答辯PPT-廢舊汽車(chē)車(chē)輪拆卸機(jī)械手設(shè)計(jì)

1、LOGO廢舊汽車(chē)車(chē)輪拆卸機(jī)械手設(shè)計(jì)廢舊汽車(chē)車(chē)輪拆卸機(jī)械手設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師： 答辯人：答辯人： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 專(zhuān)業(yè)：專(zhuān)業(yè)： 日期：日期：目錄目錄整體設(shè)計(jì)方案及流程整體設(shè)計(jì)方案及流程2.三維建模及裝配三維建模及裝配3.國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及研究意義國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及研究意義1.干涉檢驗(yàn)及尺寸修改干涉檢驗(yàn)及尺寸修改4.夾持臂有限元分析夾持臂有限元分析5.致謝致謝2.一、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及研究意義一、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及研究意義v背景背景 從第一次工業(yè)革命到現(xiàn)在的工業(yè)從第一次工業(yè)革命到現(xiàn)在的工業(yè)4.04.0時(shí)代，汽車(chē)行時(shí)代，汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)遍布世界各個(gè)角落，標(biāo)志著人類(lèi)的文明業(yè)的發(fā)展已經(jīng)遍布世界各個(gè)角落，標(biāo)志著人類(lèi)的文明智慧

2、?，F(xiàn)在，很多普通家庭都可以擁有自己的一步甚智慧。現(xiàn)在，很多普通家庭都可以擁有自己的一步甚至數(shù)步汽車(chē)，再伴隨著汽車(chē)技術(shù)的升級(jí)換代，導(dǎo)致目至數(shù)步汽車(chē)，再伴隨著汽車(chē)技術(shù)的升級(jí)換代，導(dǎo)致目前報(bào)廢汽車(chē)的數(shù)量巨大。這種情況導(dǎo)致環(huán)境的壓力日前報(bào)廢汽車(chē)的數(shù)量巨大。這種情況導(dǎo)致環(huán)境的壓力日益增大，大量的土地資源被占用，而且，汽車(chē)上有很益增大，大量的土地資源被占用，而且，汽車(chē)上有很多可以回收利用的資源被浪費(fèi)，同時(shí)，由于報(bào)廢汽車(chē)多可以回收利用的資源被浪費(fèi)，同時(shí)，由于報(bào)廢汽車(chē)的管控問(wèn)題復(fù)雜，將會(huì)給人們的生活帶來(lái)巨大的安全的管控問(wèn)題復(fù)雜，將會(huì)給人們的生活帶來(lái)巨大的安全隱患。這一切，都使得一新生行業(yè)越來(lái)越重要隱患。這一切

3、，都使得一新生行業(yè)越來(lái)越重要-報(bào)廢報(bào)廢汽車(chē)拆解行業(yè)。不難預(yù)測(cè)，這一行業(yè)將會(huì)有巨大的市汽車(chē)拆解行業(yè)。不難預(yù)測(cè)，這一行業(yè)將會(huì)有巨大的市場(chǎng)。場(chǎng)。一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義v發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀v 國(guó)外：國(guó)外：及早的投入資金，大量引入人才，研究拆卸汽車(chē)的工具，目前已有相當(dāng)成熟的產(chǎn)品。外國(guó)很多公司早已能批量生產(chǎn)拆卸車(chē)輪的機(jī)械手，技術(shù)相當(dāng)成熟。v國(guó)內(nèi)：國(guó)內(nèi)：對(duì)于該用途的機(jī)械手的研究起步較晚，對(duì)于該領(lǐng)域幾乎處于空白。目前，南京航空航天大學(xué)的李艷芳等團(tuán)隊(duì)正在努力研究設(shè)計(jì)拆解廢舊汽車(chē)的一系列工具，其中就包括拆卸輪胎機(jī)械手的研究。一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義v

4、成熟產(chǎn)品模型成熟產(chǎn)品模型一、一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義v選題的意義選題的意義v 進(jìn)一步豐富中國(guó)自動(dòng)化領(lǐng)域的內(nèi)容，為迎接中國(guó)工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái)奠定了一定的物質(zhì)與技術(shù)基礎(chǔ)。v 減少環(huán)境的污染，節(jié)約土地資源，提高資源回收利用率，符合可持續(xù)發(fā)展。v 大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，符合以人為本的理念設(shè)計(jì)方設(shè)計(jì)方案與思案與思路路明確方案的要求明確方案的要求1 分配自由度分配自由度256 夾持臂有限元分析夾持臂有限元分析6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建模3 裝配裝配4 干涉檢驗(yàn)及結(jié)構(gòu)完善干涉檢驗(yàn)及結(jié)構(gòu)完善5二、整體設(shè)計(jì)方案及思二、整體設(shè)計(jì)方案及思路路明確方案的要求明確方案的要求 （1 1

5、）抓取的目標(biāo)對(duì)象為汽車(chē)車(chē)輪，）抓取的目標(biāo)對(duì)象為汽車(chē)車(chē)輪，承受車(chē)輪的總質(zhì)量范圍為承受車(chē)輪的總質(zhì)量范圍為10-35kg10-35kg，車(chē)輪直徑為車(chē)輪直徑為600-800mm600-800mm，輪轂直徑，輪轂直徑一般在一般在380-560mm380-560mm之間。之間。（2 2）在實(shí)地操作時(shí)，要求能夠準(zhǔn)確）在實(shí)地操作時(shí)，要求能夠準(zhǔn)確地快速地抓取車(chē)輪，并能夠把車(chē)地快速地抓取車(chē)輪，并能夠把車(chē)輪平穩(wěn)地取下，能達(dá)到自動(dòng)化拆輪平穩(wěn)地取下，能達(dá)到自動(dòng)化拆解的標(biāo)準(zhǔn)。解的標(biāo)準(zhǔn)。（3 3）取下汽車(chē)車(chē)輪后能把車(chē)輪自如）取下汽車(chē)車(chē)輪后能把車(chē)輪自如地在空中夾住并運(yùn)動(dòng)，保證不會(huì)地在空中夾住并運(yùn)動(dòng)，保證不會(huì)滑落?；?。（4

6、4）能夠按規(guī)定的方式將車(chē)輪碼垛，）能夠按規(guī)定的方式將車(chē)輪碼垛，并能放在規(guī)定的地方，以方便后并能放在規(guī)定的地方，以方便后續(xù)操作。續(xù)操作。分配自由度分配自由度連桿連桿手抓手抓夾持臂夾持臂分配分配自由度自由度三、三維建模及裝配三、三維建模及裝配手抓模型手抓模型夾持臂模型夾持臂模型支座模型支座模型連桿模型連桿模型連接件模型連接件模型裝配裝配螺母、螺栓、螺母、螺栓、墊片模型墊片模型缺省支座缺省支座 夾持臂夾持臂（不完全約束）（不完全約束） 活塞桿活塞桿（不完全約束）（不完全約束）手抓及螺母等裝配手抓及螺母等裝配整體模型整體模型建模與裝配流程建模與裝配流程連接件及連桿裝配連接件及連桿裝配 爆炸圖爆炸圖1.

7、手抓設(shè)計(jì)及其三維建模手抓設(shè)計(jì)及其三維建模2.夾持臂設(shè)計(jì)及三維建模夾持臂設(shè)計(jì)及三維建模3.支座設(shè)計(jì)及三維建模支座設(shè)計(jì)及三維建模 4. 連桿設(shè)計(jì)及其三維建模連桿設(shè)計(jì)及其三維建模4.連接件設(shè)計(jì)及其三維建模連接件設(shè)計(jì)及其三維建模4. 螺母、螺栓、墊片三維建模螺母、螺栓、墊片三維建模4. 裝配裝配-支座支座缺省缺省5.裝配裝配-夾持臂夾持臂 對(duì)齊、平移、反向、不完全約束對(duì)齊、平移、反向、不完全約束六六. 裝配裝配-活塞桿、連接件活塞桿、連接件活塞桿一定要不完全約束活塞桿一定要不完全約束7. 裝配裝配-連桿連桿對(duì)齊、平移、不完全約束（最難安裝、易錯(cuò)）對(duì)齊、平移、不完全約束（最難安裝、易錯(cuò)）驗(yàn)證：機(jī)械手的運(yùn)

8、動(dòng)驗(yàn)證：機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)活塞桿，連桿與夾持臂就會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái)調(diào)節(jié)活塞桿，連桿與夾持臂就會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái)8. 裝配裝配-手抓及其余零件（整體模型）手抓及其余零件（整體模型） 整體模型整體模型9. 爆炸圖爆炸圖四、干涉檢驗(yàn)四、干涉檢驗(yàn)操作步驟操作步驟干涉檢驗(yàn)結(jié)果干涉檢驗(yàn)結(jié)果干涉檢驗(yàn)結(jié)果細(xì)節(jié)展示（干涉檢驗(yàn)結(jié)果細(xì)節(jié)展示（1）1.PTR00021.PTR0002與與PTR000PTR000干干涉涉( (即左夾持臂與支座干即左夾持臂與支座干涉涉) )，體積，體積89.8384.89.8384. 2.PTR00052.PTR0005與與PTR0002PTR0002干涉干涉（即右?jiàn)A持臂與支座干涉），（即右?jiàn)A持臂與支座干

9、涉），體積體積89.838489.8384。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)干涉原因：支座的鉸孔處的凹經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)干涉原因：支座的鉸孔處的凹槽深度與寬度尺寸偏小，需修改此處尺寸。槽深度與寬度尺寸偏小，需修改此處尺寸。干涉檢驗(yàn)結(jié)果細(xì)節(jié)展示（干涉檢驗(yàn)結(jié)果細(xì)節(jié)展示（2） 3.PTR00023.PTR0002與與PTR0014PTR0014干干涉（即螺栓與有右?jiàn)A持臂涉（即螺栓與有右?jiàn)A持臂干涉），體積干涉），體積3455.75.3455.75.4.PTR00144.PTR0014與與PTR0002PTR0002干干涉（即螺栓與左夾持臂涉（即螺栓與左夾持臂的干涉），體積的干涉），體積3455.75.3455.75. 經(jīng)檢查，

10、發(fā)現(xiàn)干涉原因：查看三維模型螺經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)干涉原因：查看三維模型螺栓與鉸孔的尺寸，發(fā)現(xiàn)鉸孔的直徑小于螺母栓與鉸孔的尺寸，發(fā)現(xiàn)鉸孔的直徑小于螺母的直徑。的直徑。干涉檢驗(yàn)結(jié)果細(xì)節(jié)展示（干涉檢驗(yàn)結(jié)果細(xì)節(jié)展示（3）5.PTR00025.PTR0002與與PTR0004PTR0004干涉干涉（即右連桿與右?jiàn)A持臂干（即右連桿與右?jiàn)A持臂干涉），體積涉），體積2138.80.2138.80.6.PTR00046.PTR0004與與PTR0002PTR0002干涉（即左干涉（即左夾持臂與左連桿干涉），體積夾持臂與左連桿干涉），體積2139.19.2139.19.經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)干涉原因：連桿兩端去除材料經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)干

11、涉原因：連桿兩端去除材料的長(zhǎng)度太短，使得圓軸部分已經(jīng)與夾持臂彼的長(zhǎng)度太短，使得圓軸部分已經(jīng)與夾持臂彼此介入對(duì)方。此介入對(duì)方。干涉檢驗(yàn)結(jié)果細(xì)節(jié)展示（干涉檢驗(yàn)結(jié)果細(xì)節(jié)展示（4） 7.PTR0018 7.PTR0018與與PTR0012PTR0012干涉干涉（即螺母與螺栓干涉），（即螺母與螺栓干涉），體積體積2488.14.2488.14.8.PTR00128.PTR0012與與PTR00018PTR00018干涉干涉（即螺栓與右連桿干涉），（即螺栓與右連桿干涉），體積為體積為2488.14.2488.14.經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)干涉原因：螺母的直徑小于螺經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)干涉原因：螺母的直徑小于螺栓的直徑，選錯(cuò)了

12、螺栓。栓的直徑，選錯(cuò)了螺栓。結(jié)構(gòu)與尺寸修改（結(jié)構(gòu)與尺寸修改（1） 第一：對(duì)于左夾持臂與支座干涉問(wèn)題及原因，我們修改支第一：對(duì)于左夾持臂與支座干涉問(wèn)題及原因，我們修改支座的凹槽尺寸及其鉸孔的大小后，再次全局干涉后，發(fā)現(xiàn)此座的凹槽尺寸及其鉸孔的大小后，再次全局干涉后，發(fā)現(xiàn)此處干涉得以解決。不僅如此，由于對(duì)稱(chēng)性，右?jiàn)A持臂與支座處干涉得以解決。不僅如此，由于對(duì)稱(chēng)性，右?jiàn)A持臂與支座的干涉問(wèn)題也就解決了。的干涉問(wèn)題也就解決了。對(duì)比圖對(duì)比圖結(jié)構(gòu)與尺寸修改（結(jié)構(gòu)與尺寸修改（2） 第二步：對(duì)于左夾持臂與螺栓的干涉及其原因，我們修改夾第二步：對(duì)于左夾持臂與螺栓的干涉及其原因，我們修改夾持臂的鉸孔直徑后，再次全局干

13、涉后，發(fā)現(xiàn)此處的干涉得以解持臂的鉸孔直徑后，再次全局干涉后，發(fā)現(xiàn)此處的干涉得以解決，同時(shí)由于對(duì)稱(chēng)性，右?jiàn)A持臂與螺栓的干涉也解決了。決，同時(shí)由于對(duì)稱(chēng)性，右?jiàn)A持臂與螺栓的干涉也解決了。對(duì)比圖對(duì)比圖結(jié)構(gòu)與尺寸修改（結(jié)構(gòu)與尺寸修改（3） 第三步：對(duì)于左連桿與左夾持臂的干涉問(wèn)題及原因，我們修第三步：對(duì)于左連桿與左夾持臂的干涉問(wèn)題及原因，我們修改連桿兩端去除材料的長(zhǎng)度后，再次干涉，發(fā)現(xiàn)干涉問(wèn)題得以改連桿兩端去除材料的長(zhǎng)度后，再次干涉，發(fā)現(xiàn)干涉問(wèn)題得以解決，并且由于對(duì)稱(chēng)性，右連桿與右?jiàn)A持臂的問(wèn)題也得已解決解決，并且由于對(duì)稱(chēng)性，右連桿與右?jiàn)A持臂的問(wèn)題也得已解決。對(duì)比圖對(duì)比圖結(jié)構(gòu)與尺寸修改（結(jié)構(gòu)與尺寸修改（4）

14、第四步：對(duì)于螺栓與連桿的干涉問(wèn)題與原因，我第四步：對(duì)于螺栓與連桿的干涉問(wèn)題與原因，我們將螺栓改為直徑為們將螺栓改為直徑為24mm的螺栓，再次干涉檢驗(yàn)的螺栓，再次干涉檢驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題得以解決，并且無(wú)干涉零件。后，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題得以解決，并且無(wú)干涉零件。最終修改干涉結(jié)果最終修改干涉結(jié)果五、夾持臂有限元分析五、夾持臂有限元分析夾持臂模型導(dǎo)入：夾持臂模型導(dǎo)入：五、夾持臂有限元分析五、夾持臂有限元分析材料設(shè)置：材料設(shè)置：材料型號(hào)為材料型號(hào)為C45C45，彈性模量為，彈性模量為泊松比為泊松比為0.30.3，抗拉強(qiáng)度為，抗拉強(qiáng)度為600MPa600MPa，屈服強(qiáng)度為，屈服強(qiáng)度為350MPa,350MPa,伸長(zhǎng)率為

15、伸長(zhǎng)率為16%16%，斷面收縮率為，斷面收縮率為40%40%。五、夾持臂有限元分析五、夾持臂有限元分析網(wǎng)格劃分：網(wǎng)格劃分：五、夾持臂有限元分析五、夾持臂有限元分析施加約束加載結(jié)果：施加約束加載結(jié)果：應(yīng)力云圖應(yīng)力云圖應(yīng)變?cè)茍D應(yīng)變?cè)茍D 由以上結(jié)果分析可得，最大的應(yīng)力出現(xiàn)在夾持臂與連桿的連接處，由以上結(jié)果分析可得，最大的應(yīng)力出現(xiàn)在夾持臂與連桿的連接處，最大值為最大值為35.17MPa,材料的許用應(yīng)力為材料的許用應(yīng)力為180MPa,顯然，強(qiáng)度已足夠。顯然，強(qiáng)度已足夠。最大的位移出現(xiàn)在夾持臂與連桿的連接的銷(xiāo)孔處，很微小，滿(mǎn)足剛度最大的位移出現(xiàn)在夾持臂與連桿的連接的銷(xiāo)孔處，很微小，滿(mǎn)足剛度要求。要求。mmmm，滿(mǎn)足剛度要求。，滿(mǎn)足剛度要求。10701. 210701. 210701. 210