毕业论文设计(液压机械手装结构设计).docx

PAGE II 毕业设计 设计题目 设计题目 液压机械手装配结构设计 学生姓名 学 号 2012815693 专业班级 2012级 指导教师 专业名称 机械设计制造及其制动化 2014 年 5月 21日 目录 1. 中文摘要 4 2. 英文摘要 4 第一章 绪 论 5 1.1 机器人概述 5 1.2 机器人的历史、现状 6 1.3 机器人发展趋势 8 第二章 机械手的整体设计方案 8 2.1 液压机械手介绍 8 2.2 液压机械手的设计要点 8 2.3 自由度及关节 9 2.4 机械手的系统工作原理及组成 9 第三章 液压机械手设计参数的确定 10 3.1 臂力的确定 10 3.2 工作范围的确定 10 3.3 确定运动速度 10 3.4 手臂的配置形式 11 3.5 位置检测装置的选择 11 3.6 驱动与控制方式的选择 11 第四章 手臂伸缩气缸的尺寸设计与验算 11 4.1 概述 11 4.2 驱动力的计算 12 4.3 腕部的结构 14 4.3.1概述 14 4.3.2 腕部的结构形式 15 4.3.3手腕驱动力矩的计算 15 4.3.4手腕回转缸的尺寸及其校核 17 第五章 手臂结构的设计与校核 20 5.1概述 20 5.2手臂直线运动机构 21 5.2.1 手臂伸缩运动 21 5.2.2 手臂的升降运动 21 5.2.3 手臂回转运动 22 5.2.4 手臂的横向移动 22 5.3 导向装置 23 5.4 臂部运动驱动力计算 24 5.4.1臂水平伸缩运动驱动力的计算 24 5.4.2臂垂直升降运动驱动力的计算 24 5.4.3臂部回转运动驱动力矩的计算 25 5.5 手臂伸缩油缸的设计与校核 25 5.5.1尺寸校核 25 5.5.2计算作用在活塞上的总机械载荷 26 5.6 手臂升降油缸的设计与校核 26 5.7 手臂回转油缸的设计与校核 27 第六章液压系统的设计 32 6.1 液压系统简介 32 6.2 液压系统的组成 32 6.3 机械手液压系统的控制回路 32 6.3.1压力控制回路 33 6.3.2速度控制回路 33 6.3.2方向控制回路 33 6.4 机械手的液压传动系统 33 6.4.1上料机械手的动作顺序 33 6.4.2自动上料机械手液压系统原理介绍 34 6.4.3上料机械手典型动作动作循环动作说明 35 第七章 其它零部件的选择设计 33 7.1油缸的密封 36 7.1.1活塞式油缸的泄漏与密封 36 7.1.2回转油缸的泄漏与密封 38 7.2 机械手的运动平稳性与定位精度 40 7.2.1 油缸的缓冲装置 40 7.2.2 缓冲装置的设计原则 40 结 论 41 参考文献 42 附录 43 致 谢 44 液压机械手装配结构设计 合肥工业大学机械制造及其自动化论文集 PAGE36 / NUMPAGES43 PAGE35 / NUMPAGES43 液压机械手装配结构设计 摘 要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词：机械手、示教编程、液压、控制 ABSTRACT In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to en