袋装化肥搬运机械手的设计【含CAD图纸、说明书】
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压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985宁XX大学毕业设计(论文) 袋装化肥搬运机械手的设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 6年 月 日摘 要本课题主要根据目前化肥厂生产的化肥大多都是袋装的,都是工人搬运装车,由于工人的工作量大,工人劳动强度高,为了预防有害有毒物质对人体的影响,为了改善这种情况,在本主题中,为了携带的40-50公斤每30秒携带袋占空比的重量,设计化肥袋,肥料袋搬运机器人成为人类危害的工作范围,为3000毫米。在这项研究中,我们完成了枯燥的重复,提高劳动生产率,减少了人力劳动强度,肥料装袋处理机器人,可以代替危险的工作给人类。的装置中,位置控制,可编程控制技术,与检测技术。待开发的主题,可以选择一个机器人,空间,操作灵活,而不是在任何时间基于所述变化参数的工作的要求的变化和运动的流动,其中,所述对象是危险中在高温下这样做的区域套袋化肥原料处理,你可以操纵。关键词:机械手, 袋装化肥搬运机械手,抓取,提升压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985AbstractThis topic mainly based on the current fertilizer plant fertilizer mostly bags, are the workers handling loading due to the heavy workload of workers, high labor intensity, some toxic substances cause harm to humans, in order to improve the situation, this topic will be to design a robot handling fertilizer bags, fertilizer bags to carry the weight of 40-50 kg each carrying a bag, a duty cycle of 30 seconds, the working range of 3000mm. This research bagged fertilizer handling robot can replace humans, dangerous work to complete the tedious repetition, improve labor productivity, reduce human labor intensity. The device covers the position control programmable control technology, detection technology. The topic to be developed bagged fertilizer material handling robot can pick and place objects in space, flexible operation, change parameters based on changes in the work flow and movement requirements at any time, you can replace the manual operation in high temperature danger zone.Keywords: robots, robot handling fertilizer bags, Gripping, lifting目 录第1章 绪论11.1 机械手发展简史11.2 机械手的定义21.3 袋装化肥搬运机械手的组成21.4 袋装化肥搬运机械手的应用21.5 课题背景及目的2第2章 袋装化肥搬运机械手设计要求与方案42.1 袋装化肥搬运机械手设计要求42.2 基本设计思路42.2.1 系统分析42.2.2 总体设计框图52.2.3 袋装化肥搬运机械手的基本参数52.3 袋装化肥搬运机械手结构设计62.4 机械手材料的选择62.5机械臂的运动方式62.6 袋装化肥搬运机械手驱动方式的选择72.7 动作要求分析72.8 袋装化肥搬运机械手结构及驱动系统选型8第3章 系统各主要组成部分设计93.1夹持器结构设计与校核93.1.1夹持器种类93.1.2夹持器设计计算103.1.3夹持器校核113.2升降方向设计计算123.2.1 初步确系统压力123.2.2 升降油缸计算123.2.3 活塞杆的计算校核143.2.4 液压缸工作行程的确定163.2.5 活塞的设计163.2.6 导向套的设计与计算163.2.7 端盖和缸底的计算校核173.2.7 缸体长度的确定183.2.8 缓冲装置的设计183.2.9 油缸的选型183.3 水平方向设计计算203.3.1 水平方向计算203.3.2 油缸的选型213.3底座回转机构设计计算223.3.1 回转部位负载计算校核223.3.2 油马达的选型243.4机身结构的设计校核253.4.1 油马达的选择263.4.3螺柱的设计与校核263.4.4机座的机械结构283.5袋装化肥搬运机械手的定位及平稳性确定283.5.1常用的定位方式283.5.2影响平稳性和定位精度的因素293.5.3袋装化肥搬运机械手运动的缓冲装置30总结与展望31参考文献32致 谢33 压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985第1章 绪论1.1 机械手发展简史机器人已经开发了在制造过程中的新设备的机器自动化。这是给学习汤的重要组成部分。由编程的成功,这是可以完成的各种任务,的机器的优点之一是1,以及人类智力,突出显示与轧制的适应性,是其最重要的特征。在现代化的生产,虽然好是不灵活的本阶段及机器人手,机器人已被应用于许多自动化生产,它可以与重复的任务工作,和疲劳中没有的好处,例如比带走人力资源考虑到风险更强大的,因此,机器人越来越多的关注,越来越多的广泛应用。研制出第一台机器人,是美国。 1958年,美国公司的联合控制,开发了第一个机器人。这种机器人的结构非常简单:枢转臂被安装在机身上,在日文章电磁块拾取和放置机构,是一个教育游戏,它被连接到控制系统的顶部。 1962年,该公司,使教育和回放型机器人的CNC,我想在此基础上。随着为Unimate名。罐转台系统,旋转臂可倾斜,伸缩运动模型,例如用于液压系统的动力源,该滚筒可以用作存储设备控制器。这已成为开发机器人坐标球形一个共同的基础。几乎在同一时间,还有其他美国公司,是一个叫做试用vewrsatran机器人设备。这个机器人是简的列,可以解除转向教育和回放类型的液压驱动系统。在两个机器人的20世纪60年代初出现的,它成为国外工业机器人发展的基础。 1978年斯坦福大学,它小于为Unimate公司和麻省理工学院的定位误差为1毫米关节,主要用于组装作业,小型计算机作为控制对象已经开发出为Unimate-vicarm型机器人。 Knka德意志联邦共和国,以产生一个操纵器,主要用于焊接,它是在一个程序,控制用的铰接结构。目前,在机器人的一大部分仍是第一代的很大一部分依靠手工控制级,改进的主要方向,是提高的准确度和降低制造成本。第二代开发机器人。和视觉和触觉能力,采用微电脑控制,整个系统,即使有听,你必须思考的能力。其体涂层的各种感测装置,其中接收到的反馈信息,所述机器人将具有感觉功能。我们对汤技术的国家,大概开始于20世纪70年代末,就开始比较晚。机械手是这样的期开始介入。近年来,我国在这方面的快速发展,在世界先进水平的差距前线的数量逐渐减少。压铸操作中,固定模和可动模挤压大的冲击力时,高的液体金属炉的温度,除了在巨大的噪音,工人在如此恶劣的环境中是在长工作时间非常危险的。不怕危险,但没有机器人灵活的人力资源,它可能是重复劳动和工作,但不知道累,功率重量抓举比人力资源力特性更大。因此,在该领域中使用的机器人,可以减少降低了劳动强度的危险,此外,它是,具有很强的现实意义,它能够提高生产效率和自动化设备。1.2机械手的定义目前,工业用机器人的定义,世界上还没有统一的分类是不一样的。对于近期标准化联合国的国际组织,工业机器人,通过了美国社会的机械人的定义:工业机器人,搬运为主材料,为转移,各种工作为了完成,通过改变动作程序,也有一个再编程的多功能操作装置的工作。引用是与中国成语在一起,在国外定义。1.3 袋装化肥搬运机械手的组成执行系统通常最重要的是配备有一个移动系统,腕,臂,主体框架的手。袋肥料搬运机器人物主要由三部分执行系统,驱动系统和控制系统。手,用手指(或卡盘),夹紧驱动部件和传动部件等组成的工件和刀具部件的释放(或吸附,滞留)已。时间,速度,加速度参数。化肥搬运机器人,电脑主机等相关设备之间的联系3。1.4 袋装化肥搬运机械手的应用该机械手布局形式有:架空式、附机式、落地式三种。另外,自动线供给材料道路装入或在那里工作,切割,转换开关的位置,是为了实现转向的其它用途和处理机器人袋肥料跟踪,他们是,用单一的运动,具有结构简单,灵活的低比的特点和位置精度一般要求。 附加装置,3处理机器人肥料装袋通常,机床,如转让和自动机器和工作的自动生产线加工,在加工中心换刀,用作其他机器,如,在一般的我们没有独立的控制装置。3。1.5课题背景及目的为巩固大学四年的知识,在学校的机械工程及自动化的主要的最后一个环节就是毕业设计了,是有实际的综合,深化,正在学习继续测试,其他单门课程毕业取代对于可以改善发挥了重要作用的不实用的技能,它的目的是改善上班立即,更全面的能力的培养。以达到以下目标:(1)综合运用的基本理论是,要分析实际问题,解决改善的能力,我们学到的基础知识和基本技能。(2)为了提高实际工作中,你必须接受工程师全面培训。设计或开发一个测试程序的能力;设计,计算和图形处理能力,科研等完善写一个总结纸的能力,收集文献资料,以分析的能力。(3)确定的综合素质和实践能力。29第2章 袋装化肥搬运机械手设计要求与方案2.1 袋装化肥搬运机械手设计要求现在化肥厂生产的化肥大多都是袋装的,多数厂家是安排工人来搬运装车,因工人的工作量大,强度也比较高,为了预防有害有毒物质对人体的影响,为解决这个问题,本题目将设计一种袋装化肥搬运机械手,要搬运的袋装化肥重量大概约40-50千克,每次搬运一袋,工作循环为30秒,工作范围在3000mm。 设计原始参数: 搬运的袋装化肥重量为40-50Kg; 每次搬运一袋,工作循环为30s; 工作范围为3000mm。 要遵循用最简洁办法,实现高度自动化。2.2 基本设计思路2.2.1 系统分析机械手是是实现生产过程的自动化,为提高劳动生产率的有力工具。为了实现生产过程的自动化,需要对各种机械化,自动化手段全面的技术和经济分析,以确定机器人的适用性。因此,为了完成设计的机器人,在一般情况下,应该首先工作方式如下:(1) 根据根据机器人,明确的目的和机器人的使命。(2) 分析机械手工作环境。为了认真分析工作体系的要求,确定了基本功能,如自由操纵,动作速度快,定位准确,和机器人抓取为重度的若干方案。如,以确定工作部位的形状和爬行操纵器和把手的尺寸,另外,更多的是为了抓取质量液压对象,形状,大小,和生产量。在这方面,我将做如下分析。1.一种用于处理与机器人设计装袋肥料的材料设计问题是通过处理既机器人操作器的材料完成。相比,我的理论知识和知识的能力等因素,以管道的运行环境的材料的状态下,使用非常广泛的机会机器人,我包相关联材料配备在非大批量生产加工线肥料处理机器人一个选择小物体。2.我的工作环境要求高准确度的容错低速的,因为机器人系统必须是一个工厂,作为选择的处理线的非大量生产的小物件的材料装袋肥料搬运机械手。2.2.2 总体设计框图图2 总体设计框图如图2为总设计框图,说明如下:(1) 控制系统:任务完成必要的动作和功能,以控制机器人的致动器是将运行程序和来自传感器的信号,机器人的反馈编程。选择主要设计目标为CPU,CPU程序进行调试写作。(2) 驱动系统:驱动系统工作的驱动装置。(3) 机械系统:构成要件有机身,机械臂,手腕以及手爪。自由度和坐标样式都要先确定出,再计算然后画出具体结构。(4) 感知系统:即传感器的选择及具体作用。2.2.3 袋装化肥搬运机械手的基本参数1. 机械手的最大重量是它的主要参数。在本文中,材料搬运机器人的化肥袋,液压材料的质量可以被设置为1吨。2.要影响的移动速度和直接机器人机器人速度的运动的稳定性,因此,该材料的速度有一个处理机械手的主要基本参数肥料材料被装袋。一旦设计速度太低,限制了使用机器人,它不会是能够满足机械手的运动功能。过高的设计速度会增加机器人的负荷,会影响机器人的平稳运行。3.膨胀和收缩行程和工作半径的范围内,以及工作的机器人整体键,不仅大小,是确定设计的机械手的基本参数。(1)抓量:1吨以上,(2)能够实现360度的旋转。(3)机械手能够抓取重物高度1米以上。(4)可以前进一米3.定位精度是机器人的主要基本参数之一。机器人的准确度太低,这意味着为了成本的高增加的精度,而不是一个完整的功能。总之,袋装肥料材料搬运机器人的定位精度,一直0.5之间设置为人们1毫米故障。处理机器人的各部件的基本参数肥料材料的袋子,已经你可能知道从上述行程,时间分配装袋,每个关节已决定的搬运机器人肥料材料。2.3 袋装化肥搬运机械手结构设计根据机器人的设计,旋转,起重臂臂的操作。根据上述,根据坐标的分类,圆柱形机械手更合适的选择坐标机器人。2.4 机械手材料的选择机器人手臂根据使用的材料的条件下,选择的臂,它应满足操纵器的设计和生产要求。从设计,机械臂的理念出发,以完成各种运动。因此,对材料的要求,诸如可移动部件,它应该是一个重量轻的材料。另一方面,臂是在移动较大,也容易产生振动减少运动的准确度。为了有效地提高了动力性能的手臂,阻尼材料进去,大量的需要,将是刚性的,选择的。此外,机器人,一般结构武器的选择和材料的不同的材料。机器人手臂,控制,我们必须考虑到的控制,这是一个伺服机构。臂的材料,加工性,以及结构和品质,选择所述想法材料与可控的性质时。总之,一材料,各种因素,刚性,重量,弹性,耐冲击性,外观的强度的机器人手臂的选择,考虑价格。这里的材料是通常使用的一些机器人手臂的,如下所述。(L)的碳素结构钢和合金结构钢,高强度钢:这种材料的强度,弹性模量E的四到五倍,特别是钢用于通过抗变形能力提高合金组织的强度将是最广泛材料;(2)铝,铝合金,等轻合金:它们的共同特点是,E / P比率,仍然由钢,轻量进行比较,而不是弹性模量E,所述材料的密度小。(3)陶瓷:质量良好的陶瓷材料,脆化,机器的型阱时,连接至金属和其他组件和接合需要特殊设计。不过,日本曾在采用陶瓷机械手的小高速机手中的试验样本。从机器人,其目的是在本文的观点出发,不要求该材料为承载能力大,材料成本,除了选择要考虑加工性和其他因素,弹性和耐模量高变形它不需要。在的因素和条件在与工作条件,铝合金的第一选择作为臂部件组合的多样性的量度。2.5机械臂的运动方式机械手常规分五种运动方式: 1. SCARA型,2. 直角坐标型,3. 极坐标型,4. 关节型,5. 圆柱坐标型。在运行参数的基础上,选择运动的主要形式,它是基础设施的设计。为了满足不同的制造工艺的需求,运动的相同的形式,被或可以是不同的结构。有什么具体的选择形式,工作的位置,根据现场,液压工作前后的比较,分析的要求,则需要改变择优选择中线的方向。这类机械手的构成要素有2个肩关节以及1个肘关节进行定位,由2个或3个腕关节控制方向。肩部的这两个正交轴。考虑到平行于第二轴线Katahiji,柔性呼吁移动,较大的工作空间,以及诸如一个紧凑的,因为它需要一个小尺寸,使用多关节机器人的机器人的操作特性,.如图。灵活的操作在这种配置中,一个大的工作空间,干扰最小的手臂,结构紧凑,占地面积小,便于相对运动部件和工作空间,在防尘密封件进入关节。然而,这样一个复杂的机器人运动学,运动学逆溶液是比较困难的;不直观,以确定杆位置控制结束时,计算量更大。图3 常见的运动方式2.6 袋装化肥搬运机械手驱动方式的选择机械手驱动分为液压,气缸和电机马达这4种。然而,功率,与液压驱动能量小液压驱动相比,结构相对简单,难以控制的速度,精度不高。油于简单的电机驱动能量,速度,位置精度,易于使用和高后低,噪音小,大型金融机构,效率高,控制灵活的速度范围。液压驱动装置中,减速装置,响应速度快,省去了高精度的需要,通过简单的结构,其特征高功率。然而,这是液压源的需要,和液体的泄漏很可能发生。在第一,我最初但然后选择马达的驱动结构,仅通过使用一个机械结构,并考虑机器人的提升运动,它不会达到预期的传输效果。机器人手臂的旋转,利用液压或液压传动装置的,是它不促进设计,旋转液压缸或液压缸,应该必须旋转相对复杂的结构。因此,改进方案,驱动模式被划分成两部分。过程,以驱动变速器齿轮系,通过该方式旋转使用旋转臂传输驱动马达油;和拉伸,升降和机械把手夹臂,已使用的液压。2.7 动作要求分析动作一:送 料动作二:预夹紧动作三:手臂上升动作四:手臂旋转动作五:小臂伸长动作六:手腕旋转 预夹紧 手臂上升 手臂旋转 手臂伸长 手臂转回 手腕旋转 图2.2 袋装化肥搬运机械手动作简易图2.8 袋装化肥搬运机械手结构及驱动系统选型在本主题的目的是袋装肥料处理机器人系统中的坐标的圆筒形结构的坐标系统的通用型袋装肥料搬运机器人的。驱动的驱动系统,支架和移动伸缩臂液压驱动旋转臂向下油使用油和液压驱动马达驱动,装装化肥机械手和翻转机器人3。第3章 系统各主要组成部分设计3.1夹持器结构设计与校核3.1.1夹持器种类1.连杆杠杆式手爪夹紧夹具(放松)为该手爪,连接杆的运动,杠杆发力由活塞推力放大,手爪产生杠杆,以便能够产生大的夹紧力。在一般情况下,它与弹簧结合使用。2.楔块杠杆式手爪它是在为了实现爬行工作,以实现疏松夹持器,请使用楔和杠杆开启。3.齿轮齿条式手爪活塞架,这种夹持器,以产生一个夹持器夹紧和松开的行为由齿条驱动齿轮的旋转驱动。4.滑槽式手爪 当活塞向前移动时,推夹持器销,当活塞已经移动向后夹持器释放,夹紧力和钳位操作的结果,并通过合并滑动。大为了应付这种夹持器开口和不同尺寸的关闭行程的对象的抓取。5.平行杠杆式手爪不需要导轨这是没有必要,以便能够保证两个手指握翻译平行四边形机构,它是比平行移动到夹持导轨摩擦小得多。与特定的工作条件相结合,可使用夹持器的连杆的类型。活塞往复,活塞杆端的齿条,以驱动手指以打开或关闭的中间机架和机架风扇。它被设置为通过手指工件的最小孔径。绑根据绳索的直径为使用50mm最大重量设计的设计。A.适当的夹紧力手在工作场所,不会对工件加工表面的损伤,以保证小的变形的一个稳定可靠的抓地力,必须具有适当的夹紧力。对于工件的夹紧力刚性差的大小应该被认为是一种安全自锁装置应设计成可调笨重的工件。B.有足够的空间用于打开和关闭操作上,手指张开,闭合位置打开和关闭被称为范围内的最大变化量。手指握住手,你将有开闭装置。可用的快门角度和表示的长度的指握结束。开口和旋转手手指闭范围,在要求的相关的一些因素的手指的开闭范围C.它是一种结构简单,重量轻,请在小它的结构,用于影响处理装袋肥料时改变的重量和体积,直接机器人,重抓握,定位精度,速度的结构,和其它性质的运动。由于在手腕的前沿手,在设计的手工作,它是一种结构简单,重量轻,必须是一个小的尺寸。D.手指必须有一定的强度和刚度由此提供的,最常见的两个手指到盒之外使用,和单作用液压缸中,当释放时,根据工件的形状和夹紧装袋肥料处理机器人中,该方法通常关闭夹紧爪弹簧夹具。这样的结构是很容易简单的制造。汽缸油的右腔室时,油被释放到工件中,当停止液压缸右腔室。液压缸右腔停止进油时,液压缸右腔进油时松开工件。3.1.2夹持器设计计算手爪要能抓起工件必须满足: (3-6)式子里,-为所需夹持力;-安全系数,通常取1.22;-为动载系数,主要考虑惯性力的影响可按估算,机械手在搬运工件过程的加速度,意思是重力加速度;-方位系数,查表选取;-被抓持工件的重量 40-50Kg;带入数据,计算得: ;理论驱动力的计算: (3-7)式子里,-柱塞缸所需理论驱动力;-夹紧力至回转支点的垂直距离;-为扇形齿轮分度圆半径;-为手指夹紧力;-齿轮传动机构的效率,设0.92;其他同上。带入数据,计算得 计算驱动力计算公式为: (3-8)式子里,-为计算驱动力;-安全系数,此处选1.2;-工作条件系数,此处选1.1; 而液压缸的工作驱动力是由缸内油压提供的,所以有: (3-9)式子里,-缸工作油压;-为柱塞截面积;选取缸内径为50mm3.1.3夹持器校核活塞杆直径通过相关行业书本可找出,杆径比用d/D表示,要这样选择:当活塞杆处于受拉状态下,d/D值就在0.3到0.5之间选择,相反当它受压状态时,就在0.5-0.7之间选择。本设计选择d/D=0.7,d=35 mm。=961625N37700N从结果可知,理论值的力要大于实际的力,因此符合条件可以使用。经计算,所需的油压约为: (后续章节进行介绍)3.2升降方向设计计算3.2.1 初步确系统压力表3-1 按负载选择工作压力1负载/ KN50工作压力/MPa1.25,满足最低速度的要求。2.活塞杆强度计算: 90mm (4-4)式子里, -许用应力;。3活塞杆的结构设计 为了避免偏负荷的劳动力的形成,以满足液压缸的安装要求,以及其效率,以改善作用,连接到活塞杆负载的马达油杆牵引机构的外周端,负载它应根据具体情况,然后选择合适的杆端结构。4.活塞杆的密封和防尘活塞杆的密封分很多形式各类,有Y形的、有U形夹织物、有O形、有V形等等6。由薄钢片材料组合防尘圈时,防尘圈和活塞杆的配合设得H9/f9。薄钢片厚度是0.5mm。因为设计简单并且维护更简便,所以本设计使用O型密封圈。3.2.4 液压缸工作行程的确定 液压缸工作行程长度按照实际工作的最大行程来设出的,对照表格4-4来设出。液压缸活塞行程参数优先次序按表4-4中的a、b、c选用。表4-4(a)液压缸行程系列(GB 2349-80)62550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000表4-4(b) 液压缸行程系列(GB 2349-80)6 40 6390110140180220280360450550700900110014001800220028003600表4-4(c) 液压缸形成系列(GB 2349-80)6240260300340380420480530600650750850950105012001300150017001900210024002600300034003800根据高速知名作品的设计要求将至,根据任务书行程的要求,根据表3-8,您将能够选择1050毫米液压缸的工作行程。3.2.5 活塞的设计由往复水压力的作用下滑动,活塞因沿气缸,并且因此,它既不太紧必须恰当和更小的空间圆柱体。紧好,以最小的启动压力,降低机械效率,并且容易损伤汽缸和活塞的配合表面,该间隙过大,并导致液压缸的内部泄漏,减少和设计性能不符合液压缸的容积效率的要求。请考虑使用O型圈。3.2.6 导向套的设计与计算1.最小导向长度H的确定 当活塞杆完全伸出,从中点到滑动引导件的中点的活塞支承面套筒表面的距离,被称为导向器的最小长度。的效果的液压缸的性能和稳定性。因此,设计是一个液压缸,需要确保其具有导向的一定的最小长度。根据当液压缸的最大行程为L时,有缸筒直径D,最小导向长度式子是: (4-5)一般导向套滑动面的长度以A表示,在缸径比80mm值低的时候,设得A=(0.61.0)D,当缸径大于80mm时取A=(0.61.0)d.。活塞宽度B取B=(0.61.0)D。若导向长度H不够长,就考虑在活塞杆上加上一个导向套K(请参见图4-1)以此增加导向长度H值。隔套K的宽度。图4-1 液压缸最小导向长度1因此:最小导向长度,取H=9cm;导向套滑动面长度A=活塞宽度B=2.导向套的结构 结构分为普通型、易拆型、球面型以及静压型主要,具体情况具体选择。3.2.7 端盖和缸底的计算校核 单个液压缸的活塞,无需经过气缸盖和气缸头活塞杆,称为通过端帽,这就是所谓的帽活塞杆底部。盖具有足够的强度以承受底缸压力,不仅必须有连接的一定的强度,并配置一个密封的压力腔。活塞杆导向孔(或安装引导套筒孔)和防尘圈,环槽,和连接螺钉孔,很容易的力的情况下被设计为覆盖损伤,也没有更多的复杂。1.端盖的设计计算端盖厚h为:式子里, D1-螺钉孔分布DIA.,cm; P-液压力,; -密封环形端面平均直径,cm; -材料的许用应力,。2.缸底的设计 种类有平底缸,椭圆缸底和半球形缸底。3.2.7 缸体长度的确定 内筒活塞缸等于活塞冲程的宽度的长度。的缸的总长度,需要退出考虑到端盖1的厚度。通常情况下,液压缸本体的长度不能超过在气缸2030倍。设得系数为5,液压缸缸体长度设得:L=5*10cm=50cm。3.2.8 缓冲装置的设计 油缸杆(或柱塞杆)是,液压和驱动运动有很多的势头,我们有一定的质量。他们的行程结束,在俱乐部头液压缸端盖和筒底部,造成机械冲击,这将产生重要的影响和噪声。使用缓冲装置,严重影响液压系统和气缸的整体强度是大约两倍绑定到正常工作的额定操作压力,这是这样的机械冲击这是为了避免,但影响的压力依然存在。缓冲液,直到达到零,这是能够实现的减速,端帽的底部,或在其行程的端部的液压缸的活塞杆,其它移动部件的移动的影响以防止,这意味着降低。6米/分钟以下活塞缸活塞速度,在一般为12米/分钟或更不具备缓冲装置和速度时,并不意味着需要设置的缓冲器。这种组合液压系统,4米/动力滑动最大速度分钟,不需要设计在这样的缓冲装置。3.2.9 油缸的选型经过比较,选了优质供应商速易可(上海)有限公司生产的油缸产品。http:/www.tonab.net/about_us.asp。这家公司在2004在上海成立的,空气液压元件及设备,生产,销售自动化厂商的研究,“TONAB”品牌营销,国内外市场,产品主要包括空气净化组件,气动控制元件,气动执行器配件,辅件,气压产品以从事设备带或液压,广泛使用在医疗设备,工业机器人,食品包装机械,纺织机械,半导体制造设备,轨道交通,烟草机械,机床,自动化控制,真空处理,汽车使用的产品制造,教育培训行业。根据上节计算,在这选择YAM63.3.3 水平方向设计计算3.3.1 水平方向计算当工件处于水平位置时,摆动缸的工件扭矩最大,采用估算法,工件重1000kg,长度l =1000mm。如图3.4所示。工件图3.4 受力简图(1)计算扭矩4 (2)液压缸(伸缩)及其配件的估算扭矩 4F =10000N S =1m(最大行程时)带入公式2.9得=10000101 =100000(NM) 由于水平方向的油缸与升降方向的有些类似,在此不在一一列举3.3.2 油缸的选型根据上节计算,在这选择YAM63.3.3底座回转机构设计计算其操作灵活,转动惯量小抓债券,腕部和臂部,手腕的运动,会为了改变主体的方向上使用。 1具有自由度,在本主题的手腕旋转,可以在一个旋转滚筒用于驱动手腕的活性结构。要求:回转360 角速度=45/s3.3.1 回转部位负载计算校核.若传动负载作回转运动负载额定功率: (3-24)负载加速功率: (3-25)负载力矩(折算到油马达轴): (3-26)负载GD(折算到油马达轴): (3-27)起动时间: (3-28)制动时间: (3-29) 式子里,-为额定功率,KW;-为加速功率,KW;-为负载轴回转速度,r/min;-为油马达轴回转速度,r/min;-为负载的速度,m/min;-为减速机效率;-为摩擦系数;-为负载转矩(负载轴),;-为油马达启动最大转矩,;-为负载转矩,;-为负载的,;-为负载(折算到油马达轴上),;-为油马达的,;由于步进马达油被驱动臀部的旋转,具体到第二路径的这种设计,运动和形式的一部分。以下具体计算。扭矩,因为除了旋转缺席只有旋转运动髋摩擦转矩存在的圆周方向,有旋转轴; (3-30)式子里,-滚动轴承摩擦系数,设0.005;-机械手和产品总重,设100千克;-回转轴上传动大齿轮分度圆半径,设值240毫米;带入数据,计算得 =0.12; 同时,腰部回转速度定为=5r/min;传动比定为1/120;且, 带入数据得: =10.45667。将其带入上(3-24)(3-30)式,得: 启动时间 ; 制动时间 ;折算到油马达轴上的负载转矩为:。3.3.2 油马达的选型 根据参数,选型为BM-R100物镜臂的运动享有在正常空间,直接从手臂,手腕上的力,放在手的手柄部分的运动的范围内的任何点,移动工件,以便看到它在工作中是静态的负荷然后,更多的自己的运动,该力是更复杂的。精度最终反映在手焦点搬运机器人肥料装袋的位置精度。所以,选择合适的导向,这是到目标特别重要5。手臂的伸缩速度为200m/s行程L=1000mm(1)手臂右腔流量,公式(3.7)得: =100040 =1004800mm/s =0.1/10m/s =1000ml/s(2)手臂右腔工作压力,公式(3.8) 得: (3.12)式子里,:F -取工件重和手臂活动部件总重, F =1000kg,=10000N。 (4)由初步计算选油泵所需液压最高压力 P =10Mpa所需液压最大流量 Q =1000ml/s3.4机身结构的设计校核臂部和机身的结构基本上反映了袋装肥料处理机器人的整体布局。在本文中,有可能使机器人所以肥料处理机器人,将其放置在袋的主体是独立的,输入装袋搬运肥料,其被设计到帧,作为完整的设备,地方的一个系统中,可自由移动方便,另外,它是可以具有旅行社。臂是在过渡到后处理机器人装袋肥料,它已被从直立构造在中心是常见的。手臂和运动沿着支架的柱,较大的升降行程下来。解除由所述电动机螺柱的旋转驱动的过程。它导致螺柱根据臂的垂直运动。旋转臂由电动机驱动旋转轴的减速器,用于旋转所述主体驱动,以便实现灵活性的要求7-9。3.4.1 油马达的选择所述主体具有两个油马达,使用什么被臂的升降运动的推动下,另一种是由本体的旋转运动驱动的。安装在板主体旋转驱动肋的发动机油的油电动机驱动臂升降运动被安装在混凝土基础7-9。带动臂部升降的油马达:初选上升速度 V =100mm/s P =6KW所以转/分3.4.3螺柱的设计与校核螺杆是袋装化肥搬运机械手的重要支承件,它得以使手臂上下运动。螺杆的材料选择:又经济又满足要求的材质非铸铁莫属。螺距 P =6mm 梯形螺纹螺纹的工作高度 h =0.5P (3.17)=3mm螺纹牙底宽度 b =0.65P=0.656=3.9mm (3.18)螺杆强度11 (3.19)=3050Mpa螺纹牙剪切 =40弯曲=4555(1)当量应力 (3.20)式子里, T-传递转矩Nmm-螺杆材料的许用应力 所以代入公式(3.20)得: 6225025d12+11236900d16101262250250.0292+112369000.02961012即16471pa535340pa合格(2)剪切强度 (旋合圈数) (3.21) (3.22) =206.8103pa =0.206Mpa=40Mpa(3)弯曲强度=0.48Mpa=45Mpa合格3.4.4机座的机械结构带动机身回转的油马达:初选转速 W =60/s N =1/6转/秒=10转/分由于齿轮 I =3减速器 I =30所以 n =10330=900转/分机座的机械结构如图3.9所示:图3.9 机座结构图3.5袋装化肥搬运机械手的定位及平稳性确定3.5.1常用的定位方式机械停止机械停止位置被设置在行程的末端。在止动和定位,减慢直至结束时,搬运机器人肥料装袋时之后。预减速的定位,放置驱动压力,在这种情况下,如果不除去,机械停止被设置,以实现高的再现性。装袋,可以是搬运机器人肥料以除去工作液压定位驱除反弹一微小距离止动的情况下,那么,通常比0.5更高,因而定位精度变低12。3.5.2影响平稳性和定位精度的因素袋肥料搬运机器人,可以正确地操作,对准实际上是三维空间,线和角位置的数目的组合的量的量。在许多简单的例子,是一个单一的值可以是伯。影响单行或以下面的方式定位误差角量的量的因素:(1)目标不同定位方法的不同因素的影响。这样的机械止动,当这种塞子速度和其它因素的定位精度和刚度相关联,并与止动件接触的位置。(2)定位速度定位,会加速对定位精度的影响很大。因为定位速度是相同的,它必须被耗散不同能量的可动部。在一般情况下,为了减少定位误差,提高这种缓冲器的性能,如果是合理控制定位速度缓冲装置效率缓冲器,被控制适时减慢运动驱动系统零件是的。(3)准确度袋肥料制造精度机器人搬运和安装速度准确度将会对定位精度有直接影响。(4)刚性袋装肥料处理接触刚度结构刚度和机器人本身的定位精度和一般较低,它是低制造容易因振动。的移动体的重量(5)运动部件的重量,包含机器人自身的重量而被逮捕处理装袋肥料的重量。重量的定位精度的变化大的影响移动部件。典型地,该移动部件的重量,会增加定位精度被降低。因此,设计不仅要减少元件本身的移动量,并赶上考虑的工作的影响下的重量变化。(6)驱动源液压突波电流和电压波动会影响肥料石油协议与机器人重复性袋装。因此,为了调整电压和油压必要的措施。(7)控制系统开关控制,位置控制和电液比例控制精度的伺服控制是不一样的。这不仅不同的精度和各种控制用元件的灵敏度,是不限定于相关联的位置反馈装置13的存在。定位这个项目的准确性,使用机械定位块。3.5.3袋装化肥搬运机械手运动的缓冲装置缓冲装置,有两种形式,被分为内侧和缓冲缓冲器的外部。和气缸端减震器,在形式缓冲如缓冲电路。以灵活的机械元件和液压减震器的形式缓冲器之外。缓冲区的优点是简单和紧凑的结构。然而,有时有限的座椅位置,如优势缓冲器的座椅位置,灵活和简单的,优越的缓冲性能的调谐,是,但结构是比较大的。它是在气缸端减震器使用。本文减震器。活塞移动一定距离时,从活塞和端盖之间的筒边缘能量远形成缓冲室。减速停车,使用油门,使生成的临时缓冲室耐压向后运动,避免缸端缓冲装置称为避震装置12-15的刚性原则。缓冲行程,孔口常数,被称为恒定油门圆柱体端减震器。缸体端部固定止动缓冲装置,最大加速度,设计的最大的减震腔的压力和残留的速率会受到工作条件时的三个参数。常用的方法是选择的第一个参数之一,检查其他两个参数。请按如下。1.选择的最大加速度通常,考虑速度和负载的大小考虑AMAX值按,肥料装袋处理所选机器人的类型和结构特征。为肥料的低速重负载处理用5米/秒2机器人采取以下的搬运机器人肥料高速轻载的袋的最大加速度,最大加速度取5-10米/秒2。2.算出沿运行方位受力于活塞上的外力F:式子如下:水平运动时: (3.23) =0.251033.62-7=138N(3)计算残余速度Vr (3.24)m/s总结与展望我的论文辛苦了一天一夜后最终敲定,因此多,看了看我的文章,我觉得表面上很兴奋,似乎这只是一个人的过去几个月的努力,事实并非如此,在我全力支持的背后我的整个团队,没有的支持和鼓励,我不可能做到这么好。这让我深深体会到团队合作的力量。这个项目就可以完成,它指出,在成长的大学。该项目是由老师的研究课题和我的论文指导过程指明了方向支持。在规划过程中,老师多次为我提供帮助,让设计过程中,帮助开发研究思路,我的细心指导,鼓励面临的困难。老师一丝不苟的作风,严谨求实的态度和精神意义,不仅给我的文字,但我学会了处理问题的态度,虽然时间短,寿命变。研究了启闭传输系统的基本设计,以确定传输图,图速度,那么每车床齿轮轴和车轴,轴承和设计计算等关键部件,最终齿轮草案,到检查最后,以满足要求。参考文献参考文献1 徐灏.机械设计手册3M.北京:机械工业出版社,1998,p20-p552 徐灏.机械设计手册4M.北京:机械工业出版社,1998,p34-p563 徐灏.机械设计手册5M.北京:机械工业出版社,1998,p44-p784 张建民.工业机械手M.北京:北京理工大学出版社,1994,p66-p915 丁树模.液压传动M.北京:机械工业出版社,1998,p34-p456 颜永年.机械制图M.大连:大连理工大学工程画教教研室,1998,p12-p607 王栋梁.机械基础M.北京:机械基础,1995,p44-p908 隆生.Solid
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