自动上下料机械手

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1、项目报告自动上下料机械手班级：机电09302项目小组成员和分工：组长陈勇秘书束万鑫气动选定方案孙良气动设计梁振兴机械部分设计刘亚超、秦利达项目指导老师：彭芳项目选题依据随着工业自动化程度的提高，工业现场的很多易燃、易爆等高危及重体力劳动场合机器所代替，这一方面可以减轻工人的劳动强度，另一方面可以大大提高劳动生产率。例如，目前在我国的许多中小企业汽车生产以及轻工业生产中，往往冲压成型这一工序还需要人工上下料，既费时费力，又影响效率。为此，我们小组把上下料传送机械手作为我们研究的课题。现在的机械手大多采用液压传动，但是液压传动存在以下几个缺点：1、液压传动在工作过程中能量损失较

2、大，如摩擦损失、泄露损失等2、工作时受温度变化影响较大。3、因液压脉动和液体中混入空气，易产生噪声。4、液压元件价格较高。鉴于以上这些缺陷，我们小组决定采用气压传动，气动技术有以下优点：1、介质提取和处理方便。2、阻力损失和泄露较小，能源可储存，而且工作环境适应性好。3、动作迅速，反应灵敏。气动系统一般只需要0.02s-0.3s即可以建立起所需要的压力和速度。也能实现过载保护，便于自动控制。4、成本低廉。由于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元、辅件材料和加工精度要求，制造容易，成本较低。国内外相关情况国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势：1工业机器人性能不断提高（高速

3、度、高精度、高可靠性、便于操作和维修）；2机械结构向模块化、可重构化发展；3工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化、器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构：大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性；4多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用；我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，起步较晚，技术及其工程应用的水平和国外比还有一定距离；但在国家的支持下，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人

4、。项目构思选取机械手的座标形式和自由度设计机械手的各执行机构，包括手部、手腕、手臂等部件的设计。设计出机械手气压传动系统，包括气动元件的选取，气动回路的设计，并绘出气动原理图和电子—控制图。机械手的标型式与自由度按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角标型式、圆柱标型式，球标型式和关节标型式。由于本机械手在上下料时具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱标型式。相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下料摆动的自由度。手部结构设计为了使通用性较强，手部设计可更换结构，当工件是棒料时，使用夹持式手指来

5、抓取而传送工件，当工件是板料时，使用气流负压式来吸盘而传送工件。手腕结构设计考虑到机械手的通应性，同时由于被抓取工件时水平放置，因此手腕必须有回转才满足工作的要求。因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转气缸。手臂结构设计按照抓取工件的要求，本机械手的手臂自由度，即手臂的伸缩、左右回转和升降运动。手臂的回转和升降式通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。手臂的各种动作由气缸实现。机械手结构构示意图其中A缸为抓取机构的松紧缸，A缸活塞后退时抓紧工件，A缸活塞前进时松开工件。B缸为长臂伸缩缸，C缸为机械手升降缸。D缸为立柱回转缸，该气缸为齿轮齿条缸，把活塞

6、的直线运动改变为立柱的旋转运动，从而实现立柱的回转。机械手系统工作流程气动回路图机械手的手指、手腕、手臂的运动示意图