电机壳体搬运上线机械手设计

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1、第1章绪论1.1机械手概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。“工业机器人”（IndustrialRobot）：多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业

2、机器人或通用机器人）。机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。机器人一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机器人，也即本文所研究的对象。它是一种独立的、不附属于某一主机的装置，可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定操作。它是除具备普通机械的物理性能之外，还具备通用机械、记忆智

3、能的三元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机（Manipulator）。它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机器人来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是专业机器人，主要附属于自动机床或自动生产线上，用以解决机床上下料和工件传送。这种机器人在国外通常被称之为“MechanicalHand”，它是为主机服务的，由主机驱动。除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。机器人按照结构形式的不同又可分为多种类型，其中关节型机器人以其结构紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕过基

4、座周围的一些障碍物等这样一些特点，成为机器人中使用最多的一种结构形式，世界一些著名机器人的本体部分都采用这种机构形式的机器人。要机器人像人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构；像肌肉那样使手臂运动的驱动－传动系统；像大脑那样指挥手动作的控制系统。这些系统的性能就决定了机器人的性能。一般而言，机器人通常就是由执行机构、驱动－传动系统和控制系统这三部分组成，如图1-1所示。49图1-1机器人的一般组成1.2设计问题的提出在生产实践中，常常需要将上料、加工、卸料等工序进行合理的安排，组成一条自动流

5、水加工线。但在流水线上加工时，需要许多工人搬运工件，有时劳动强度较大。当生产效率很高时，为了减少工人数量，改善工人的劳动条件，提高劳动生产率这就需要使自动线上工件搬运自动化。于是针对这一问题就提出了要研制一种搬运机械手来代替工人实现工件的搬运上线,并且能满足定位和重复定位精度。用搬运机械手来代替工人搬运工件可以减轻工人的劳动强度，减少自动线上的工人数目，同时也提高了生产效率并且精度也得到了保障。而事实上，在生产领域真正用来加工的时间一般不大于整个生产时间的10％，大部分时间是用在了工件的搬运、装夹等辅助工序上。从这个方面可以看出研制一种自动化搬运机械手的

6、迫切性和重要性。49第2章液压机械手的总体设计2.1液压机械手的组成及各部分关系概述机械手的组成及其相互间的关系如下：（1）手部：包括手指。传力机构等，主要起抓取和放置物件的作用。（2）传送机构：包括手腕，手臂等，主要起改变物件方位和位置的作用。（3）驱动部分：上驱动前两部分的动力，因此也称为动力源，常用的有液压，气压，电力和机械式驱动四种形式。（4）控制部分：是机械手动作的指挥系统，由它来控制动作的顺序（程序），位置和时间（甚至速度与加速度）。（5）其他部分：如机体，行走机构，行程检测装置和传感装置等：1）机体（也称机身）：是用以支承和连接其他零件，部

7、件的基础件。2）行走机构：是为了扩大机械手的使用空间而设置的，它本身又包括动力源。3）传动（减速）机构，滚轮和连杆机构等，目前大多数机械手还缺乏行走机构。4）行程检测装置：是检测和控制机械手各运动行程（位置）的装置。5）传感装置：其中装有某种传感器，使手指具有敏感性和自控性，用以反映手指和物件是否接触，物件有无滑下或脱落，物件的方位是否正确，手指对物件的握紧力是否与物件的重量相适应等。2.2液压机械手的设计分析2.2.1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

8、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