多功能机械手毕业设计说明书

南华大学机械工程学院毕业设计第 1 页 共 50 页多 功 能 机 械 手 的 设 计摘要: 本次设计的多功能机械手用于加工自动线上，主要由手爪、手腕、手臂、机身、机座等组成，具备上料、翻转和转位等多种功能，并按该自动线的统一生产节拍和生产纲领完成以上动作。本机械手机身采用机座式，自动线围绕机座布置，其坐标形式为球坐标式，具有立柱旋转、手臂伸缩、手臂俯仰、腕部转动和腕部摆动5 个自由度；驱动方式为液压驱动，且选用双联叶片泵，系统压力为 2.5MPa，电机功率为 5.5KW，共有整机回转油缸、手臂俯仰油缸、手臂伸缩油缸、手腕摆动油缸、手腕回转油缸、手爪夹紧油缸 6 个液压缸；定位采用机械挡块定位，定位精度为0.51mm，采用行程控制系统实现点位控制。 关键字： 机械手，球坐标，液压，机械挡块 ，点位控制南华大学机械工程学院毕业设计第 2 页 共 50 页Abstract: The current design of multifunctional mechanical hand used for R175-type diesel organisms automatic processing line, mainly consist of claw, wrists, arms, body, base and so on. With moving the materials, turnover and transfer spaces, and many other functions, the automatic line with the unified production rhythms and production program completed more moves. With the automatic production line rhythms and the production of complete reunification of the above movements, automatic line is around the machine arrange, the coordinates of the ball coordinates of the form, with huge rotary, extendable arm, arm pitch, hitting and hitting back five moves freedom; Driven approach to hydraulic-driven, and the choice of double leaves pumps, the system pressure to 2.5MPa, 5.5KW electrical power for a total of whole sets of rotation tank, arm tilt cylinders, fuel tanks extendable arm, wrist swing tank, wrist rotation tank, claw clip tank six hydraulic oil tank; positioning a piece of machinery turned positioning, positioning accuracy for 0.51mm, using control systems to achieve their point spaces control. Key words: Mechanical hand, the ball coordinates, hydraulic, mechanical turned pieces, control point spaces南华大学机械工程学院毕业设计第 3 页 共 50 页前 言本 次 毕 业 设 计 是 在 学 完 大 学 四 年 的 基 础 知 识 和 专 业 知 识 ， 进 行 了一 系 列 的 生 产 实 习 和 以 前 各 次 课 程 设 计 的 基 础 上 进 行 的 一 次 综 合 性 的大 总 结 。 旨 在 培 养 我 们 综 合 运 用 所 学 的 基 础 知 识 、 专 业 知 识 去 分 析 和解 决 生 产 实 际 问 题 的 能 力 及 培 养 正 确 的 设 计 思 想 ， 并 通 过 运 用 设 计 标准 、 规 范 、 手 册 、 图 册 、 和 查 阅 有 关 技 术 资 料 去 进 行 理 论 计 算 、 结 构思 考 、 绘 制 图 样 、 写 相 关 说 明 性 材 料 ， 培 养 我 们 机 械 设 计 的 基 本 技 能和 工 程 设 计 工 作 者 的 基 本 素 质 ， 为 我 们 走 上 工 作 岗 位 打 下 坚 实 的 基 础 。本 次 毕 业 设 计 课 题 为 R175 型 柴 油 机 机 体 加 工 自 动 线 上 用 的 多 功能 机 械 手 。 随 着 生 产 率 水 平 的 提 高 ， 人 们 对 产 品 精 度 和 质 量 要 求 越 来越 来 严 格 ， 企 业 生 产 线 的 自 动 化 程 度 要 求 越 来 越 高 ， 工 业 机 械 手 已 成为 多 数 企 业 生 产 线 上 必 不 可 少 的 设 备 。 此 次 设 计 的 机 械 手 各 组 成 部 分有 ： 手 爪 、 手 腕 、 手 臂 、 机 身 、 机 座 等 。 并 对 其 进 行 了 严 谨 、 详 细 的设 计 、 计 算 、 校 核 和 绘 图 。 由 于 自 身 缺 乏 实 践 经 验 ， 而 且 本 次 设 计 内容 较 多 ， 任 务 繁 重 ， 而 且 这 方 面 的 资 料 少 ， 加 重 了 设 计 的 难 度 。 所 以在 设 计 中 难 免 会 出 现 这 样 那 样 的 错 误 ， 还 请 各 位 老 师 斧 正 。总 之 ， 我 希 望 通 过 本 次 毕 业 设 计 对 自 己 未 来 将 从 事 的 工 作 进 行 一次 适 应 性 的 训 练 ， 从 中 锻 炼 自 己 分 析 问 题 、 解 决 问 题 的 能 力 ， 为 将 来的 工 作 打 下 一 个 良 好 的 基 础 。南华大学机械工程学院毕业设计第 4 页 共 50 页目 录一、方案设计及主要参数的确定5（一）方案设计 5（二）主要参数的确定 6二、抓取机构的设计7（一）抓取机构结构形式的确定 7（二）夹紧力（握力）的确定7（三）夹紧缸驱动力的计算 10（四）夹钳式抓取机构的定位误差分析 11（五）夹紧液压缸主要尺寸的确定 13三、送放机构的设计 16南华大学机械工程学院毕业设计第 5 页 共 50 页（一）概述16（二）液压系统主要参数的确定 18（三）机械手的腕部设计 21（四）机械手的手臂和机身的设计 32（五） 液压系统元件的选择 38（六）液压系统回路的分析39四、控制系统的设计42五、参考文献43六、谢辞44七、附录：科技论文翻译45一、方案设计及主要参数的确定（一）方案设计根据课题要求，机械手需要具备上料、翻转和转位等多种功能，并按该自动线的统一生产节拍和生产纲领完成以上动作，因此可采用以下多种设计方案。（1）直角坐标系式，自动线成直线布置，机械手空中行走，顺序完成上料、翻转、转位等功能。这种方案结构简单，自由度少，易于配线，但需要架空行走，油液站不能固定，这使设计复杂程度增加，运动质量增大。（2）机身采用立柱式，机械手侧面行走，顺序完成上料、翻转、转位等功能，南华大学机械工程学院毕业设计第 6 页 共 50 页自动线仍呈直线布置。这种方案可以集中设计液压站，易于实现电气、油路定点连接，但占地面积大，手臂悬伸量较大。（3）机身采用机座式，自动线围绕机座布置，顺序完成上料、翻转、转位等功能。这种案具有电液集中、占地面积小、可从地面抓取工件等优点，但配线要求较高。本设计拟采用第三种方案，如图（1）所示。这是一种球坐标式机械手，具有立柱旋转z、手臂伸缩x、手臂俯仰y、腕部转动x 和腕部摆动y 五个自由度。图（1）（二）主要参数的确定南华大学机械工程学院毕业设计第 7 页 共 50 页1. 抓取重量15kg2. 坐标形式和自由度坐标形式为球坐标式，有五个自由度。3.工作行程工作行程由已知条件及方案分析确定：最大工作半径 1500mm；手臂最大中心高 1000mm；手臂水平中心高 700mm；手臂伸缩行程 450mm；手臂回转范围：=0270 ；手腕回转范围：翻转 =0180 ；腕部摆动范围：转位 =090 ；手臂上下摆动角度：=060 。4.运动速度直线运动速度：手臂伸缩行程 l=450mm，运动时间 t=2s，则手臂伸缩速度为：v= =0.45/2=0.225m/s；tl回转运动速度：定为 60 /s。5.驱动方式驱动方式采用液压驱动的方式。由于机械手操作时各缸不同时工作，手臂伸缩缸和手臂回转缸所需的流量大，其余各缸所需的流量均较小，因此可选用双联叶片泵。在小流量时，只需高压小流量供油，大流量低压泵卸荷；在大流量时，两泵同时供，这样可以减少系统功率损失，防止油温升高。6.定位精度定位采用机械挡块定位，定位精度为 0.51mm。7.控制方式采用行程控制系统实现点位控制。南华大学机械工程学院毕业设计第 8 页 共 50 页南华大学机械工程学院毕业设计第 9 页 共 50 页南华大学机械工程学院毕业设计第 10 页 共 50 页需毕业论文正文全文及全套图纸可联系:QQ或微信:631768401TEL:18267419519