机电设计机械手new

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1、机电课程设计————简易型机械手姓名:学号：专业班级：学院：指导老师：2013年12月I目录目录II第一章设计任务书11.1控制要求11.2动作顺序：1第二章机械手机械部分的选择与设计22.1手部设计基本要求22.1.1典型的手部结构22.1.2选择手抓的类型及夹紧装置22.2腕部设计的基本要求32.2.1典型的腕部结构32.2.2腕部结构和驱动机构的选择32.3臂部设计42.3.1臂部设计的基本要求42.3.1手臂的典型机构以及结构的选择42.4机身的设计52.4.1机身的整体设计5第三章机械手控制系统设计63.1输入和输出点分配表及

2、原理接线图63.2控制程序73.3梯形图及指令表93.3.1梯形图93.3.2指令表13课程设计总结以及体会14参考文献14II第一章设计任务书　　为简易型机械手设计自动控制方案，要求采用可编程控制器控制。机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式。1.1控制要求如图a所示，将物体从位置A搬至位置B机械手整个搬运过程要求都能自动控制。在启动过程中能切换到手动控制机自动控制或半自动控制（又称单周期控制），以便对设备进行调整和检修。图b是机械手控制系统的逻辑流程图。系统启动之前，机械手处于原始位置，条件是机械手在高位、左位。图a机械手动

3、作原理图图b1.2动作顺序：（1）机械手从原点位置起始下移到A处下限位→从A处夹紧物体后上升至上限位→右移至右限位→机械手下降至B处下限位→将物体放置在B处后→上升至上限位→左移至左限位（原点）为一个循环。（2）上限、A、B下限、左限、右限分别由限位开关控制；机械手设立起动和停止开关。（3）机械手夹紧或松开的工作状态以及到达每一个工位时，均应有状态显示。第13页（4）机械手的夹紧和放松动作均应有1s延时，然后上升；机械手每到达一个位置均有0.5s的停顿延时，然后进行下一个动作。（5）若机械手停止时不在原点位置，可通过手动开关分别控制机械

4、手的上升和左移，使之回到原点。第二章机械手机械部分的选择与设计2.1手部设计基本要求（1）应具有适当的夹紧力和驱动力。应当考虑到在一定的夹紧力下，不同的传动机构所需的驱动力大小是不同的。（2）手指应具有一定的张开范围，手指应该具有足够的开闭角度（手指从张开到闭合绕支点所转过的角度），以便于抓取工件。（3）要求结构紧凑、重量轻、效率高，在保证本身刚度、强度的前提下，尽可能使结构紧凑、重量轻，以利于减轻手臂的负载。（4）应保证手抓的夹持精度。2.1.1典型的手部结构（1）回转型包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种。（2）移动型移动型即两手指相对支

5、座作往复运动。（3）平面平移型。2.1.2选择手抓的类型及夹紧装置本设计是设计平动搬运机械手的设计，常用的工业机械手手部,按握持工件的原理,分为夹持和吸附两大类。吸附式常用于抓取工件表面平整、面积较大的板状物体,不适合用于本方案。本设计机械手采用夹持式手指,夹持式机械手按运动形式可分为回转型和平移型。平移型手指的张开闭合靠手指的平行移动,这种手指结构简单,适于夹持平板方料,且工件径向尺寸的变化不影响其轴心的位置,其理论夹持误差零。若采用典型的平移型手指,驱动力需加在手指移动方向上,这样会使结构变得复杂且体积庞大。显然是不合适的，因此不选

6、择这种类型。通过综合考虑，本设计选择二指回转型手抓，采用滑槽杠杆这种结构方式。夹紧装置选择常开式夹紧装置，它在弹簧的作用下机械手手抓闭和，在压力作用下，弹簧被压缩，从而机械手手指张开。2.2腕部设计的基本要求（1）力求结构紧凑、重量轻腕部处于手臂的最前端，它连同手部的静、动载荷均由臂部承担。显然，腕部的结构、重量和动力载荷，直接影响着臂部的结构、重量和运转性能。因此，在腕部设计时，必须力求结构紧凑，重量轻。第13页（2）结构考虑，合理布局腕部作为机械手的执行机构，又承担连接和支撑作用，除保证力和运动的要求外，要有足够的强度、刚度外，还应

7、综合考虑，合理布局，解决好腕部与臂部和手部的连接。（3）必须考虑工作条件对于本设计，机械手的工作条件是在工作场合中搬运加工的棒料，因此不太受环境影响，没有处在高温和腐蚀性的工作介质中，所以对机械手的腕部没有太多不利因素。2.2.1典型的腕部结构(1)具有一个自由度的升降驱动的腕部结构。它具有结构紧凑、灵活等优点而被广腕部回转，总力矩M，需要克服以下几种阻力：克服启动惯性所用。回转角由动片和静片之间允许回转的角度来决定（一般小于）。(2)齿条活塞驱动的腕部结构。在要求回转角大于的情况下，可采用齿条活塞驱动的腕部结构。这种结构外形尺寸较大，

8、一般适用于悬挂式臂部。(3)具有两个自由度的回转驱动的腕部结构。它使腕部具有水平和垂直转动的两个自由度。(4)机-液结合的腕部结构。2.2.2腕部结构和驱动机构的选择本设计要求手腕能够升降，综合以上的分析考