重型桶裝成品搬運堆垛系統(tǒng)機構(gòu)設(shè)計論文[帶圖紙]

1、<p>　　重型桶裝成品搬運堆垛系統(tǒng)機構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在當(dāng)今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，工業(yè)機器人作為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認同并采用。工業(yè)機器人的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個國家工業(yè)自動化的水平。目前，工業(yè)機器人主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運以及堆垛等重

2、復(fù)性并且勞動強度極大的工作。</p><p>　　本課題主要對搬運機器人的機械部分展開討論，對原有的機械結(jié)構(gòu)提出了新的改進方法，并把現(xiàn)在的新技術(shù)應(yīng)用到本課題中，從而使得搬運機器人更加適用于現(xiàn)在的工業(yè)工作環(huán)境。通過詳細了解搬運機器人在工業(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了具體的搬運機器人設(shè)計要求，并根據(jù)搬運機器人各部分的設(shè)計原則，進行了系統(tǒng)總體方案設(shè)計以及包括：機器人的手部、腕部、臂部、腰部在內(nèi)的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。此搬運機器人的驅(qū)動

3、源來自液壓系統(tǒng)，執(zhí)行元件包括：柱塞式液壓缸、擺動液壓缸、伸縮式液壓缸等。通過液壓缸的運動來實現(xiàn)搬運機器人的各關(guān)節(jié)運動，進而實現(xiàn)搬運機器人的實際作業(yè)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：搬運機器人；液壓系統(tǒng)；機械結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　Heavy barrelled delivery stacking system design </p><p><b>　

4、　ABSTRACT</b></p><p>　　In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises to improve productivity, and, guarantee product quality, as an important part of the automation production line, ind

5、ustrial 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

6、 robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of signif</p><p>　　The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the origina

7、l 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 industria

8、l 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 ha</p><p>　　Keywords

9、：Transfer robot；Hydraulic System；Mechanical Design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1 工業(yè)機器人簡介1</p><p><b>　　1緒論1<

10、/b></p><p>　　1.1 工業(yè)機器人簡介1</p><p>　　6.1主要任務(wù)20</p><p>　　6.2技術(shù)要求20</p><p>　　6.3設(shè)計步驟20</p><p>　　6.3.1 搜集資料20</p><p>　　6.3.2計算21</p>

11、<p>　　6.3.3裝配圖及零件圖的繪制21</p><p>　　6.4 設(shè)計感想21</p><p><b>　　致 謝24</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明25</p><p>　　6.3.1 搜集資料20</p><p>　　6.3.2計算2

12、1</p><p>　　6.3.3裝配圖及零件圖的繪制21</p><p>　　6.4 設(shè)計感想21</p><p><b>　　參考文獻24</b></p><p><b>　　致 謝24</b></p><p><b>　　1緒論</b>&l

13、t;/p><p>　　1.1 工業(yè)機器人簡介</p><p>　　幾千年前人類就渴望制造一種像人一樣的機器，以便將人類從繁重的勞動中解脫出來。如古希臘神話《阿魯哥探險船》中的青銅巨人泰洛斯（Taloas)，猶太傳說中的泥土巨人等等，這些美麗的神話時刻激勵著人們一定要把美麗的神話變?yōu)楝F(xiàn)實，早在兩千年前就開始出現(xiàn)了自動木人和一些簡單的機械偶人。</p><p>　　到了近代

14、 ，機器人一詞的出現(xiàn)和世界上第一臺工業(yè)機器人問世之后，不同功能的機器人也相繼出現(xiàn)并且活躍在不同的領(lǐng)域，從天上到地下，從工業(yè)拓廣到 農(nóng)業(yè)、林、牧、漁，甚至進入尋常百姓家。機器人的種類之多，應(yīng)用之廣，影響之深，是我們始料未及的。</p><p>　　工業(yè)機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合

15、于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。 </p><p>　　機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù) 工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)

16、備，也是先進制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。 傳統(tǒng)的工業(yè)機器人常用于搬運、噴漆、焊接和裝配工作。工業(yè)現(xiàn)場的很多重體力勞動必將由機器代替,這一方面可以減輕工人的勞動強度,另一方面可以大大提高勞動生產(chǎn)率。搬運機器人是可以進行自動化搬運作業(yè)的工業(yè)機器人。最早的搬運機器人出現(xiàn)在1960年的美國Versatran和Unimate兩種機器人首次用于搬運作業(yè)。搬運作業(yè)是指用一種設(shè)備握持工件，是指從一個加工位置移到另一個加工位置。搬運機器人可安裝

17、不同的末端執(zhí)行器以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運工作大大減輕了人類繁重的體力勞動。目前世界上使用的搬運機器人逾10萬臺，被廣泛應(yīng)用于機床上下料、沖壓機自動化生產(chǎn)線、自動裝配流水線、碼垛搬運、集裝箱等的自動搬運。部分發(fā)達國家已制定出人工搬運的最大限度，超過限度的必須由搬運機器人來完成</p><p>　　應(yīng)用搬運機器人進行工作這是直接減少人力的一個側(cè)面，同時由于應(yīng)用搬運機械人可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一

18、個側(cè)面。因此在自動化機床的綜合加工自動線上目前幾乎都有搬運機械手以減少人力和更準確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進行工作生產(chǎn)。 可見有效的應(yīng)用搬運機械手，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢機械手是提高勞動生產(chǎn)率,改善勞動條件,減輕工人勞動強度和實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的一個重要手段,國內(nèi)外都很重視它的應(yīng)用和發(fā)展。搬運機器人是典型的機電一體化數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè)，將對未來生產(chǎn)和社會

19、發(fā)展起越來越重要的作用。搬運機器人在實際的工作中就是一個機械手，機械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認識：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機具進行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應(yīng)用。尤其是在高溫、高壓、粉塵

20、、噪音以及帶</p><p>　　機器人就是用機器代替人手，把工件由某個地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操縱工件進行加工。機器人一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機器人，也即本文所研究的對象。它是一種獨立的、不附屬于某一主機的裝置，可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項規(guī)定操作。它是除具備普通機械的物理性能之外，還具備通用機械、記憶智能的三元機械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機（Manipul

21、ator）。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電訊號操作機器人來進行探測月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機也屬于這一范疇。第三類是專業(yè)機器人，主要附屬于自動機床或自動生產(chǎn)線上，用以解決機床上下料和工件傳送。這種機器人在國外通常被稱之為“Mechanical Hand”，它是為主機服務(wù)的，由主機驅(qū)動。除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。</p><p>　　機器人按照結(jié)構(gòu)

22、形式的不同又可分為多種類型，其中關(guān)節(jié)型機器人以其結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間體積小，相對工作空間最大，甚至能繞過基座周圍的一些障礙物等這樣一些特點，成為機器人中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，世界一些著名機器人的本體部分都采用這種機構(gòu)形式的機器人。</p><p>　　要機器人像人一樣拿取東西，最簡單的基本條件是要有一套類似于指、腕、臂、關(guān)節(jié)等部分組成的抓取和移動機構(gòu)——執(zhí)行機構(gòu)；像肌肉那樣使手臂運動的驅(qū)動－傳動系統(tǒng)；像大腦那樣指

23、揮手動作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了機器人的性能。一般而言，機器人通常就是由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動－傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)這三部分組成。</p><p>　　1.2世界機器人的發(fā)展</p><p>　　工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。機器人的分類方法有多種, 按其應(yīng)用可分為：工業(yè)機器人、軍用機器人、農(nóng)業(yè)機器人、服務(wù)機器人、水下機器人、空間機器人和娛樂機器人。搬運機械人的是

24、工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機械手作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。</p><p>　　機器人首先是從美國開始研制的，1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機器人。它的結(jié)構(gòu)特點是機體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。日本是工業(yè)機

25、器人發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。自1969年從美國引進兩種典型機器人后，大力從事機器人的研究。</p><p>　　目前工業(yè)機器人大部分還屬于第一代，主要依靠人工進行控制；控制方式則為開環(huán)式，沒有識別能力；改進的方向主要是降低成本和提高精度。</p><p>　　第二代機器人正在加緊研制，它設(shè)有微型電子計算機控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息進

26、行反饋，使機器人具有感覺機能。</p><p>　　第三代機器人則能獨立地完成工作過程中的任務(wù),它與電子計算機和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造單元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中的重要一環(huán)。</p><p>　　隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會的進步，針對于上述各

27、個領(lǐng)域的機器人系統(tǒng)的應(yīng)用和研究對系統(tǒng)本身也提出越來越多的要求。制造業(yè)要求機器人系統(tǒng)具有更大的柔性和更強大的編程環(huán)境，適應(yīng)不同的應(yīng)用場合和多品種、小批量的生產(chǎn)過程。計算機集成制造（CIM）要求機器人系統(tǒng)能和車間中的其它自動化設(shè)備集成在一起。研究人員為了提高機器人系統(tǒng)的性能和智能水平，要求機器人系統(tǒng)具有開放結(jié)構(gòu)和集成各種外部傳感器的能力。</p><p>　　國外機器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢：</p>

28、;<p>　　(1) 工業(yè)機器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機價格不斷下降，平均單機價格從91年的10．3萬美元降至97年的6．5萬美元。</p><p>　　(2) 機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機器人整機；國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。</p><p

29、>　　(3) 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。</p><p>　　(4) 機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進行環(huán)境建模及決策控

30、制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。</p><p>　　(5) 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。</p><p>　　(6) 當(dāng)代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機器人走出實

31、驗室進入實用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實例。</p><p>　　(7) 機器人化機械開始興起。從94年美國開發(fā)出“虛擬軸機床”以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應(yīng)用的領(lǐng)域。</p><p>　　1.3 我國工業(yè)機器人的發(fā)展</p><p>　　有人認為，應(yīng)用機器人只是為了節(jié)省勞動力，而我國勞動

32、力資源豐富，發(fā)展機器人不一定符合我國國情。這是一種誤解。在我國，社會主義制度的優(yōu)越性決定了機器人能夠充分發(fā)揮其長處。它不僅能為我國的經(jīng)濟建設(shè)帶來高度的生產(chǎn)力和巨大的經(jīng)濟效益，而且將為我國的宇宙開發(fā)、海洋開發(fā)、核能利用等新興領(lǐng)域的發(fā)展做出卓越的貢獻。</p><p>　　我國的工業(yè)機器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機器人操作機的設(shè)計制造技術(shù)、控

33、制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)、運動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人；其中有130多臺套噴漆機器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線（站）上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，我國的工業(yè)機器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，如：可靠性低于國外產(chǎn)品；機器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距；在應(yīng)用規(guī)模上，我國已安裝的國

34、產(chǎn)工業(yè)機器人約200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機器人產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國的機器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求，“一客戶，一次重新設(shè)計”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、?；O(shè)計，積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。</p><p>　　我國的智能機器人和特種機器人在“863”計劃的

35、支持下，也取得了不少成果。其中最為突出的是水下機器人，6000米水下無纜機器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機種；在機器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機器人、智能裝配機器人、機器人化機械等的開發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步，與國外先進水平差距較大，需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點地系統(tǒng)

36、攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套可供實用的技術(shù)和產(chǎn)品，以期在“十五”后期立于世界先進行列之中。</p><p>　　國內(nèi)搬運機械手的發(fā)展趨勢主要可以概括為以下幾點：</p><p>　　(1) 搬運機械手性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機價格不斷下降。</p><p>　　(2) 機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、

37、檢測系統(tǒng)三位一體化:由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造搬運機械手整機;國外已有模塊化裝配搬運機械手產(chǎn)品問市。 </p><p>　　(3) 搬運機械手的控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu):大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 </p><p>　　(4) 搬運機械手中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置

38、、速度、加速度等傳感器外，搬運機械手還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器， </p><p>　　(5) 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在搬運機械手中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制如使遙控機械手操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱搬運機械手。 </p><p><b>　　1.4本文研究內(nèi)容</b></p><p>　　1.4.1機械手的技術(shù)參數(shù)</p

39、><p>　　對象：直徑300mm，高400mm的柱形桶裝；</p><p>　　抓重：100Kg(夾持式手部)；</p><p>　　自由度數(shù)：3個（手抓張合、手臂上下、左右移動）；</p><p>　　坐標形式：直角坐標；</p><p>　　目前使用的機械手的臂力范圍較大，國內(nèi)現(xiàn)有的機械手的臂力最小為0.15N，最大

40、為8000N。安全系數(shù)K一般可在。</p><p><b>　　1.4.2工作范圍</b></p><p>　　機械手的工作范圍根據(jù)工藝要求和操作運動的軌跡來確定。一個操作運動的軌跡是幾個動作的合成，在確定的工作范圍時，可將軌跡分解成單個的動作，由單個動作的行程確定機械手的最大行程。</p><p>　　本機械手的動作范圍確定如下：</p

41、><p>　　手臂升降行程350mm</p><p>　　手臂水平運動行程500mm</p><p><b>　　1.4.3運動速度</b></p><p>　　機械手各動作的最大行程確定之后，可根據(jù)生產(chǎn)需要的工作拍節(jié)分配每個動作的時間，進而確定各動作的運動速度。搬運機械手要完成整個搬運過程，需完成夾緊工件、手臂升降、伸縮，

42、平移等一系列的動作，這些動作都應(yīng)該在工作拍節(jié)規(guī)定的時間內(nèi)完成，具體時間的分配取決于很多因素，根據(jù)各種因素反復(fù)考慮，對分配的方案進行比較，才能確定。</p><p>　　機械手的總動作時間應(yīng)小于或等于工作拍節(jié)，如果兩個動作同時進行，要按時間長的計算，分配各動作時間應(yīng)考慮以下要求：</p><p>　?。?） 給定的運動時間應(yīng)大于液壓元件的執(zhí)行時間；</p><p>　

43、　（2） 伸縮運動的速度要大于回轉(zhuǎn)運動的速度，因為回轉(zhuǎn)運動的慣性一般大于伸縮運動的慣性。在滿足工作拍節(jié)要求的條件下，應(yīng)盡量選取較低的運動速度。機械手的運動速度與臂力、行程、驅(qū)動方式、緩沖方式、定位方式都有很大關(guān)系，應(yīng)根據(jù)具體情況加以確定。</p><p>　　（3） 在工作拍節(jié)短、動作多的情況下，常使幾個動作同時進行。為此驅(qū)動系統(tǒng)要采取相應(yīng)的措施，以保證動作的同步。</p><p>　　搬

44、運機械手的各運動速度如下：</p><p><b>　　手臂伸縮速度：；</b></p><p><b>　　手臂升降速度：；</b></p><p><b>　　手臂水平運動速度：</b></p><p>　　手指夾緊油缸的運動速度：</p><p>

45、　　1.4.4 手臂的配置形式</p><p>　　機械手的手臂配置形式基本上反映了它的總體布局。運動要求、操作環(huán)境、工作對象的不同，手臂的配置形式也不盡相同。本機械手采用懸掛式機械手。機座上可以裝上獨立的控制裝置，便于搬運與安放，機座底部也可以安裝行走機構(gòu)，已擴大其活動范圍，它分為手臂配置在機座頂部與手臂配置在機座立柱上兩種形式，本機械手采用手臂配置在機座立柱上的形式。手臂配置在機座立柱上的機械手多為圓柱坐標型

46、，它有升降、伸縮運動，工作范圍較大。</p><p><b>　　2 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案</b></p><p>　　2.1總體的設(shè)計思路</p><p>　　工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)形式主要有直角坐標結(jié)構(gòu)，圓柱坐標結(jié)構(gòu)，球坐標結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)四種。具體到本設(shè)計，因為要求搬運的加工工件的質(zhì)量達100Kg、直徑為300mm、高為400mm的圓桶，同時考慮到數(shù)控

47、機床布局的具體形式及對堆垛機的具體要求，考慮在滿足系統(tǒng)工藝要求的前提下，盡量簡化結(jié)構(gòu)，以減小成本、提高可靠度。該機械手在工作中需要3種運動,其中手臂的前后和升降運動為兩個直線運動，綜合考慮，機械手自由度數(shù)目取為3，坐標形式選擇直角坐標形式，即一個手爪張合自由度和兩個移動自由度，其特點是:結(jié)構(gòu)比較簡單。</p><p>　?。?） 根據(jù)系統(tǒng)的目標，明確所采用機器人的目的和任務(wù)；</p><p&g

48、t;　　（2） 分析機器人所在系統(tǒng)的工作環(huán)境；</p><p>　?。?） 根據(jù)機器人的工作要求，確定機器人的基本功能和方案。如機器人的自由度、動作精度的要求、所能抓取的重量、容許的運動范圍。</p><p>　?。?） 選擇各部件（手部、臂部、基座）的具體結(jié)構(gòu)，進行機器人總裝圖的設(shè)計；</p><p><b>　　2.2擬采用的方案</b>&

49、lt;/p><p>　　2.2.1自由度和坐標系的選擇</p><p>　　機器人的運動自由度是指各運動部件在三維空間相當(dāng)于固定坐標系所具有的獨立運動數(shù)，對于一個構(gòu)件來說，它有幾個運動坐標就稱其有幾個自由度。各運動部件自由度的總和為機器人的自由度數(shù)。機本次設(shè)計的搬運機器人為3自由度即：手爪張合、臂部升降、臂部的伸縮。</p><p>　　工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)形式主要有直角坐

50、標結(jié)構(gòu)、圓柱坐標結(jié)構(gòu)、球坐標結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)四種。由于本機械手是對桶裝成品進行搬運堆垛，它具有升降、伸縮、的自由度要求，所以選用直角坐標型機械手。</p><p>　　2.2.2驅(qū)動方式的選擇</p><p>　　驅(qū)動機構(gòu)是搬運機器人的重要組成部分。根據(jù)動力源的不同，工業(yè)機械手的驅(qū)動機構(gòu)大致可分為液壓、氣動、電動和機械驅(qū)動等四類。</p><p>　　液壓驅(qū)動壓力高

51、，可獲得大的輸出力，反應(yīng)靈敏，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，維修方便，但是，液壓元件成本高，油路比較復(fù)雜。氣動驅(qū)動壓力低，輸出力較小如需要輸出力大時，其結(jié)構(gòu)尺寸過大，阻尼效果差低速不易控制，但結(jié)構(gòu)簡單，能源方便，成本低。電動機驅(qū)動有：異步電動機、步進電動機為動力源，電動機使用簡單，且隨著材料性能的提高，電動機性能也逐漸提高。本次設(shè)計的搬運堆垛機構(gòu)的驅(qū)動機構(gòu)采用液壓驅(qū)動。</p><p>　　2.2.3手部的設(shè)計</p

52、><p>　　手部既直接與工件接觸的部分，一般是回轉(zhuǎn)型或平動型（多為回轉(zhuǎn)型，因其結(jié)構(gòu)簡單）。手部多為兩指（也有多指）；根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種；也可以用負壓式或真空式的空氣吸盤（主要用于可吸附的，光滑表面的零件或薄板零件）和電磁吸盤。</p><p>　　傳力機構(gòu)形式較多，常用的有：滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母式、彈簧式和重力式。本次設(shè)計的手部選擇夾持類回轉(zhuǎn)型

53、結(jié)構(gòu)手部。</p><p>　　2.2.4臂部的設(shè)計</p><p>　　手臂部件是機械手的重要握持部件。它的作用是支撐腕部和手部（包括工作或夾具），并帶動他們做空間運動。</p><p>　　臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內(nèi)任意一點。因此，在本次設(shè)計中臂部具有兩個自由度才能滿足基本要求，即手臂的伸縮、升降運動。</p><p>　　

54、手臂的各種運動通常用驅(qū)動機構(gòu)（如液壓缸）和各種傳動機構(gòu)來實現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中手部和工件的靜、動載荷，而且自身運動較為多，受力復(fù)雜。本次設(shè)計實現(xiàn)臂部的左右移動、升降運動，采用兩個相互垂直的直線缸來實現(xiàn)手臂的左右移動和升降。機器人手臂的伸縮使其手臂的工作長度發(fā)生變化，伸縮式臂部機構(gòu)的驅(qū)動可采用液壓缸直接驅(qū)動。</p><p>　　2.2.5機座的設(shè)計</p><p>　　機座

55、是機身機器人的基礎(chǔ)部分，起支撐作用。對固定式機器人，直接聯(lián)接在地面或懸掛在支架上，對可移動式機器人，則安裝在移動結(jié)構(gòu)上。機身由臂部運動（升降、平移）機構(gòu)及其相關(guān)的導(dǎo)向裝置、支撐件等組成。本次畢業(yè)設(shè)計的搬運機器人的機身選用懸掛式機身結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2.2.6機械手的技術(shù)參數(shù)</p><p>　?。?） 抓重：100Kg(夾持式手部)</p><p>　?。?/p>

56、2） 自由度數(shù)：3個（手抓張合、手臂上下、左右移動）</p><p>　?。?） 坐標形式：直角坐標</p><p>　?。?） 手臂運動參數(shù)</p><p>　　手臂左右行程：500mm</p><p>　　手臂上下行程：350mm</p><p><b>　　3 手部結(jié)構(gòu)</b></p&

57、gt;<p><b>　　3.1概述</b></p><p>　　手部是機械手直接用于抓取和握緊工件或夾持專用工具進行操作的部件，它具有模仿人手的功能，并安裝于機械手手臂的前端。機械手結(jié)構(gòu)型式不像人手，它的手指形狀也不像人的手指，它沒有手掌，只有自身的運動將物體包住，因此，手部結(jié)構(gòu)及型式根據(jù)它的使用場合和被夾持工件的形狀，尺寸，重量，材質(zhì)以及被抓取部位等的不同而設(shè)計各種類型的手

58、部結(jié)構(gòu)，它一般可分為鉗爪式，氣吸式，電磁式和其他型式。根據(jù)設(shè)計要求，本文采用夾鉗式的手部結(jié)構(gòu)。鉗爪式手部結(jié)構(gòu)由手指和傳動機構(gòu)和驅(qū)動裝置三部分組成。其傳動機構(gòu)形式比較多，如滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等，這里采用滑槽杠桿式。</p><p>　　3.2 設(shè)計時應(yīng)考慮的幾個問題</p><p>　?。?） 應(yīng)具有足夠的握力（即夾緊力）</p><

59、;p>　　在確定手指的握力時，除考慮工件重量外，還應(yīng)考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落。</p><p>　　（2） 手指間應(yīng)有一定的開閉角 </p><p>　　兩個手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。手指的開閉角保證工件能順利進入或脫開。若夾持不同直徑的工件，應(yīng)按最大直徑的工件考慮。</p><p>

60、;　　（3） 應(yīng)保證工件的準確定位 </p><p>　　為使手指和被夾持工件保持準確的相對位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應(yīng)的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶‘V’形面的手指，以便自動定心。</p><p>　?。?）應(yīng)具有足夠的強度和剛度 </p><p>　　手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機械手在運動過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動的影響，要求具有足夠

61、的強度和剛度以防止折斷或彎曲變形，但應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，自重輕。</p><p>　?。?）應(yīng)考慮被抓取對象的要求 </p><p>　　應(yīng)根據(jù)抓取工件的形狀、抓取部位和抓取數(shù)量的不同，來設(shè)計和確定手指的形狀。</p><p><b>　　3.3夾緊力的計算</b></p><p>　　手指握緊工件時所需的力稱為握力（

62、即夾緊力），一般來說，手指握力需克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運動狀態(tài)變化時所產(chǎn)生的載荷（慣性力或慣性力矩），使得工件保持良好的夾緊狀態(tài)。握力的大小與被夾持工件的重量、重心位置、以及夾持工件的范圍有關(guān)，我們把握力假想為作用在手指與工件接觸面的對稱平面內(nèi)，并設(shè)兩力大小相等，方向相反，用FN表示,可按下式3-1計算：</p><p><b>　?。?.1）</b></p>&l

63、t;p>　　式中： K1______安全系數(shù),有機械手的工藝和設(shè)計要求確定，通常取1.2～2.0；</p><p>　　K2______工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，可近似按下式估算：</p><p>　　其中， ______運載工件時重力方向運動最大加速度；</p><p>　　______重力加速度，；</p><p>　　

64、______運載工件時重力方向的最大上升速度；</p><p>　　______系統(tǒng)達到最高速度的時間，一般取0.03s~0.5s；</p><p>　　K3______方位系數(shù) ，根據(jù)手指形狀與工件形狀以及手指與工件位置不同進行選定；</p><p>　　G______被抓取工件重力（N）。</p><p>　　本設(shè)計K1取1.8，<

65、/p><p><b>　　，</b></p><p>　　取1，機械手所抓工件重100kg;</p><p>　　根據(jù)公式計算 </p><p>　　3..4夾緊缸的拉力的計算</p><p>　　實際所采用的液壓缸驅(qū)動力大于F。手爪的機械效率，取。</p><p&

66、gt;　　3..5確定夾緊缸的直徑</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　式中 D_____活塞直徑(mm)；</p><p>　　d_____活塞桿直徑(mm)；</p><p>　　P_____驅(qū)動壓力(Pa)。</p><p><b>　　取活塞桿直

67、徑,。</b></p><p><b>　?。?.3）</b></p><p><b>　　（3.4）</b></p><p><b>　　取液壓缸內(nèi)徑為；</b></p><p><b>　　活塞桿直徑；</b></p><

68、;p><b>　　活塞厚；</b></p><p><b>　　缸筒長度,?。?lt;/b></p><p>　　活塞行程，當(dāng)抓取300mm工件時，手爪從張開330mm減少到300mm，活塞移動的距離大約50mm，取行程。</p><p><b>　　4 臂部的結(jié)構(gòu)</b></p>&l

69、t;p><b>　　4.1 概述</b></p><p>　　機械手手臂的作用，是在一定的載荷和一定的速度下，實現(xiàn)在機械手所要求的工作空間內(nèi)的運動。在進行機械手手臂設(shè)計時，要遵循下述原則：</p><p>　?。?） 應(yīng)盡可能使機械手手臂各關(guān)節(jié)軸相互平行；相互垂直的軸應(yīng)盡可能相交于一點，這樣可以使機械手運動學(xué)正逆運算簡化，有利于機械手的控制；</p>

70、<p>　?。?）機械手手臂的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)滿足機械手工作空間的要求。工作空間的形狀和大小與機械手手臂的長度，手臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動范圍有密切的關(guān)系。但機械手手臂末端工作空間并沒有考慮機械手手腕的空間姿態(tài)要求，如果對機械手手腕的姿態(tài)提出具體的要求，則其手臂末端可實現(xiàn)的空間要小于上述沒有考慮手腕姿態(tài)的工作空間；</p><p>　　（3）為了提高機械手的運動速度與控制精度，應(yīng)在保證機械手手臂有足夠強度和剛度的條件

71、下，盡可能在結(jié)構(gòu)上、材料上設(shè)法減輕手臂的重量。力求選用高強度的輕質(zhì)材料，通常選用高強度鋁合金制造機械手手臂。目前，在國外，也在研究用碳纖維復(fù)合材料制造機械手手臂。碳纖維復(fù)合材料抗拉強度高，抗振性好，比重?。ㄆ浔戎叵喈?dāng)于鋼的1/4，相當(dāng)于鋁合金的2/3），但是，其價格昂貴，且在性能穩(wěn)定性及制造復(fù)雜形狀工件的工藝上尚存在問題，故還未能在生產(chǎn)實際中推廣應(yīng)用。目前比較有效的辦法是用有限元法進行機械手手臂結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。在保證所需強度與剛度的情況

72、下，減輕機械手手臂的重量；</p><p>　?。?）機械手各關(guān)節(jié)的軸承間隙要盡可能小，以減小機械間隙所造成的運動誤差。因此，各關(guān)節(jié)都應(yīng)有工作可靠、便于調(diào)整的軸承間隙調(diào)整機構(gòu)；</p><p>　　（5）機械手的手臂相對其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸應(yīng)盡可能在重量上平衡，這對減小電機負載和提高機械手手臂運動的響應(yīng)速度是非常有利的。在設(shè)計機械手的手臂時，應(yīng)盡可能利用在機械手上安裝的機電元器件與裝置的重量來減小

73、機械手手臂的不平衡重量，必要時還要設(shè)計平衡機構(gòu)來平衡手臂殘余的不平衡重量；</p><p>　?。?）機械手手臂在結(jié)構(gòu)上要考慮各關(guān)節(jié)的限位開關(guān)和具有一定緩沖能力的機械限位塊，以及驅(qū)動裝置，傳動機構(gòu)及其它元件的安裝。</p><p>　　4.2臂部具體設(shè)計方案及計算 </p><p>　　根據(jù)機械手實際工作需要，確定機械手的臂部需要實現(xiàn)升降和左右兩個相互垂直的直線運動

74、。機械手的臂部由垂直升降手臂（大臂）和左右平移手臂（小臂）組成。直線運過液壓傳動或電機驅(qū)動滾珠絲杠來實現(xiàn)?？紤]到本設(shè)計機械手所搬運工件的重量適中，大概100Kg，屬中型重量；同時考慮到機械手的動態(tài)性能及運動的穩(wěn)定性，安全性，對手臂的剛度有較高的要求。本設(shè)計選擇液壓驅(qū)動方式，液壓缸既是驅(qū)動元件，又是執(zhí)行運動件。</p><p>　　具體的設(shè)計方案為：機械手的垂直升降手臂（大臂）和左右平移手臂（小臂）的伸縮運動都為直

75、線運動，通過2個相互垂直的液壓缸來實現(xiàn)。其中:大臂液壓缸活塞桿的伸縮實現(xiàn)了機械手的升降，小臂液壓缸活塞的左右往復(fù)實現(xiàn)了機械手的左右平移。同時，因為控制和具體工作的要求，若僅僅通過增大液壓缸的缸徑來增大剛度，是不能滿足系統(tǒng)剛度要求的，所以在設(shè)計時另外增設(shè)了導(dǎo)向裝置。目前常用的導(dǎo)向裝置有單導(dǎo)向桿、雙導(dǎo)向桿、四導(dǎo)向桿等，在本機械手中采用單導(dǎo)向桿來增加手臂的剛性和導(dǎo)向性。在本機械手中采用的是單導(dǎo)向桿作為導(dǎo)向裝置，它可以增加手臂的剛性和導(dǎo)向性。本

76、設(shè)計機械手的臂部剖面圖如圖3-2所示。</p><p>　　4.3前后伸縮手臂的設(shè)計計算</p><p>　　4.3.1前后伸縮手臂驅(qū)動力的計算</p><p>　　手臂作水平伸縮直線運動時所需的驅(qū)動力計算公式為:</p><p><b>　　(3.5)</b></p><p>　　式中: __

77、____在起動或制動時，活塞桿所受的平均慣性力;</p><p>　　______摩擦阻力。手臂運動時，為運動件表面間的摩擦阻力。若是導(dǎo)向裝置，則為活塞和缸壁等處得摩擦阻力;</p><p>　　______密封裝置處的摩擦阻力(N)，用不同形狀的密封圈密封，其摩擦阻力不同；</p><p>　　______液壓缸回油腔低壓油液所造成的阻力；</p>

78、<p><b>　　（1） 的計算</b></p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　式中: ______參與運動的零部件所受的總重力（包括工件重量）；</p><p>　　______重力加速度，取9.81 ；</p><p>　　______由靜止加速到

79、常速的變化量（m/s）；</p><p>　　______啟動過程時間（s）,一般取0.01~0.5s，對輕載低速運動部件取較小值，對重載高速運動部件取較大值。</p><p>　　由設(shè)計參數(shù)可知，并取</p><p><b>　?。?）的計算</b></p><p><b>　　（3.7）</b>

80、</p><p>　　式中： ______參與運動的零部件所受的總重力（包括工件重量）；</p><p>　　______當(dāng)量摩擦系數(shù)，其值與導(dǎo)向支承的截面形狀有關(guān)。</p><p><b>　　對于圓柱面：</b></p><p>　　______摩擦系數(shù)，對于靜摩擦且無潤滑時取</p><p&g

81、t;<b>　　（3）的計算</b></p><p>　　采用“O”形密封圈，簡化計算時，可視作</p><p><b>　　（3.8）</b></p><p><b>　?。?）的計算</b></p><p>　　回油腔與油箱相連，可視為與大氣相連，故</p>

82、<p>　　所以由式（3-5）得驅(qū)動力</p><p>　　4.3.2前后伸縮液壓缸的內(nèi)徑計算</p><p>　　手臂伸縮運動的驅(qū)動力由雙作用單桿活塞油缸提供，活塞桿直徑，油缸經(jīng),取,油液壓力取，則油缸內(nèi)徑計算如下：</p><p>　　（3.9） </p><p>　　經(jīng)查表《工業(yè)機械手設(shè)計

83、》，選取液壓缸內(nèi)徑。</p><p>　　4.3.3活塞桿直徑d的計算</p><p>　　活塞桿直徑，經(jīng)查表《工業(yè)機械手設(shè)計》表4-5，選取活塞桿直徑。</p><p>　　4.4上下伸縮手臂的設(shè)計計算</p><p>　　4.4.1上下伸縮手臂驅(qū)動力的計算</p><p>　　手臂作上下伸縮直線運動時所需的驅(qū)動力計

84、算公式為</p><p><b>　?。?.10）</b></p><p>　　式中 ______摩擦阻力， ， ?。?lt;/p><p>　　______零部件及工件所受總重力。</p><p>　　、、的計算與前后伸縮手臂相同。</p><p><b>　　由式（3.3）得：</b

85、></p><p>　　易知，由式（3.4）知，</p><p><b>　　所以驅(qū)動力</b></p><p>　　4.4.2上下伸縮液壓缸的內(nèi)徑計算</p><p>　　油缸內(nèi)經(jīng),取,油液壓力取， 由式（3.6）計算得：</p><p>　　經(jīng)查表《工業(yè)機械手設(shè)計》表4-3，選取液壓缸內(nèi)

86、徑。</p><p>　　4.4.3活塞桿直徑d的計算</p><p>　　活塞桿直徑，經(jīng)查表《工業(yè)機械手設(shè)計》表4-5，選取活塞桿直徑。</p><p><b>　　5 液壓系統(tǒng)簡介</b></p><p>　　機械手的液壓傳動是以有壓力的油液作為傳遞動力的工作介質(zhì)。電動機帶動油泵輸出壓力油，是將電動機供給的機械能轉(zhuǎn)換

87、成油液的壓力能。壓力油經(jīng)過管道及一些控制調(diào)節(jié)裝置等進入油缸，推動活塞桿運動，從而使手臂作伸縮、升降等運動，將油液的壓力能又轉(zhuǎn)換成機械能。手臂在運動時所能克服的摩擦阻力大小，以及夾持式手部夾緊工件時所需保持的握力大小，均與油液的壓力和活塞的有效工作面積有關(guān)。手臂做各種運動的速度決定于流入密封油缸中油液容積的多少。這種借助于運動著的壓力油的容積變化來傳遞動力的液壓傳動稱為容積式液壓傳動，機械手的液壓傳動系統(tǒng)都屬于容積式液壓傳動。</p

88、><p><b>　　6總 結(jié)</b></p><p>　　我的畢業(yè)設(shè)計題目是“重型桶裝成品搬運堆垛系統(tǒng)機構(gòu)設(shè)計”，本課題要求根據(jù)參數(shù)要求，設(shè)計一種搬運機器人。</p><p><b>　　6.1主要任務(wù)</b></p><p>　　（1） 了解搬運機器人的功能、結(jié)構(gòu)、用途以及發(fā)展狀況；</p&

89、gt;<p>　?。?） 選擇并分析搬運機器人的整體設(shè)計方案；</p><p>　　（3） 根據(jù)設(shè)計參數(shù)和設(shè)計要求，進行機器人運動系統(tǒng)的設(shè)計計算；</p><p>　　（4） 進行機器人運動學(xué)和靜學(xué)分析計算，完成主要零部件強度校核驗算；</p><p>　?。?） 繪制裝配圖及關(guān)鍵零件工作圖。</p><p><b>

90、　　6.2技術(shù)要求</b></p><p>　　（1）根據(jù)任務(wù)要求，進行搬運機器人結(jié)構(gòu)與傳動系統(tǒng)總體方案設(shè)計，確定傳動及執(zhí)行系統(tǒng)的組成，繪制系統(tǒng)方案示意圖。</p><p>　?。?）根據(jù)設(shè)計參數(shù)和設(shè)計要求，通過計算確定手部以及臂部的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。</p><p>　?。?）繪制裝配圖及關(guān)鍵零件工作圖。</p><p><b

91、>　　6.3設(shè)計步驟</b></p><p>　　本課題主要對搬運機器人的機械部分展開討論，對原有的機械結(jié)構(gòu)提出了新的改進方法，并把現(xiàn)在的新技術(shù)應(yīng)用到本課題中，從而使得搬運機器人更加適用于現(xiàn)在的工業(yè)工作環(huán)境。通過詳細了解搬運機器人在工業(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了具體的搬運機器人設(shè)計要求，并根據(jù)搬運機器人各部分的設(shè)計原則，進行了系統(tǒng)總體方案設(shè)計以及包括：機器人的手部、腕部、臂部、腰部在內(nèi)的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。

92、此搬運機器人的驅(qū)動源來自液壓系統(tǒng)，執(zhí)行元件包括：柱塞式液壓缸、擺動液壓缸、伸縮式液壓缸等。通過液壓缸的運動來實現(xiàn)搬運機器人的各關(guān)節(jié)運動，進而實現(xiàn)搬運機器人的實際作業(yè)。設(shè)計過程的具體步驟如下：</p><p>　　6.3.1 搜集資料</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書的主要任務(wù)和技術(shù)要求，分析在做畢業(yè)設(shè)計的過程中所用到的具體的理論知識，同時在劉老師的指點下，通過各種渠道開始準備工作通過網(wǎng)絡(luò)、圖

93、書館搜集相關(guān)學(xué)術(shù)論文、核心期刊、書籍等。通過三個星期的深入學(xué)習(xí)，搜集了一大堆與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的資料，在劉老師的指導(dǎo)下，摒棄了一些無關(guān)緊要的內(nèi)容，保留了有參考價值的資料作為備用。并把一些對課題有關(guān)的知識記在了工作日志上，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于說明書的撰寫。在這一過程中我了解到了搬運機器人的機械結(jié)構(gòu)，并分析了不同的傳動方案之間的優(yōu)缺點為下一步總體方案的確定打下了基礎(chǔ)。最后，根據(jù)搜集的資料寫出了文獻綜述。</p>

94、<p><b>　　6.3.2計算</b></p><p>　　根據(jù)所給的原始數(shù)據(jù)大致想清楚了自己設(shè)計的搬運機器人的總體結(jié)構(gòu)，即確定了搬運機器人設(shè)計的總體方案，隨后進行了初步的設(shè)計計算。</p><p>　　根據(jù)總體方案并結(jié)合原始數(shù)據(jù)對搬運機器人的各個部件展開了詳細的設(shè)計計算，具體設(shè)計計算過程包括：</p><p>　?。?）傳動

95、機構(gòu)的設(shè)計計算：考慮到機構(gòu)的可行性及操作的簡便性選擇的傳動機構(gòu)為液壓傳動（液壓傳動容易控制；壓力高，可獲得大的輸出力；可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制；維修方便）。</p><p>　?。?）手部、腕部及臂部的設(shè)計計算：根據(jù)原始數(shù)據(jù)中夾持工件的重量1000N，首先計算手部所需的夾持力，然后根據(jù)該夾持力計算所需的液壓缸直徑選取手部液壓缸。臂部分為水平方向的伸縮臂和豎直方向的伸縮臂；水平方向的伸縮臂選取伸縮式液壓缸作為其驅(qū)動的動力

96、源，豎直方向的伸縮臂選擇雙作用單活塞液壓缸作為其驅(qū)動的動力源。</p><p>　　6.3.3裝配圖及零件圖的繪制</p><p>　　使用計算的數(shù)據(jù)繪制出搬運機器人大的整體裝配圖，并手繪出該裝配圖（A0圖）；</p><p><b>　　6.4 設(shè)計感想</b></p><p>　　在整個畢業(yè)設(shè)計的過程中我學(xué)到了做任何

97、事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了做學(xué)問要一絲不茍，對于出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過正確的途徑去解決，在做事情的過程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅持下去就可以找到思路去解決問題的。在工作中要學(xué)會與人合作的態(tài)度，認真聽取別人的意見，這樣做起事情來就可以事半功倍。</p><p>　　此次論文的完成既為大學(xué)四年劃上了一個完美的句號。腳踏實地，認真嚴謹，實事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅持

98、不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，會對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。也為將來的人生之路做好了一個很好的鋪墊。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計轉(zhuǎn)眼間就到了掃尾階段，在這三個月的設(shè)計學(xué)習(xí)過程中，我取得了長足的進步。畢業(yè)設(shè)計的課題是重型桶裝成品搬運堆垛機構(gòu)設(shè)計，通過對機械手的結(jié)構(gòu)要求和動作行程分析，確定了機械手的坐標形式、自由度和驅(qū)動機構(gòu)，確定了機械手的主

99、要技術(shù)參數(shù)，完成了機械手的液壓缸設(shè)計和液壓元件選擇。機械手技術(shù)是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，機械自動化作為工業(yè)發(fā)展的一個方向，它有著廣闊的市場，屬于實際需要去研制的一種項目。它可以使企業(yè)在生產(chǎn)的同時減少勞動力和生產(chǎn)成本。目前我國很多地區(qū)的企業(yè)整個生產(chǎn)設(shè)備還比較落后且大部分工序都是通過人工來完成的，而機械手成本比較低且操作簡單很適合中小企業(yè)的發(fā)展要求。但隨著科技不斷進步我相信多功能

100、復(fù)雜的機械手將會在不久的將來出現(xiàn)，所以在今后的學(xué)習(xí)和生活中我們還要不段的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，只有這樣才能設(shè)計出更符合現(xiàn)代社會所需求的產(chǎn)品。</p><p>　　在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且

101、大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]馬光 申桂英.工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].組合機床與與自動化加工技術(shù)，2002</p><p>　　[2]曾孔庚.工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展趨勢[J].機器人技術(shù)與應(yīng)用, 2006</p>

102、;<p>　　[3]杜志俊.工業(yè)機器人的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].機械工程師, 2002</p><p>　　[4]孫樹棟.工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1998</p><p>　　[5]吳振彪.工業(yè)機器人[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2004</p><p>　　[6]謝存禧 張鐵.機器人技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出

103、版社,2008</p><p>　　[7]蔡自興.機器人學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1998</p><p>　　[8]熊有倫.機器人技術(shù)基礎(chǔ)[M].武漢：華中理工大學(xué)出版社，2006</p><p>　　[9]單以才.機器人機械操作臂的模塊化設(shè)計及其控制的研究,揚州大學(xué)碩士文</p><p>　　[10]熊有倫.機器人學(xué)[M].北京:機

104、械工業(yè)出版社,1998</p><p>　　[11]華大年,等.連桿機構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用創(chuàng)新[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003</p><p>　　[12] 呂庸厚,等.組合機構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用創(chuàng)新[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000</p><p>　　[13]鄒慧君機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:科學(xué)出版社,1998</p><p>　　[14]孫恒

105、,等.機械原理[M].7版.北京:科學(xué)出版社,2006</p><p>　　[15] 周伯英.工業(yè)機器人設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008</p><p>　　[16]G L Batten. Programmable Logical Controllers: hardware, software and applications. </p><p>　　[

106、17]SIEMENS AG. SIMATIC S7-200 Programmable Controller System Manual.2004</p><p>　　[18]Gao F,Li W M.New kinematic strctures for 2-,3-,4-,and 5-DOF parallel manipulator designs.Mechanism and machine Theory,200

107、2,37：1395–1411</p><p>　　[19]Zlatanov D,Gosselin C M. A familiy of new parallel architectures with four degrees of freedom.Journal of Compulational Kinematics,2001,(5)：57–66</p><p>　　[20]GASPARET

108、TO A, ZANOTTO V. A new method for smooth trajectory planning of robot manipulators[J]. Mechanism and Machine Theory, 2007, 42(4): 455–471</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　感謝老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階

109、段_____畢業(yè)設(shè)計階段給我的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。在最后階段，老師耐心的幫助我檢查圖紙繪制過程中出現(xiàn)的錯誤，以及論文在書寫的過程中應(yīng)注意的一些問題，再次感謝姚老師的幫助。</p><p>　　同時，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得

110、顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明</p><p>　　秉承學(xué)校嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)與優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的成果，不包含他人

111、已申請學(xué)位或其他用途使用過的成果。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了致謝。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）與資料若有不實之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）作者簽名：</p><p><b>　　指導(dǎo)教師簽名：</b></p><p><b