毕业设计论文立式精锻机自动上料机械手三维设计.docx

《毕业设计论文立式精锻机自动上料机械手三维设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文立式精锻机自动上料机械手三维设计.docx（43页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、工业机械手在目前的工业趋势下，势必会变得越来越受重用。它既拥有着传统机械的作用，也可以通过系统的指令来完成规定的动作。由于工业机械手与人不同，它不需要休息，在适当的维护保养下可以长时间的工作，十分高效，在工业过程中展现出强大的生命力。机械手技术包含了软件技术，机械工程，人工智能等多个领域的技术。其应用状况，是一个国家工业自动化的标志。随着当下工业自动化的发展与需求，由此可见,机械手将在工业中扮演着更加重要的角色。为了解决抓取圆形坯料并将其运输到立式精锻机上，设计了立式精锻机自动上料机械手。本文首先简单介绍了机械手的理论意义以及应用价值，表述了机械手的4个自由度和整体坐标形式。在给定了关键参数后

2、，然后再对机械手的整体各结构和机械手结构内的部分重要零件进行详细的分析和选取，并进行一定的载荷的校核。其中选取了圆柱坐标作为其坐标形式，手爪部分选用了双支点回转结构作为夹紧部分；手腕部分采取了回转油缸，以液压驱动的方式进行驱动；手臂部分采取了相同的液压缸结构。并对液压系统进行了一定的分析。其次，在选取完大致的结构之后，本文也详细介绍了机械手的设计理论和计算方法。详尽的讨论了机械手手爪部、机械手手腕部、机械手手臂升降、伸缩、回转机构的相关计算来确保机械手能够可靠的抓取坯料。最后，通过So1idworks对机械手整体进行三维建模。关键词：机械手，液压传动，SoIidwOrkS三维建模，立式精锻机A

3、BSTRACTIndustria1robotswi11becomemoreandmorepopu1arinthecurrentindustria1trend.Itnoton1yhasthefunctionoftraditiona1machinery,buta1socancomp1etetheprescribedactionsthroughsystematicinstructions.Becauseindustria1manipu1atorisdifferentfrompeop1e,itdoesnotneedrest.Itcanworkfora1ongtimewiththepropermaint

4、enance.Itisveryefficientandshowsgreatvita1ityintheprocessofindustry.Manipu1atortechno1ogyinc1udessoftwaretechno1ogy,mechanica1engineering,artificia1inte11igenceandotherfie1dsoftechno1ogy.Itsapp1icationstatusisthesymbo1ofacountry,sindustria1automation.Withthedeve1opmentanddemandofindustria1automation

5、,manipu1atorwi11actamoreimportantro1einindustry.Inordertoso1vethegrabingroundbi11etandtransportittothevertica1precisionforgingmachine.Thevertica1precisionforgingmachinewithautomaticfeedingmanipu1atorisdesigned.Thispaperfirst1yintroducesthetheoretica1significanceandapp1icationva1ueofmanipu1ator,andde

6、scribesthefourdegreesoffreedomandovera11coordinateformofmanipu1ator.Afterthekeyparametersaregiven,thewho1estructureofthemanipu1atorandsomeimportantpartsinthestructureofthemanipu1atorareana1yzedandse1ectedindetai1,andacertain1oadcheckiscarriedout.Thecy1indrica1coordinateisse1ectedasitscoordinateform,

7、andthedoub1epivotstructureisusedasthec1ampingpart.Thewristpartadoptstherotaryoi1cy1inder,whichisdrivenbythehydrau1icdrive;Thearmpartadoptsthesamehydrau1iccy1inderstructure.Andthehydrau1icsystemisana1yzed.Second1y,afterse1ectingthegenera1structure,thedesigntheoryandca1cu1ationmethodofmanipu1atorarein

8、troducedindetai1.Thispaperdiscussestheca1cu1ationofmanipu1atorarm,wrist,arm1ifting,stretchingandrotatingmechanismtoensurethere1iab1egraspingoftheb1ank.Fina11y,three-dimensiona1mode1ingofthemanipu1atoriscarriedoutthroughSo1idworks.Keywords：MachineManipu1ator,Hydrau1ictransmission,So1idworks3Dmode1ing

9、,Vertica1precisionforgingmachine目录摘要ABSTRACTII112机械手方案的选择32.1机械手坐标形式的确定32.2机械手的主要部件及运动32.3驱动机构的选择42.4机械手参数的确定42.543机械手手部方案的确定与设计53.1手部结构分类53.2夹钳式手部设计的要求53.3机械手手部的设T十63.3.1手部夹紧装置63.3.2手爪的力学分析63.3.3夹紧力及驱动力的计算73.4夹紧缸尺寸Vf算93.5螺栓尺寸的选定103.5.1手指部螺栓的分析与计算103.5.2手架部分螺栓的分析与计算H3.6手部拉紧轴的分析113.6.1轴的载荷分析和计算H3.6.2

10、轴的材料的选择123.7销连接的设计123.82吉*124机械手手腕结构设计134.1腕部设计所需满足的要求134.2腕部结构的选择134.3腕部的设计计算134.3.1腕部参数的设定144.3.2腕部驱动条件的确定144.4腕部零件的设计164. 4.1腕部轴承的设计165. 4.2腕部键的设计164.5本章小结175机械手手臂方案的确定与设计186. 1满足手臂运动的要求186.2 机构的选择186.3 手臂的设计计算185.3.1系统摩擦力的计算195.3.2手臂密封装置阻力的分析与计算195.3.3惯性力的计算195.4液压缸压力和结构的分析205.5 手臂部分螺栓的设计215.6 手

11、臂部分的装配以及技术要求215.7 本章小结216机械手机身结构设i1226 .1机身整体构思227 .2机身回转机构的分析与计算226.2.1液压缸驱动力矩的计算226.2.2回转缸尺寸的选定246.3机身升降机构的计算246.3.1手臂偏重力矩的计算246.3.2手臂升降不自锁条件分析计算256.3.3手臂升降时驱动力的计算256.3.4液压缸尺寸的初步确定266.4回转液压缸结构确定276.4.1定位杆的受力分析276.4.2/E位.I十1十276.5齿轮的计算286.6连接件的设计296.6.1回转定位油缸键的选取296.6.2回转定位油缸销的选取296. 7本章小结297机械手零部件

12、三维建模307. 1SoIidWorkS软件的背景及特点307.2机械手的维建模307.3本章小结328经济性与环保性分析338. 1尽量使用环保无污染材料338. 2系统高效节能设计338. 3本章小结339液压系统3410结论与展望36参考文献37致谢381绪论1. 1前言机械手能够大致实现与人类手臂相似的动作，它可以在空间内进行物体的抓放，移动，回转等功能，同时也可以进行其它操作的机械部件。机械手可以仿真人手的部分动作，根据已输入的语言或程序，来实现完全自动化的动作，如回转，升降，移动，抓取工件等。在工业中被广泛所应用的机械手称为工业机械手。它能够更有效地完成较多的复杂高强度的人类无法完

13、全胜任的工作。因此，机械手被广泛地应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。近年来，随着工业4.0的提出以及我国经济的发展，中国工业转型在中国转变经济增长模式的过程中扮演着重要角色，所以国家的工业也需要通过飞速的发展与完善。机械手作为机械生产中及其重要的一种工具，对其技术的不断突破以及更新也变得越来越重要。随着现代工业发展的需求，机械手在机械制造、冶金等部门中十分重要，特别是在高温度、高压力、易燃易爆以及放射性等恶劣不利人类工作的环境中来代替人类无法完全胜任的工作。因此机械手在如今的时代下拥有十分广泛的空间以及极为有利的前景。1.2 工业机械手的发展动态和趋势目前工业机械手在国内主要是发

14、展铸造、热处理工艺的工业机械手，来改善工作强度以及条件；而在国外的机械工业中，工业机械手被广泛的使用。例如进行点焊作业的点焊机械手，进行喷涂作用的喷漆机器人等。与我国机械手的不同之处在于，国外的机械手的发展趋势是大力研制具有智能反馈系统的智能机械手，使它们能够具有一定的传感能力，并根据外界条件的变化进行反馈作用，同时作相应的变更，使得机械手能够进行更加精确的反馈动作，并根据反馈进行适当的下一步的相应动作。根据目前工业机械手的发展趋势，人类也要对发展中的工业机械手的应用与发展提出以下五点更高的要求：一、重复高精度。由于时代的发展，以后机械手会使用的越来越普遍，也会越来越广泛。因此，对机械手的精度就提出了一定的要求，需要在多次使用时保证定位的精确性汽二、机械手的模块化。模块化的机械手相比于一般的导向驱动机械手更加容易操作，也更加灵活。根据模块的不同可以使得已经模块化的机械手由于