工件拾取裝置

1、 課程設計說明書題 目： 工件拾取裝置 院 （系）： 機電工程學院 專 業(yè)： 微電子制造工程 學生姓名： 學 號：00900150226 0900150222指導教師： 匡兵 職 稱： 副教授 2011年7月7日 前言隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，特別是微電子技術，傳感器技術，控制技術和機械制造技術的飛速發(fā)展，機械人的應用逐漸擴散到各個領域。在當今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過程的自動化程度，工業(yè)機器人作為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認同并采用，工業(yè)機器人的技術水平和應用程度在一定程度上反映了一個國家工業(yè)自動化的水平。目前，機器人主要承擔著焊接，噴涂，搬運

2、以及堆垛等重復性并且勞動強度極大的工作。工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設備。工業(yè)機械手是工業(yè)機器人的一個重要分支。在工業(yè)流水線上，機械手得到了廣泛的應用，大大提高了生產(chǎn)自動化，精細化。它的特點是通過普通編程來完成各項預期的任務。在構造和性能上兼有人和機器人的各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能型和適應性。機械手作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在各個領域都有著廣闊的發(fā)展前景。機械手是在機械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中，機械人的研制和生產(chǎn)已稱為高技術領域內(nèi)，迅速發(fā)展起來的一門新興的技術，它更加促進了機械手的發(fā)展

3、，使得機械手能更好地實現(xiàn)機械化和自動化的有機結合。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但她具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓緊重物的力量比人手力氣大的特點。機械手技術涉及到力學、機械學、電氣液壓技術、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學領域，是一門跨學科的綜合技術。機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。機械手一般分為三類：第一類是不需要人工操作的通用機械手。它是一種獨立的不附屬于某一主機的裝置，它可以根據(jù)任務的需要編制程序，以完成各項規(guī)定的操作。它的特點是具備普通機械的性能之外，還具備通用機械、

4、記憶智能的三元機械。第二類是需要人工才做的，稱為操作機。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到無線電訊號來操作機進行探測月球等。第三類是用專用機械手，主要附屬于自動機床或自動線上，用以解決機床上下料和工件的運送。本次設計工件拾取裝置就是屬于機械手的第三類，但是只進行結構設計，不進行材料選擇，不進行控制設計。用CAXA電子圖板軟件進行二維畫圖，用solidworks軟件進行三維造型的運動仿真。設計任務設計題目：工件拾取裝置設計要求及原始數(shù)據(jù)設計要求：1. 產(chǎn)品能夠的到達工件的所在的地方并且抓取，然后移動到一定位置放工件。2. 生產(chǎn)率能夠達到一般企業(yè)的要求，要求在8個/

5、min左右的產(chǎn)量。3. 機器效率要求合理，機械結構尺寸合理，結構配合緊密，運動機構動作執(zhí)行順暢，沒有多余的運動。原始數(shù)據(jù)：工件類型：平板，厚度d1=10mm,長度l1=20mm,重量m=500g目標點（300,50,100）裝置高度d2=185mm裝置長度d3=152mm上下轉(zhuǎn)動桿長度d4=50mm預定生產(chǎn)率（最低）8個/min，可知至少以7.5s完成一個拾取周期即從原地到目的地，水平轉(zhuǎn)動兩個180需4s，上下轉(zhuǎn)動需2s，一抓一放需1s，共7s。設機械手在原點（0,0,0），初始時工件在目的地即點（300，50,100）。若要保證最低生產(chǎn)率，則需電機反轉(zhuǎn)以實現(xiàn)上下轉(zhuǎn)動和機械手抓放動作，還需保證

6、各構件能良好配合運動，即連貫性好。由上條件得：據(jù)勾股定理a2+b2=c2即上下轉(zhuǎn)動半徑R2=d42+d32R=160mm0=sin-1d4R0=181230故上下轉(zhuǎn)動角為=20=3625對電機的初步要求：開始機械手在原點位置，經(jīng)2s水平轉(zhuǎn)動180到達工件的正下方，經(jīng)1s上下轉(zhuǎn)動桿向上轉(zhuǎn)動3625到達工件位置，經(jīng)0.5s實現(xiàn)對工件的抓取，經(jīng)2s水平轉(zhuǎn)動剩下180（即整個水平轉(zhuǎn)動完成360），經(jīng)1s上下轉(zhuǎn)動桿向下轉(zhuǎn)動3625，到達目的地即原點，經(jīng)0.5s放開工件，完成一個拾取周期。故水平轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)速：8r/min(需間歇)上下轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)速：16r/min(需反轉(zhuǎn))實現(xiàn)抓取電機轉(zhuǎn)速：16r/min(

7、需反轉(zhuǎn))總體設計方案三個電機分別負責左右，上下和抓取放開三個運動。左右轉(zhuǎn)動直接靠齒輪傳動。所以方案的選擇主要選擇上下和抓緊和松開的運動。左右轉(zhuǎn)動的運動方案用電機通過齒輪傳動帶動軸的轉(zhuǎn)動。能保證瞬時傳動比恒定，平穩(wěn)性高，傳遞運動準確可靠。傳遞的功率和速度范圍較大。結構緊湊，工作可靠，可實現(xiàn)較大的傳動比。傳動效率高，使用壽命長上下運動的方案上升運動采用關節(jié)式，但是為了簡化把肘關節(jié)的部分固定住。直接通過齒輪和軸連接操作上下運動。通過控制電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)實現(xiàn)。如果通過凸輪實現(xiàn)，凸輪與從動件間為點或線接觸，易磨損，只宜用于傳力不大的場合； 凸輪輪廓精度要求較高，需用數(shù)控機床進行加工； 從動件的行程不能過

8、大，否則會使凸輪變得笨重。工件的夾緊和松開運動方案如圖由于齒條齒廓為直線，所以齒廓上各點具有相同的壓力角，且等于齒廓的傾斜角，此角稱為齒形角，標準值為20。齒頂線平行的任一條直線上具有相同的齒距和模數(shù)。通過電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動齒條左右運動，推動手張開閉合抓取工件。原計劃通過液壓通過杠桿來推動首部的夾緊或松開，液壓元件制造精度要求高，實現(xiàn)定比傳動困難，油液容易污染 油液污染后，會影響系統(tǒng)工作的可靠性機械手設計原則總體設計的任務：包括執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的設計及參數(shù)計算，最后繪出草圖?？傮w設計后要進行各部件的強度、剛度、驅(qū)動力驗算。1、運動設計及確定主要要求手架能作任何角

9、度的伸縮和轉(zhuǎn)動2、驅(qū)動方式：液壓、氣壓驅(qū)動 該機械手是獨立的自動化機械裝置。通用性高，機械手結構比較復雜。手臂可作前后伸縮、上下升降和水平左右擺動三個動作，手臂可以繞Z軸轉(zhuǎn)動360度4、按驅(qū)動方式分為聯(lián)合驅(qū)動，電力驅(qū)動，液壓驅(qū)動。5、按臂力大小來說是中型機械手。機械手分類1.按驅(qū)動方式分：液壓式、氣動式、機械式2.按適用范圍分：專用機械手、通用機械手3.按運動軌跡控制方式分：點位控制、連續(xù)軌跡控制4.按臂部的運動形式分：直角坐標式、圓柱坐標式、球座坐標式、關節(jié)式機械手主要組成：機械手主要是由執(zhí)行系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)，控制系統(tǒng)三大部分組成。1、執(zhí)行部分 執(zhí)行系統(tǒng)是機械手的機械傳動結構部分。它包括手、手

10、腕、手臂和機座等部件。2、驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動執(zhí)行系統(tǒng)的動力裝置。驅(qū)動系統(tǒng)有液壓驅(qū)動，氣壓驅(qū)動，電力驅(qū)動和機械驅(qū)動等方式。 3、控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是支配執(zhí)行系統(tǒng)按規(guī)定程序動作得到電氣控制裝置?？刂葡到y(tǒng)所控制的因素包括執(zhí)行系統(tǒng)各部的動作、動作順序、位置、時間和速度等。機械手結構布置要求及平穩(wěn)性與定位精度機械手工作中運動速度較高，在結構布置上應保證運動平穩(wěn)，這樣高機械手使用的可靠性，并可延長使用壽命，在結構上要注意以下幾點： 1） 臂部要防止偏重 通常臂部處于懸臂的工作狀態(tài)，在設計臂部、手部結構時要盡量使其總的重心在支撐中心，防止對支撐中心的偏重。偏重將會產(chǎn)生附加的彎矩引起立柱和導向的變形，工作

11、中引起導向裝置不均勻的磨損。在回轉(zhuǎn)運動中偏重對回轉(zhuǎn)軸附加有動壓力，其方向不斷的變化，特別是高速及速度突然變化時更為明顯，這將引起機械手的振動，嚴重時會造成卡死。防止偏重過大可采取的措施如下：a.減輕手部重量，并盡量減少偏心載荷。b.合理分布臂部上各部件重量和增加平衡重，使臂部平衡。c.機械手在結構上無法避免偏重，則應加強導向支撐，盡力減輕偏重對運動的影響。2） 加強臂部剛度 選取臂部結構時要注意各個方向的剛度。提高臂部剛度是減少手部顫動的關鍵，有利于提高定位精度。臂部的剛度決定于臂部的結構和導向形式。3） 改進緩沖裝置和提高配合精度 機械手緩沖裝置是保證運動平穩(wěn)和減少振動的主要措施。沖擊有兩種

12、：一種是機械沖擊，它是臂部運動中與定位裝置相撞而產(chǎn)生，用可靠緩沖裝置來消除。另一種是液壓系統(tǒng)動作時產(chǎn)生的沖擊。這種沖擊作用于管路之中，仍會引起機械手振動，要靠改進液壓系統(tǒng)設計來叫解決。提高部件的配合精度，減少間隙都有利于運動平穩(wěn)。在生產(chǎn)中要求機械手工作速度快，運動平穩(wěn)，定位精度高。應注意其影響因素，設計合理結構，以滿足要求 影響平穩(wěn)性及定位精度的因素（）慣性力的影響機械手速度變突，加（減）速度不連續(xù)，會產(chǎn)生巨大慣性沖擊力，致使工件滑移，部件松動，零件破裂。定位時，大的減速度使臂部往復振動，直接降低定位精度。因此，應根據(jù)機械手的運動特性，選擇適宜的控制系統(tǒng)，使加（減）速度按所需的運動規(guī)律變化。同

13、時，在保證剛度前提下減輕機械手運動部件的重量。（）結構剛度的影響零件結構剛性低，配合間隙大以及整機固有頻率低時，受較小慣性沖擊就發(fā)生振動，不但降低定位精度，而且降低機械壽命。應選擇合理結構，提高機械手固有頻率以及承受慣性載荷的能力。（）定位方法的影響常用定位方法中電氣開關定位的精度最低，伺服定位較高，機械擋塊定位精度最高。（）控制系統(tǒng)的影響電控系統(tǒng)誤差，閥類泄露，檢測元件失靈，擋塊偏移等都會降低定位精度。（）驅(qū)動源的影響液壓、氣壓、電壓和油溫波動都會降低平穩(wěn)性及定位精度，必要時，用蓄能器、穩(wěn)壓器等穩(wěn)定壓力和電壓，用加熱器冷卻器控制油溫。機械手的手臂手臂部是機械手的主要執(zhí)行部件,其作用是支承手部

14、，主要用來改變刀具的位置。手部在空間的活動范圍主要取決于臂部的運動形式。1.設計時注意的問題手臂部的運動和結構形式對機械手的工作性能有著較大的影響。設計時應注意下列幾點：（1）剛度要好 要合理選擇臂部的截面形狀和輪廓尺寸。實踐證明，空心桿比實心桿剛度大得多。常用鋼管作臂部和導向桿，用工字鋼和槽鋼作支承板，以保證有足夠的剛度。（2）偏重力矩要小 偏重力矩是指臂部的總重量對其支承或回轉(zhuǎn)軸所產(chǎn)生的力矩。它對臂部的升降運動和轉(zhuǎn)動，均將產(chǎn)生影響，設計時應使臂部各部分的質(zhì)量分布合理，以減少其偏重力矩。（3）重量要輕，慣量要小 由于機械手在高速情況下經(jīng)常起停和換向，為了減少在運動狀態(tài)變化時所產(chǎn)生的沖擊，必須

15、采取有效的緩沖裝置外，力求結構緊湊，重量輕，以減少慣性力。（4）導向性要好 為了防止臂部在直線移動中沿運動軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，以保證手部的正確方向和準確定位，必須有導向裝置。其結構應根據(jù)臂部的安裝形式、抓取重量和運動行程等因素來確定。2.驅(qū)動力分別計算如下1)手臂水平伸縮時: P驅(qū)=P摩+P慣(公斤力)式中 P驅(qū)驅(qū)動力 P摩摩擦力(包括手臂伸縮導軌間、導向桿間和密封裝置處的摩擦阻力,公斤力) P慣手臂在啟動過程中的慣性力,其大小可按下式近似計算: P慣=G伸V/g t(公斤力)式中 G伸隨同手臂伸縮部件總重量(公斤力) G重力加速度(m/s) V手臂的工作速度(m/s) T起動過程所用時間(秒)

16、 2)手臂升降時: P驅(qū)=P摩+P慣+G升(公斤力)式中 G升隨同手臂升降部件總重量(公斤力) 3)手臂水平左右擺動時: M驅(qū)= M摩+M慣(公斤力米)式中 M驅(qū)驅(qū)動力矩(公斤力米) M摩摩擦力矩(包括轉(zhuǎn)軸支撐處和密封裝置處的摩擦阻力矩, 公斤力米) M慣手臂在起動過程中的慣性力矩.可按下式計算: M慣=Jw/t(公斤力米)式中 J隨同手臂擺動部件對轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量 W手臂擺動的角速度（1/秒）機械手抓的力學分析下面對其基本結構進行力學分析：由平衡條件可知，機械手的摩擦抓取力為Ff=G=4.9N在兩臂的作用下的作用下，齒條推桿的拉力為F1，兩臂的張力F2并通過兩臂與推桿的交接點，設其滑動摩擦系數(shù)

17、為=0.4，則由正壓力Ff=FN又知Ff=G=4.9NFN=12.25N由上圖可知F2=FNcos故 F1=FN式中工件被夾緊時手指的方向與兩回轉(zhuǎn)支點的夾角。由分析可知，當齒條推桿的拉力F1一定時，隨著的增大，兩臂的張力F2也增大，但平衡條件下所需的Ff不變，始終Ff=G，同時FN也不變，更有利與抓取，經(jīng)計算最好為3040。機械手夾持范圍計算為了保證手抓張開角為30，齒條推桿運動長度為77mm。手抓夾持范圍，手指長35mm,當手抓沒有張開角的時候，如圖3.2（a）所示，根據(jù)機構設計，它的最小夾持半徑R1=20，當張開時，如圖3.2（b）所示，最大夾持半徑計算如下：R2=77tan30+20co

18、s3060 機械手的夾持半徑從20mm60mm（a） (b)圖3.2 手抓張開示意圖升降不自鎖條件分析計算手臂在的作用下有向下的趨勢，而里柱導套有防止這種趨勢。由力的平衡條件有=h=即 =所謂的不自鎖條件為：即 取 電機的選擇、傳動比、強度相關計算電機的選擇：抓取工件齒條推桿所需的拉力為4.9N齒輪系的效率為：0.96P1=F*V1=4.9*2997.0860*1000=0.24wP4=0.8w則經(jīng)過輪系傳動后所需的功率為：P5=P46=0.80.966=1.0W則電動機需要功率為P7 =0.240.965*0.8=0.36w（公式11）給定壓緊輪功率為0.5w則需要電動機功率為：P8=0.5

19、0.965*0.82=0.95w給定收緊輪功率為0.3w則需要電動機功率為：P9=0.30.965*0.8=0.57w電機的總功率為：P總=P7+P8+P9=1.88w綜上數(shù)據(jù)選擇電機為 徐灝機械設計手冊北京：機械工業(yè)出版社 工業(yè)機械手編寫組工業(yè)機械手北京：機械工業(yè)出版社3 孫開元 駱素君 常見機構設計及應用圖例 北京：化學工業(yè)型號轉(zhuǎn)速輸出電流轉(zhuǎn)動慣量D90Sa816r/min50w1.35A0.00312kgm2減速齒輪的選擇1.參數(shù)選擇1）齒數(shù) 因齒輪在減速箱體轉(zhuǎn)動，為封閉式傳動,故取=21，則=3.524=73.5，取=74。查閱有關資料，精度等級選為3級。2）齒寬系數(shù) 由于是雙級齒輪傳

20、動，兩支承相對為不對稱布置，且兩齒輪為硬齒面，查表17-12（機械設計基礎），取=.55。3）載荷系數(shù)K 因為載荷有輕微沖擊，齒輪為硬齒面，支承不對稱，故查表17-9，取K=1.4。4）齒數(shù)比 取=3.5。2.確定許用應力大，小齒輪的齒面硬度均為4855HRC。由圖17-35查得=1170Mpa，由圖17-37查得=350 Mpa，并取最小安全系數(shù)=1，=1，許用應力分別為=/=1170 Mpa=/=350 Mpa按齒根彎曲疲勞強度計算由齒數(shù)取=74，=21，查表17-11得齒行系數(shù)=4.33，=3.99。齒行系數(shù)與許用彎曲應力的比值為/=4.33/350=0.012/=3.99/350=0.

21、011因為/較大，故將此值代入=3.按齒面接觸疲勞強度校核 取許用接觸應力=1170 Mpa，代入式中得，小齒輪的分度圓直徑為 齒輪的模數(shù)為 m= 顯然，齒面接觸疲勞強度合適。 6.確定模數(shù) 由上述計算結果可見，齒根彎曲疲勞強度比較弱，故應以m5.464為準。根據(jù)表17-1，取第一系列標準模數(shù)m=6mm.傳動比：不完全齒輪相關公式水平轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)速：16r/min上下轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)速：64r/min實現(xiàn)抓取電機轉(zhuǎn)速：64r/min故只要給出相應參數(shù)即可得到相應的不完全齒輪機械手電機齒輪參數(shù)：k1=0.51660=215M=164/16=14 N=2m=3水平轉(zhuǎn)動電機齒輪參數(shù)：k1=26460=321

22、5M=12N=2m=3上下轉(zhuǎn)動電機齒輪參數(shù)：k1=16460=1615 M=12 N=2 m=3按接觸疲勞強度計算中心距 T1= 9.55106 p/n=1.91106Nmm初取暫取 由查參考文獻4得 =258mm 圓整取 a =260 mm一般取 取標準模數(shù)m=2Z=(2acos)/m=(2260cos12)/3 =60Z1 = Z/(u+1) =60/(3+1)=15Z2 = 20實際傳動比： i= Z1/Z2=0.75 傳動比誤差：i理i實/i理=5.5-5.5/3=0% 在誤差允許范圍內(nèi)；精確求cos=mn(Z1+Z2)/2a =2(40+220)/(2260)=0.978 = 12.

23、10150 =1265與所取的=120 相近 ZH Z不修改d1=mZ1/cos=215/cos12.1015 =30.61mm d2=mZ2/cos=220/cos12.1015=40.8mm圓周速度：v=d1n2/601000=40.655/(601000)=0.01m/s查參考文獻4得 KA=1.25vz1/100=0.3833/100=0.125由vz1/100=0.174和8級精度查表得 Kv=1.01齒寬 b=aa=0.4135=31mmb/d1=31/40.65=0.74按b/d1=0.74 齒輪相對軸承非對稱布置，查圖得：K=1.12按齒輪精度為7，查表得 K=1.2K=KAK

24、vKK=1.251.011.121.2=1.697 重合度的計算 齒頂圓直徑 ： da1=d1+2m=40.65+22=42.5mm da2=d2+2m=219.86+22=201.mm端面壓力角： at=arctan(tann/cos)= arctan（tan20/cos12.1015）=20.41310n=cos at)=arctan(tan12.1b=arctan(ta0150cos20.41310)=11.36190齒輪基圓直徑 db1=d1cos at=40.65cos20.41310=38.27mm db2=d2cos at=219.86cos20.41310=193.62mm 端

25、面齒頂圓壓力角 at1 =arcos db1/ da1 =arcos(38.27/44.65)=23.7781 at2 =arcos db2/ da2 =arcos(193.62/224.86)=18.213=1/(2)Z1(tanat1- tanat)+Z2(tanat2- tanat) =1.706 =bsin/(mn)=1.80 ZH =2.449齒面接觸應力H =ZHZE ZZ2KT1(u+1)/bd2u 0.5=669.57MPaS, 滿足要求c.剖面校核因軸單向轉(zhuǎn)動，彎曲應力為對稱循環(huán)變應力。扭剪應力按脈動循環(huán)處理。 根據(jù)教材附表查取應力集中系數(shù)，絕對尺寸影響系數(shù)和表面質(zhì)量系數(shù)。根

26、據(jù)：查得： 查得：=3.8 =3.8=11.79 =3.76 取S=1.51.8 SS, 滿足要求。各工藝動作的配合及運動循環(huán)圖如圖，拾取裝置在初始位置開始。傳動帶1以一定的速度勻速把一個個工件相隔一段一定的距離的工件運到A點。同時拾取裝置也以一定的速度勻速往下移動到A點，工件和拾取裝置在同一時間到達A點，拾取裝置夾緊工件，按原路原速度回到初始位置。緊接著按一定速度勻速旋轉(zhuǎn)180度到達距離A點X方向300，Y方向50，Z方向100的B點。松開工件，讓工件在傳動帶2上被帶動下一個需要加工的地方。拾取裝置按原方向原速度旋轉(zhuǎn)180度回到初始位置。這樣完成一個一次拾取過程。然后準備下一次拾取。如此一直

27、循環(huán)下去，進行大批量的拾取動作。各運動構件的尺寸計算為了把工件從A點拾取到B點，先畫個矩形，把工件的初始點和終點分別放在兩個對角定點（如上圖的A、B點）。按照我們設計的機構類型。需要確定上下轉(zhuǎn)動的點（如圖E點）和CD的長度。需要如圖的運動的方式，我們選擇轉(zhuǎn)動的點設置在矩形的中心。在上下轉(zhuǎn)動的時候使得CE的長度等于AE的長度。剛好使機械手能到達工件的位置A。在左右轉(zhuǎn)動的時候也剛好能從C點運動到B點。所以只要計算CD的長度就可以了。CD152.因為這次的設計是結構設計。所以剩下的桿的厚度，齒輪的大小，基本符合美觀的角度就行了。最后給出傳動比。運動分析和運動仿真如上圖，這是整個裝置的運動簡圖，其中1

28、桿位上下轉(zhuǎn)動桿，2桿和1桿連，并和1桿相對固定，3桿為1、2桿所組成直角三角形的斜邊，沒有實體設計，還是1、2桿復合件上線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動半徑。其中長方體的幾何中心為上下轉(zhuǎn)動桿轉(zhuǎn)動中心O點，從原點（0,0,0）和(300,50,100)目標點所組成的長方體，本裝置將其上下轉(zhuǎn)動中心設置在長方體的中心，且在裝置的會裝機構在同一平面，同時在長方體兩條體對角線所組成的矩形平面，方便了軌跡的設計與固定。對于尺寸的設置必須按照軌跡圖中的規(guī)定，即上下轉(zhuǎn)動桿的長度為50mm,據(jù)計算上下轉(zhuǎn)動角度為36251，由此計算出桿2的長度，為152mm，同時上下轉(zhuǎn)動中心必須嚴格固定在O點，即長方體幾何中心。運動軌跡基本確定后，

29、便開始對電機的選擇和傳動比的計算，由上述對電機的選擇和傳動比的計算得出，開始機械手在原點位置，經(jīng)2s水平轉(zhuǎn)動180到達工件的正下方，經(jīng)1s上下轉(zhuǎn)動桿向上轉(zhuǎn)動3625到達工件位置，經(jīng)0.5s實現(xiàn)對工件的抓取，經(jīng)2s水平轉(zhuǎn)動剩下180（即整個水平轉(zhuǎn)動完成360），經(jīng)1s上下轉(zhuǎn)動桿向下轉(zhuǎn)動3625，到達目的地即原點，經(jīng)0.5s放開工件，完成一個拾取周期;或取相反的運動軌跡，即開始機械手在(300,50,100)，工件在原點，經(jīng)2s水平轉(zhuǎn)動180到達工件的正上方，經(jīng)1s1、2桿復合件以O點位轉(zhuǎn)動半徑向下轉(zhuǎn)動36251，機械手指尖達到工件所在平面，經(jīng)0.5s實現(xiàn)抓取，經(jīng)1s1、2復合件以O點向上轉(zhuǎn)動36

30、251，機械手2桿軸線和目標點同一水平面，經(jīng)2s水平轉(zhuǎn)動180，即完成整周360轉(zhuǎn)，回到機械手原始位置即目標地，經(jīng)0.5s放開工件。其中水平轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機需8r/min,水平轉(zhuǎn)動系統(tǒng)在7.5s內(nèi)耗2s水平轉(zhuǎn)完180后停留2.5s,用2s然后水平轉(zhuǎn)動180;而1桿的驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速為16r/min,其驅(qū)動系統(tǒng)是后停留2s，向下（或向上）轉(zhuǎn)動1s到達工件位置，停留0.5s，向上（或向下）轉(zhuǎn)動1s到達目的地所在平面；桿2的驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速為16r/min,其驅(qū)動系統(tǒng)啟動后停留3s，經(jīng)0.5s實現(xiàn)加緊動作后，停留3s，經(jīng)0.5s放開。運動軌跡誤差表現(xiàn)為轉(zhuǎn)動和停留時間不精確，導致抓取不平穩(wěn)或抓不到，抓取后放置位置偏離目的地。原因是：電機和間歇運動機構（即不完全齒輪）設計的誤差導致停留時間和工作時間與設計不匹配；實際軌跡尺寸的偏離；工件光滑；轉(zhuǎn)動自鎖失效等。具體的控制措施：設計前先畫出軌跡圖，計算好電機轉(zhuǎn)速和不完全齒輪相關參數(shù)，正確選擇電機參數(shù)，計算并校核桿件強度，盡量使用標準件或標準尺寸，少用隨意設計尺寸，潤滑和密封要合理，并結合實際。設計小結接近兩周的機械結構課程設計，加強了我們發(fā)現(xiàn)、思考、討論和解決問題的能力。加強了我們的