通用液压机械手之手臂设计

（2011届） 专科毕业设计（论文）

题 目 名 称：

学 院（部）：

专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 指导老师姓名： 最终评定成绩：

通用液压机械手之手臂设计

学号 职称

2011 年 5 月

摘要

机械手的组成和分类，机械手的自由度和座标型式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。本文简要地介绍了工业机器人的概念， 本文对机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的座标型式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，分别设计了机械手的夹持式手部结构以及吸附式手部结构;设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩;设计了机械手的手臂结构，设计了手臂伸缩、升降用液压缓冲器和手臂回转用液压缓冲器。

设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图。利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图和梯形图，并编制了可编程序控制器的控制程序。

关键词：工业机器人，机械手，气动，可编程序控制器(PLC)

ABSTRACT

At first,the paper introduces the conception of the industrial robot and the

elertary information of the development briefly. What's more,the paper accounts for background and the primary mission of thetopic.

The paper introduces the function,composing and classification of the

manipulator,tells out the free-degree and the form of coordinate.At the same time,the paper gives out the primary specification parameter of this manipulator.

This paper designs the structure of the hand and the equipment of the drive of the manipulator,and analyzes the error of the orientation of the fingers.

The paper designs the structure of the wrist,computes the needed moment of the drive when the wrist wheels and the moment of the drive of the pump.

The paper designs the structure of the arm,and designs the hydraulic pressure buffer when the manipulator's arm flexes,ascend,descend and wheels .

The paper designs the system of air pressured rive and draws the work principle chair.

The manipulator uses PLC to control.The paper institutes two controls chemes of PLC acordine to the work flow of the manipulator.The paper draws out the work time sequence chart and the trapezia chart.What’s more,the paper work out the control program of the PLC.

Keywords: industrial robot, manipulator, pump, air pressure drive, PLC

目 录

第一章机械手设计任务书

1.1机械手的组成 1.2机械手的主要运动

1.3 课题的提出、任务、技术特性

第二章 机械手臂部机构设计

2.1臂部设计的的基本要求 2.2臂部的结构选择 2.3手臂偏重力矩的计算 2.4升降导向立柱不自锁条件 2.5手臂升降液压缸驱动力的计算 2.6手臂升降液压缸参数计算 2.7手臂回转液压缸驱动力矩计算 2.8手臂回转液压缸主要参数

第三章 联接板

第四章 螺钉与液压缸壁厚的校核

4.1手臂液压缸螺钉的校核

4.2动片与输出轴之间的联接螺钉校核 4.3手臂升降液压缸筒的壁厚校核

第五章手臂液压系统原理设计及液压图

5.1液压泵的选择 5.2液压系统的原理图如下

参考文献

致谢

²

第一章机械手设计任务书

工业机械手是能够模仿人手部的部分动作，按给定的程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置，在工业上生产中应用的工业机械手简称为“机械手”。在本设计的机械手主要是用来抓取工件，再把工件放到预定的位置，根据机械手的要求，该机械手可采用五自由度。主要是手臂的上下升降运动、回转运动、手腕的回转运动、左右伸缩运动、手部的夹紧和松开。这就是机械手的机械原理。

1．1机械手的组成

机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统、及位置检测装置等组成。如图所示。

图 机械手组成及相互间关系

（1）．执行机构

执行机构包括手部、手腕、手臂等部件。

1）手部 是与物体接触的部件，主要起抓取和放置物件的作用。 2）手腕 是连接手部和手臂的部件，可以调整和改变工件方位。 3）手臂 是支撑手腕和手部的部件，用以改变工件的空间位置

（2）．驱动系统

机械手的驱动系统是驱动执行机构运动的动力装置，常用的有液压、气压、电力和机械式驱动四种形式 1）．液压传动机械手:

是以液压的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主y要特点是:抓重可达几百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。但对密封装置要求严格，不然油的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温、低温下工作。若机械手采用电液伺服驱动系统，可实现连续轨迹控制，使机械手的通用性扩大，但是电液伺服阀的制造精度高，油液过滤要求严格，成本高。 2）．气压传动机械手

是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:介质李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比 …… 此处隐藏：4852字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……