，如圖3-142所示，輸入給定深度尺寸。</p><p>　　圖3-142生成拉伸1</p><p>　　(4)生成紋理。單擊紋理如圖3-143所示。</p><p>　　圖3-143生成紋理</p><p>　　（11）保存。單擊保存，壓線夾設(shè)計(jì)