组合模块结构工业机械手设计-本科生_学位论文.doc

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1、编号本科生毕业论文组合—模块结构工业机械手设计Thedesigningofacombinedandmodularmachinerymanipulator学生姓名罗博艺专业机械电子工程学号090321515指导教师陈玲学院机电工程学院2013年6月长春理工大学本科毕业设计摘要本文以“组合—模块工业机械手设计”为题目，设计了一个五自由度固定机械手，使其具有水平旋转、上下移动、前后移动、腕部俯仰、夹持器回转并抓取一组物体等功能。并且对机械手进行功能原理分解。设计可行性方案并进行对比，选出最优方案。本文的重点有二个方面文中设计了机械手的机械结构部分，主要包括液压缸的设计与连接件的设计,使

2、用CAD和CATIA完成机械手的总体装配图和非标零件的设计，并结合力学知识对各非标零件进行校核计算。其中包括外观改进和结构优化。由于机械手采用全液压驱动，故还进行了液压传动回路的设计，此外，要实现机械手自动控制，也设计了PLC控制电路，当机械手到达极限位置时触碰限位开关，电磁阀动作使机械手进行下一个动作。关键词：组合式机械手模块化PLC37长春理工大学本科毕业设计ABTRACTThispapertakestheproject“Thedesigningofacombinedandmodularmachinerymanipulator”asthestudybackground,des

3、ignsafixedmanipulatorwhichithas5DOF.Themanipulatorhassomefunctions,thatitcanturninhorizontalplane,swinginbothhorizontalplaneandverticalplane,andcapturemanyminiatureparts.Themanipulatoroffunctionisdecomposed.Someofreasonableplansaredesigned.Theyarecontrastedandthebestplanistook.Thefocusofthepa

4、perisonthreeaspects:Thispaperdesignsthemanipulatorofmachinerystructure,whichcombinedhydrauliccylinderandconjunction.IalsouseCADandCATIAtofinishesitsAutoCADandnon-standardpartsinmechanics.Thispartofthepaperisconsistofoutwardappearanceandmachineryconstruction,thattheyareimprovedandoptimized.The

5、manipulatorisdrivedbyhydraulicpower,sothedesignationofhydrauliccircuitisnecessary.Toreachtheaimofautomaticcontrol,themanipulatoralsoneedaPLCconrrolsystem.Whenthemanipulatorturnonthelimitswichwhenitreachalimitingposition,thesolenoidvalvewillgetasingalwhichwouldletthehydrauliccylindertoachievea

6、nextaction.Keywords:modular;manipulator;combined;PLC37长春理工大学本科毕业设计目录摘要IABTRACTII第1章绪论11.1机械手发展状况11.1.1发展历史11.1.2当今技术发展趋势21.1.3国内发展状况及应用举例21.2课题背景及研究意义41.3性能指标51.4主要功能与系统组成5第2章设计任务及方案评价72.1设计目标与功能原理分析72.2机械手的配置和工作原理72.3解决原理92.4方案的分析和决策9第3章结构评价设计123.1组合式专用工业机械手总体方案123.2机械手的部件设计123.2.1机械手的手臂回转模块

7、设计123.2.2手臂升降模块的设计143.2.3手臂伸缩模块153.2.4机械手手腕设计153.2.5夹持器设计16第4章部件计算与校核1937长春理工大学本科毕业设计4.1手臂回转运动驱动力矩计算194.2垂直运动液压缸计算204.2.1驱动力与活塞杆校核204.2.2壁厚校核214.3手臂伸缩驱动液压缸计算与校核224.3.1驱动力校核224.3.2壁厚校核224.4夹持器计算23第5章液压原理设计255.1驱动方式255.2工作原理255.2.1液压系统设计255.2.2