设计题目：液压上料机械手设计2013年1月系别：机电工程系班级：机电104学生：王鹏芳学号：100213123指导老师：杨富超目录2008.10机械手简介上料机械手结构设计分析2液压驱动3控制部分51研究意义1研究意义如今，机器人以其独特的优势广泛应用与机械、矿工、建筑等领域，对机器人的研究也成为一项必可不少的内容。本课题在研究了工业机器人结构和工作原理的问题，分析了液压驱动和机械控制的基础上，提出了利用容积式液压传动将机械能转化为压力能，实现机器人手部、腕部、臂部的运动，利用凸轮和杠杆机构控制各机构动作的速度和位置。其中详细分析了各关节设计参数的选用，通过解决了对圆盘类、长轴类、不规则形状、金属板类工件的自动上料、工件翻转、工件转序等问题，达到了节约人力成本，提高生产效率的目的。2机械手简介2.1 工业机械手概述机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序轨迹及其它要求，实现抓取，搬运工件或操做工具的自动化装置。机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。如图2-1所示为机器人系统结构图 2.2 工业机械手原理在机械控制的条件下，采用液压传动方式，有顺序，有运动轨迹，有一定速度和时间的动作。同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。位置检测装置随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置.。如图2-2所示为上料机械手仿真工作过程2.3 工业机械手特点（1）对环境的适应性强能代替人从事危险，有害的工作。只要根据工作环境进行合理的设计，选择适当的材料和结构，机械手就可以在异常高温或低温，异常压力和有害气体，粉尘，放射线作用下，以及冲压，灭等危险环境中胜任工作。（2）机械手能持久，耐劳，可以把人从繁重单调的劳动中解放出来，并能扩大和延伸人的功能。（3）由于机械手的动作准确，因此可以稳定和提高产品的质量，同时又可以避免人为的操作错误。（4）机械手特点是通过用工业机械手的通用性，灵活性好，能很好的适应产品的不断变化，以满足柔性生产的需要。。2.4 工业机械手功能⑴液压上料机械手可以实现对圆盘类、长轴类、不规则形状、金属板类工件的自动上料、工件翻转、工件转序等工作。⑵液压上料机械手采用独立绗架设计，安装、调试可以与机床分开进行，机床部分只进行标准机的制造即可，机械手可以完全独立在机床之外运行。⑶液压上料机械手采用模块化机械手和横梁，可以对机床机型加装。而不需要分开规格进行多种类的制造；⑷独立料仓设计，料仓独立自动控制；⑸不依靠机床的控制器进行控制，机械手模块采用独立的控制模块，机械手故障只需设定参数，不影响机床运转.3上料机械手结构设计分析图3-1机械手的整体机械结构手部结构手部是机械手直接用于抓取和握紧工件或夹持专用工具进行操作的部件。图2-3滑槽杠杆式手部受力分析腕部结构图2-4机械手的腕部结构：臂部结构图2-5手臂升降和回转机构图3液压驱动本液压传动上料机械手主要是从一个地方拿到工件后，横移一定的距离后把工件给立式精锻机进行加工。它的动作顺序是：待料（即起始位置。手指闭合，待夹料立放）→插定位销→手臂前伸→手指张开→手指夹料→手臂上升→手臂缩回→立柱横移→手腕回转115°→拔定位销→手臂回转115°→插定位销→手臂前伸→手臂中停（此时立式精锻机的卡头下降→卡头夹料，大泵卸荷）→手指松开（此时精锻机的卡头夹着料上升）→手指闭合→手臂缩回→手臂下降→手腕反转（手腕复位）→拔定位销→手臂反转（上料机械手复位）→立柱回移（回到起始位置）→待料（一个循环束）卸荷。液压技术有以下优点:（1）体积小、重量轻，因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击;（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速;（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下,可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换;（4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制；（5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；（6）操纵控制简便，自动化程度高，容易实现过载保护。4控制部分机械手的手部、腕部、臂部等的动作以及相关机械的协调动作都是通过控制系统来实现的。主要控制内容有动作的顺序，动作的位置与路径、动作的时间。本课题所用的是固定程序控制类别的机械式控制。如图4-1所示为机械手的控制机能。图4-1机械手的控制功能。谢谢！
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