1、 毕 业 设 计毕 业 设 计 专业名称专业名称 机械设计制造及其制动化机械设计制造及其制动化 2014 2014 年年 5 5 月月 2121 日日 设计题目设计题目 液压机械手装配结构设计液压机械手装配结构设计 学生姓名学生姓名 学学 号号 专业班级专业班级 2012 级级 指导教师指导教师 II 目录目录 1. 中文摘要 4 2. 英文摘要 .4 第一章 绪 论 5 1.1 机器人概述 .5 1.2 机器人的历史、现状 .6 1.3 机器人发展趋势 .8 第二章 机械手的整体设计方案 .8 2.1 液压机械手介绍 .8 2.2 液压机械手的设计要点 .8 2.3 自由度及关节 .9 2.
2、4 机械手的系统工作原理及组成 .9 第三章 液压机械手设计参数的确定 10 3.1 臂力的确定 10 3.2 工作范围的确定 10 3.3 确定运动速度 10 3.4 手臂的配置形式 11 3.5 位置检测装置的选择 11 3.6 驱动与控制方式的选择 11 第四章 手臂伸缩气缸的尺寸设计与验算 11 4.1 概述 11 4.2 驱动力的计算 12 4.3 腕部的结构 14 4.3.1 概述 14 4.3.2 腕部的结构形式 .15 4.3.3 手腕驱动力矩的计算 15 4.3.4 手腕回转缸的尺寸及其校核 17 第五章 手臂结构的设计与校核 20 5.1 概述 20 5.2 手臂直线运动机
3、构 21 5.2.1 手臂伸缩运动 .21 5.2.2 手臂的升降运动 .21 5.2.3 手臂回转运动 .22 5.2.4 手臂的横向移动 .22 5.3 导向装置23 5.4 臂部运动驱动力计算 24 5.4.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算 24 5.4.2 臂垂直升降运动驱动力的计算 24 5.4.3 臂部回转运动驱动力矩的计算 25 5.5 手臂伸缩油缸的设计与校核 25 5.5.1 尺寸校核 25 5.5.2 计算作用在活塞上的总机械载荷 26 5.6 手臂升降油缸的设计与校核 26 5.7 手臂回转油缸的设计与校核 27 第六章液压系统的设计 .32 6.1 液压系统简介 32 6
4、.2 液压系统的组成 32 6.3 机械手液压系统的控制回路 32 6.3.1 压力控制回路 33 6.3.2 速度控制回路 33 6.3.2 方向控制回路 33 6.4 机械手的液压传动系统 33 6.4.1 上料机械手的动作顺序 33 6.4.2 自动上料机械手液压系统原理介绍 34 6.4.3 上料机械手典型动作动作循环动作说明 35 第七章 其它零部件的选择设计 33 7.1 油缸的密封 36 7.1.1 活塞式油缸的泄漏与密封 36 7.1.2 回转油缸的泄漏与密封 38 7.2 机械手的运动平稳性与定位精度 40 7.2.1 油缸的缓冲装置 .40 7.2.2 缓冲装置的设计原则
5、.40 结 论.41 参考文献 .42 附录43 致 谢 .44 液压机械手装配结构设计 4 / 43 液压机械手装配结构设计液压机械手装配结构设计 摘 要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程 度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应 用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运 以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 本文将设计一台四自由度的工业机器人， 用于给冲压设备运送物料。 首先， 本文将设计机器人的底座、
6、 大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上， 本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端 子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现 的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和 在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词关键词：机械手、示教编程、液压、控制 ABSTRACT In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the pro
