曲轴搬运机械手设计

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1、辽宁工程技术大学课程设计题目：曲轴搬运机械手设计班　　级：姓　　名：指导教师：完成日期：2018.01.2419辽宁工程技术大学设计任务书一、设计题目本次设计是要设计出一个机器手代替人工工作，实现两条生产线之间工件的搬运上料。二、主要内容该机械手能完成如下的动作循环：手臂前伸→手指夹紧抓料→手臂缩回→手腕回转90度→手臂前伸→手臂下降→手指松开→手臂上升→手臂缩回→机身回转复位→手腕回转复位→待料。三、上交材料(1)设计图纸(2)设计说明书四、进度安排(1)熟悉设计任务，收集相关资料（1月10日--1月11日）(2)拟定设计方案（1月11日--1月13

2、日）(3)绘制图纸（1月13日--1月18日）(4)编写说明书（1月18日--1月24日）(5)整理及答辩（1月24日--1月25日）五、指导教师评语19辽宁工程技术大学成绩：指导教师　　　　　　　日　　期　　　　　　　19辽宁工程技术大学摘　要随着科学技术的发展和自动化生产线在企业产品生产中的广泛应用，机械手作为自动化生产线的重要组成部分也得到了长足的发展和进步。尤其是随着机械结构的优化，气动、液压技术的成熟，控制元件的发展和控制方式的不断改进和创新，机械手的动作精确性、控制灵活性和工作可靠性得到了明显的改善。机械手的出现在减轻工人劳动强度和难度、提

3、高工作效率和质量、降低生产成本上做出了突出贡献，机械手的发展在企业的发展和创收上起到了举足轻重的作用。本课题是一个机、电结合较为紧密的实用性项目，文中对电气的应用、机械结构的设计、控制方法的选择等方面进行了必要的探讨。最后，总结了全文，指出了机械手的改进措施、应用前景和发展方向。19辽宁工程技术大学目录第1章绪论51.1工业机器人（机械手）的概述51.1.1工业机器手的发展5第2章机械手的总体设计52.1设计要求52.2机械手的总体设计方案52.2.1机械手的组成及各部分关系62.2.2总体设计任务62.3总体设计方案拟定6第3章机械手结构的设计83.

4、1末端操作器的设计83.1.1末端操作器结构的设计83.2手腕的设计83.3机身和机座的设计10第4章机械手各部件载荷及结构尺寸计算114.1手指夹紧机构的及尺寸设计114.1.1手指夹紧机构载荷的计算114.2手臂俯仰机构结构尺寸的确定144.3手腕摆动机构的确定144.4机身摆动机构的确定144.5强度校核154.6弯曲稳定性校核15参考文献1719辽宁工程技术大学第1章绪论1.1工业机器人（机械手）的概述1.1.1工业机器手的发展现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自

5、动化。1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机械手的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。德国机器制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业，瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制程序。日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进二种典型机械手后，大力研究机械手的研究。据报道，1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统

6、，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元中重要一环。19辽宁工程技术大学第2章机械手的总体设计2.1设计要求某生产线上搬运工件原由人工完成,劳动强度大、生产效率低。为了提高生产线的工作效率,降低成本,使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术,设计用一台搬运机械手代替人工工作。工作对

7、象为50~100mm，重量为40~60kg的曲轴，定位精度为±1。2.2机械手的总体设计方案2.2.1机械手的组成及各部分关系机械结构系统：机器人的机械结构又主要包括末端操作器、手腕、手臂、机身（立柱）、机座。2.2.2总体设计任务(1)结构形式的设计:本次设计中采用圆柱回转坐标型。(2)自由度的确定：自由度(DegreesofFreedom),指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不包括末端操作器的开合度。在运动形式上分为为直线运动P，旋转运动R。自由度数的多少反映了这种机械手能完成动作的复杂程度，根据对机械手必须完成的动作的研究，设计四个自由度的机

8、械手即可完成所规定的工作任务。从机座到手腕，关节的运动方式为旋转-直线-直线-旋转，即RPPR