重型胚料上料機械手機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

的太高，比較貴，,所以很多的企業(yè)更愿意選擇傳統(tǒng)的人工操作。此外，我們國家的很工作部分(執(zhí)行部分):第二章機械手的總體方案設(shè)計圖2.1機械手的工作流程圖(1)手部結(jié)構(gòu)(2)手腕結(jié)構(gòu)(3)手臂結(jié)構(gòu)3.1手部執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)a.手部在進(jìn)行夾緊被加工件時所使用的力不能過重(會破壞已加工面),亦不能過輕 (會掉落)。比較容易的產(chǎn)生劃痕的加工件，在進(jìn)行夾緊時需要對力度進(jìn)行調(diào)整，有些質(zhì)量較大的加工件需要添加一定的安全裝置。b.機械手的手部的開合要有一定的操作范圍在夾取不同大小的物件時，它的手部要能張得開，進(jìn)行取拿。我們在選擇滑槽杠桿式結(jié)構(gòu)做他的手部結(jié)構(gòu)，整個手部是由手指、傳動機構(gòu)、驅(qū)動裝置這三個部分組成的。我們?yōu)榱藢Ω鞣N各樣不同的物件方便工作選擇了兩指式的夾取方式，選擇液壓驅(qū)動作為驅(qū)動裝置，傳動機構(gòu)則是選擇的活塞桿推動滑槽來完成手指的夾持a.夾緊力的計算拉力=1456N機械手手部負(fù)載p=1500N<5000N,所以選取工作壓力P=1.5Mpa。取值d=28mm,D=63mm。3.2機械手手腕的結(jié)構(gòu)和夾緊油缸的結(jié)構(gòu)=3142.56圖3.2手腕和加緊油缸1-支承座2一夾緊油缸3一手腕回轉(zhuǎn)油缸4一旋轉(zhuǎn)套5一活塞桿6一隔離套7一轉(zhuǎn)軸手臂的伸縮是由中間的支架將螺釘和支撐架進(jìn)行相連，油進(jìn)到有桿腔則推動了拉桿，則油進(jìn)到無桿腔的時候則活塞桿進(jìn)行倒退，完成手部的開合。油液進(jìn)入到回轉(zhuǎn)油缸(手臂)進(jìn)行轉(zhuǎn)套的運動，用轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)回轉(zhuǎn)即手部運動。3.2.3機械手夾緊油缸和手腕回轉(zhuǎn)油缸a.夾緊油缸的數(shù)據(jù)夾緊油缸驅(qū)動著手部手指的開合，對物件的夾緊和松開，所以在挑選夾緊油缸時所需的動力是需要進(jìn)行分析選擇的。所以選擇雙作用式的單活塞桿液壓缸。(2)作用在活塞桿上的力F傳遞效率η=0.85(3)內(nèi)部直徑D將壓力P=2.2Mpa帶入計算得其直徑D=42.02mm取整數(shù)可得D=45mm(4)計算外部直徑D1我們選擇的是低壓缸，則公式為：根據(jù)查表得強度的值為[o]=100Mpa取整可得D?=90mm。檢驗缸體壁厚：(5)校驗：速度比取整得d=25mm。校驗桿的強度：活塞桿的材料我們選擇45鋼，設(shè)計要求是桿長大于桿徑15倍，得L>15d=15×25=375mm綜上，活塞桿的強度符合要求?；钊麠U的固定柔度和運動柔度：計算可得，活塞桿的柔度要求滿足2?<λ<2,則活塞桿的臨界應(yīng)力為：活塞桿的臨界壓力值高于其工作時的壓力，所以這個活塞桿的選擇也是滿足要求的。b.設(shè)計并手腕的結(jié)構(gòu)手腕進(jìn)行回轉(zhuǎn)運動時，驅(qū)動力要能所有其他產(chǎn)生的力的總和相差不大?？傻孟铝惺阶右驗榛剞D(zhuǎn)油缸、轉(zhuǎn)軸和手部的回轉(zhuǎn)軌跡可以構(gòu)成一個等效的回轉(zhuǎn)曲線，這個會轉(zhuǎn)曲線可以等效的看成是一個受到的重力為300N的015X22的圓柱體。所以在手腕回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生了轉(zhuǎn)動慣量J我們可以進(jìn)行假設(shè)其回轉(zhuǎn)中心和待加工工件的中心是一個點，所以綜合上述公式進(jìn)行計算得出：M驅(qū)=35.5N9m(5)機械手的手臂的油缸的內(nèi)部直徑手臂在做回轉(zhuǎn)運動時形成的力矩為M在手臂回轉(zhuǎn)油缸中所取的動片寬為30mm,手臂回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)油缸的輸出軸半徑為20mm,在手臂回轉(zhuǎn)時回轉(zhuǎn)油缸所提供的液壓油壓力為2.4Mpa。得R=55mm,所以回轉(zhuǎn)油缸的油缸內(nèi)徑D=110mm。3.3機械手手臂伸縮油缸計算伸縮液壓缸提供的驅(qū)動力必須要大于液壓缸工作的過程中所產(chǎn)生的所有的阻力之和。才能夠讓機械手工作運行，因此得出列出以下式子：F=0.03FF封=pπdl伸縮裝置的啟動時間定為0.25s,可得計算得出：F=F摩+F密+F同+F慣=118231Nb.計算手臂伸縮液壓缸的內(nèi)部直徑雙作用單桿活塞油缸驅(qū)動手臂的伸縮，則其油缸的內(nèi)部之間為：液壓油進(jìn)入無桿腔伸縮液壓缸的缸體的在這種情況下的有效作用面積是式中，η代表伸縮液壓缸的工作效率，一般取值η=0.95P=3KN<5KN是本次設(shè)計的機械手運轉(zhuǎn)時需要承受的負(fù)載，其承受的壓力值時P=1.5Mpa。手部有拉力存在時，d=0.3D～0.5D。結(jié)合以上所說，取值為代入式子可得d=40mm,D=80mmc.計算伸縮液壓缸活塞桿尺寸活塞桿的長度要大于自身直徑長度的15倍才可以達(dá)到機械手運轉(zhuǎn)時活塞桿的工作強度標(biāo)準(zhǔn)，按照整個設(shè)計知1=520mm,d=40mm,僅對桿強度進(jìn)行校核。許用應(yīng)力的范圍按照標(biāo)準(zhǔn)選為[σ]=100~120Mpa活塞桿的直徑利用活塞桿的運動強度條件選為碳鋼的許用應(yīng)力是[σ]=100~120Mpa,計算的出結(jié)論并圓整后得到d=40mm3.4.1手臂回轉(zhuǎn)油缸結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)油缸提供動力完成本次的回轉(zhuǎn)運動。圖3.4為手臂回轉(zhuǎn)油缸的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。用螺釘對上下端蓋、缸體和安裝在手臂伸縮機構(gòu)上端蓋進(jìn)行固定。為了保證可以運動并相互帶動使其運動，將動力片和轉(zhuǎn)軸互相連接在一起。定片固定安裝在缸體將油缸從中間隔開，并且要確定定片不晃動。當(dāng)液壓油進(jìn)入油缸的時候的壓力能夠?qū)恿ζ苿硬⑶肄D(zhuǎn)動，同時因為帶動轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動進(jìn)行手臂回轉(zhuǎn)運動1—上端蓋2—回轉(zhuǎn)軸3—回轉(zhuǎn)缸殼4—下端蓋5—動力片6—定片3.4.2回轉(zhuǎn)油缸的尺寸=0.0N5m·s2M偏=0b.手臂回轉(zhuǎn)運動所需要的動力矩計算：以下的公式根據(jù)驅(qū)動力的力矩必須要大于阻力矩能夠得到手臂回轉(zhuǎn)運動時載荷大，所以取P=3×10?PaM=3×10?×0.025x(0.075×0.075-0.0235本次使用一種安裝在中間架體上的新型的彈簧復(fù)位單作用缸，固定時利用螺釘和圓柱銷進(jìn)行。能夠在旋轉(zhuǎn)中讓手臂精確定位。3.6中間座部件結(jié)構(gòu)計1—齒圈2—齒輪3—擋塊4—支架圖3.6為中部結(jié)構(gòu)示，齒輪環(huán)1與齒輪2嚙合并且固定在支架4上，齒輪2固定連接在臂旋轉(zhuǎn)油缸的轉(zhuǎn)軸上。中間架體上安裝有回轉(zhuǎn)油缸的殼體。齒輪2被旋轉(zhuǎn)油缸的回轉(zhuǎn)軸1—側(cè)板2—導(dǎo)向套3—沖擊塊4—上球形鉸鏈座5—連接盤6—球形鉸鏈7—活塞桿8—提升油缸連接板和活塞桿利用球形鉸鏈連接在一起，用來對導(dǎo)套傾斜產(chǎn)生的偏差進(jìn)行修補。3.7.2計算手臂升降結(jié)構(gòu)的尺寸大小a.我們用F驅(qū)來代表讓手臂升降的力，那么工作運轉(zhuǎn)狀態(tài)下手臂的負(fù)載為公式中將手臂運作時的安全系數(shù)乘之為K,且其取值為K=1.5,G為承受的負(fù)載總和m,為三百千克，效率η等于0.9,因慣性而產(chǎn)生的負(fù)載為Fa那么G=mg=300×0.98=2940N油缸活塞加速度啟動時a=14m/s2則b.計算液壓缸的內(nèi)部直徑液壓油進(jìn)入有活塞桿的油腔時進(jìn)入無活塞油腔時液壓缸的工作面積：手臂升降液壓缸的運作效率用η來代替，其的值0.95,拉力作用在手臂升降油缸的時帶入式中得出d=60mm。因此取值為d=40mm,D=80mmc.選擇手臂升降油缸外部直徑本次選擇中等壁厚，即式中：手臂升降液壓缸的內(nèi)部直徑。值為δ=0.01m用D代表，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺寸能夠得出D=115mm,因此d=0.52D=115×0.52=60mm取d=60mm,D=115mm。d.活塞桿尺寸計算直徑活塞桿穩(wěn)定性很好并且大于15倍的直徑。由設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)可知L是720毫米，d的值為60mm。因此這里就對桿的強度進(jìn)行校核。式中：活塞桿材料的許用應(yīng)力為[o]=100~120Mpa活塞桿的直徑有強度選定為碳鋼的值為(δ)=100~120Mpa以上計算能夠得出結(jié)論，d=60mm因為許用應(yīng)力為假如活塞桿L>15d,需要校核穩(wěn)定性。因為活塞桿L<15×40=600mm所以不用進(jìn)行校核。所以活塞桿符合要求。第四章機械手液壓系統(tǒng)分析4.1液壓系統(tǒng)4.2基本要求確定4.3機械手運動保護(hù)裝置進(jìn)行完成No.2004FESTOPneumatic,Esslingen[10]關(guān)節(jié)型機械手的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計[J].周惠明.煤礦機械.2007(10)manipulatorsRobotica2011,30卷.第6期.941-950(頁碼).[32]Kee-BongChoi.Kin[35]Punchingshearstrengthofsimplysupportedfibrocementslab.Man[36]Kee-BongChoi.Kinematicanalysisandoptimaldesignof3-PPRpmanipulator[J].KSMEInternationalJournal,2008,17(4):528-537.Engineering,201