上料機械手結構設計

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沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)論文文獻綜述 上料機械手結構設計文獻綜述 姓名：張輝 班級：1103 指導老師：趙艷春 引言 機械手作為新時代的應運而生的產物，它得到了太多的傾媚，它是見證時代發(fā)展的機器，它讓這個時代更加的方便，讓人們得到了得到了意想不到的收獲，它給了世界太多的驚喜。機械手起源于20世紀50年代，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式，能適應產品種類變更，具有多自由度動作功能的柔性自動化設備[1]。不管從農業(yè)還是工業(yè)上來說，它都代表了一個劃時代的產物。機械手是模仿著人手的部分工作，它更加安全，可靠，讓人們遠離危險，在各種惡劣的環(huán)境下都可以平穩(wěn)的工作。給了我們不一樣的收獲。因為對機械手的認知，崇拜，我對機械手未來的發(fā)展充滿的希望?，F(xiàn)今使用的機械手主要可分為極坐標型機械手和關節(jié)型機械手，這兩種機械手可以提供較大的工作空間[2]。所以我以老師給的這篇上料機械手結構設計為主題來發(fā)表我的一些感慨，通過計算數(shù)據(jù)與對機械手的介紹給自己一個完美的答復。 機械手本身的要求不高，但是因為他的成本高，專用的機械手適用范圍還少，它的限制性大大的增加。只有可以改變程序的機械手才能適應小批量的要求。因此，對于有特殊用途的場合，我們得制造出專用的機械手，來解決這個問題，這樣可以提高產品的成本。 本文主要研究的是上料機械手的基本設計數(shù)據(jù)、液壓系統(tǒng)傳動方案的確定、機械手的液壓元件，本文以上料機械手的遠景為前提研究在未來機械手對人們的幫助，機械手的重要性。綜上所述，可以看出，液壓機械手種類繁多在國民經濟中的占有重要作用，它可以衡量出一個國家的工業(yè)發(fā)展水平，它是重要標志之一。同世界的工業(yè)大國相比較，我國的液壓工作還是比較的落后，我們應大量的發(fā)展這方面的人才，積極面對，穩(wěn)步進取，所有以后靠我們這些人才發(fā)展國家，我們應該腳踏實地，放眼未來，我們共同努力讓我國的液壓工業(yè)更上一層樓，步入新的天地。 正文 本篇設計的機械手綜合和運用了機械零件、材料力學、機械原理、金屬工藝學、熱處理、技術測量、機械制圖等知識，它主要是應用在那些單調、頻繁的操作中用以代替人的勞動進行工作。 機械手的手臂結構設計尤為重要，手臂是機械手的舉足輕重的執(zhí)行部件。它的作用是支承腕部和手部，并帶動它們作空間轉動。靠手部送到空中范圍內的任意一點。具備兩個自由度，左右旋轉和俯仰運動。 手臂的運動由油缸驅動和傳動機構來促成，工作中直接承受腕部，手部和工件的靜動載荷，而本身運動又較多，故受力冗雜。因而，它的組織，工作范圍，靈活性以及抓重大小和定位精密度等都直接影響機械手的工作性能。按照抓舉工件的要求，本機械手的手臂有三個自由度，即手臂的伸縮、左右回轉和俯仰運動。手臂的回轉和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運動由氣缸來實現(xiàn)。 液壓系統(tǒng)傳動方案中各液壓缸換向回路問題在現(xiàn)實中也經常出現(xiàn)。油液未進入液壓缸和壓力達不到規(guī)定值都容易導致壓力不足。有的時候壓力已經達到了要求但仍不動作，這時候的問題可能出現(xiàn)在液壓缸的結構上或活塞桿移動“別勁”。液壓缸結構上的問題有a活塞端面與缸筒端面緊貼在一起，工作面積不足，故不能啟動。b具有緩沖裝置的缸筒上單向閥回路被活塞堵住。上料機械手即使可以運作，但還是存在著我們預知不到的風險，所以我們要通過思考，想象盡可能的讓風險降低到最小。相對而言氣壓傳動可避免油液泄露和減小壓力損失，節(jié)能，高效且對環(huán)境污染小[3]。 此次上料機械手的機構設計我查閱了很多的資料，并部分借鑒了里面的一些話，讓此次論文更加成功，向前輩學習，為以后機械手發(fā)展行業(yè)做一份貢獻?，F(xiàn)在機械手行業(yè)的發(fā)展可謂是突飛猛進，它的發(fā)展得益于所有參與者不懈的努力，日益奮斗的結果。機械手行業(yè)未來的前景非常的好，展望機械手行業(yè)，我仿佛在黑夜里看到了黎明的曙光，它讓未來更加的明朗，讓人們的生活更加的安逸，更加的方便。 以上問題不管是機械手臂的重要性還是液壓系統(tǒng)中液壓缸的堵塞問題，都能讓我們以防萬一?？赡苓€有很多問題在這里沒有提及到，但是我相信以我們對機械手行業(yè)的熱愛，這些問題都可以迎刃而解。愿機械手行業(yè)人才輩出，偉大貢獻人層出不窮。 總結 今年來，在我國，隨著氣動技術的迅速發(fā)展，氣動元件以及氣動自動化技術機械手的已經越來越來多應用到了機械手中。氣動機械手的最大優(yōu)點是低成本，模式化和集成化[4]。相對一般的工業(yè)領域機械手，這種精密型的機械手具有動作精度高，體積相對小巧，高度智能化的特點[5]。 由于工業(yè)自動化的全面發(fā)展和科學技術的不斷提高，對工作效率的提高迫在眉睫。單純的手工勞作以滿足不了工業(yè)自動化的要求，因此，必須利用先進設備生產自動化機械以取代人的勞動，滿足工業(yè)自動化的需求。其中機械手是其發(fā)展過程中的重要產物之一，它不僅提高了勞動生產的效率，還能代替人類完成高強度、危險、重復枯燥的工作，減輕人類勞動強度，可以說是一舉兩得。在機械行業(yè)中，機械手越來越廣泛的得到應用，它可用于零部件的組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更為普遍。目前我國的工業(yè)機械手技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離，應用規(guī)模和產業(yè)化水平低，機械手的研究和開發(fā)直接影響到我國機械行業(yè)自動化生產水平的提高，從經濟上、技術上考慮都是十分必要的。因此，進行機械手的研究設計具有重要意義。 接下來的研究方向尤為重要。機械手的工作環(huán)境是非結構的開放系統(tǒng)[6]，涉及到多門學科知識，不同的工作場合和不同的工作對象給機械手的研制特別是末端執(zhí)行機構的研制帶來了無限的空間和全新的挑戰(zhàn)。機械手在某種程度和場合上代替了人類的大量工作，但是它的使用卻并沒有達到廣泛普及的程度，著主要是由于存在2個關鍵的問題[7]：一方面，機械手的智能化程度沒有達到工業(yè)生產的要求。工業(yè)生產的特點需要機械手具有相當高的智能和柔性作業(yè)的能力以適應復雜的非結構環(huán)境；另一方面，購買和研制機械手成本高，會加重企業(yè)的生產成本，而且其工作范圍較局限，機械手的使用效率并不高。 現(xiàn)今機械手使用的效率低的原因是其工作通用性不強，在使用上不夠靈活，更換工作場合甚至更換工作對象都需要對機械手的結構和控制系統(tǒng)做出較大的改進，加大了研發(fā)技術人員的工作量，也加大了研發(fā)成本[8].當機械手的操作動作比較復雜的時候，由于機器人的自由度較多，雖然動作靈活，但是對其的控制也愈困難，增加了研發(fā)的難度，對技術人員的要求較高。因此機械手必須具有以下特征[9]:一方面要能夠準確的定位和并抓牢物件，另一方面要能夠使機械手特別是手臂部分移動自如而不和物件或其他設備碰撞，使其結構緊湊，容易轉彎；再者，其通用性要強，可以使其應用于不同場合和不同工作對象。 參考文獻 [1]張建民.工業(yè)機器人[M].北京：北京理工大學出版社，1996. [2]何存興.液壓傳動與氣壓傳動[M].武漢：華中科技大學出版社，2000. [3]左鍵民.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，1996. [4]陸鑫盛.氣動自動化系統(tǒng)的優(yōu)化設計[M].上海：上?？萍技夹g出版社，2000. [5]李洪劍.西方機器人技術[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2008. [6]龔振幫.機械手理論及應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，1995. [7]陸祥生，楊秀蓮.機械手理論及應用[M].北京：中國鐵道出版社，1985. [8]王天然.機器人技術改良[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002. [9]李壽剛.關節(jié)型機械手[M].北京：北京理工大學出版社，2002. 3