四自由度棒料搬运机械手设计(开题报告,任务书,外文翻译,进度计划表,论文说明书13000字,CAD图纸3张)
摘 要
在社会不断发展的今天，机器人在工业现场中的应用也越来越广泛，用机器的力量代替人力，而将人类从繁重的体力劳动中解放出来是历史发展的趋势。
近十几年来，机器人的开发不仅越来越优化，而且涵盖了许多领域，应用的范畴十分广阔。
在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统，机器人等。而工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。
本设计的机械手是基于提高劳动生产率、产品质量和经济效益，减轻工人劳动强度而设计的。在某些劳动条件极其恶劣的条件下，工人难以用手工工作，可用本机械手代替人力劳动。
本设计为四自由度圆柱坐标型工业机械手，其工作方向为两个直线方向和两个旋转方向。
本设计中的四自由度棒料搬运机械手，主要是针对质量少于2KG的圆形棒料的搬运。通过气爪手指的不同选择可满足直径小于60mm的棒料的搬运。
在控制器的作用下，机械手执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线并把工件翻转过来这一简单的动作。
关键词：四自由度；机械手；搬运；工业机器人
Abstract
Today that develop continuously in the society, The robot are more and more Using at industry scene application. Replaces the manpower with the machine strength, It‘s the historical development tendency that liberates the humanity from the arduous physical labor.
In the recent several years, the robot development not only more and more optimizes, but also moreover has covered many domains.
Industrially, automatic control systems are found in numerous applications, such as automation machine tool control, computer systems and robotics. Industrial robots are relatively new electromechanical devices that are beginning to change the appearance of modern industry.
This paper design for enhances the labor productivity, product quality, economic efficiency and reduces the worker labor intensity. Some job working at extremely bad environment, that people can’t work in hand, so the robots can replace worker to do it.
This scheme introduced a cylindrical robot for four degree of freedom. It is composed of two linear axes and two rotary axis current
This paper mainly use at the transporting of circular good material that quality is short to 2KG. The different fingernail finger was Choice for transporting the good material that diameter is smaller than 60mm.
Under controller function the robot move the components from one assembly line to other assembly line and turn over it in space, perform relatively simple takes.
Key words: four degrees of freedom; robot; transporting; Industrial robot
本设计中的四自由度棒料搬运机械手，主要是针对质量少于2KG的圆形棒料的搬运。
本设计中的机械手有四个自由度，由底座的旋转，手臂的升降，手臂的伸缩，手爪的旋转组成。本设计中的机械手是一种通用型棒料搬运机械手。通过气爪手指的不同选择可满足小于直径60mm的棒料的搬运。通过示教再现或程序的直接控制可实现在机械手工作范围内把棒料从指定点搬运到另一指定点，并把棒料翻转过来。通过对机械手的相应控制还可实现对棒料的排列。
本机械手由机械系统(执行系统、驱动系统)、控制检测系统组成。
机械系统：
1.执行系统：执行系统是工业机器人完成抓取工件，实现各种运动所必需的机械部件，它包括气爪、手臂升降、手臂伸缩、底座旋转。
2.驱动系统：为执行系统各部件提供动力，并驱动其动力的装置。本设计选用机械传动、气压传动和电机驱动。
控制系统：
通过对驱动系统的控制，使执行系统按照规定的要求进行工作，当发生错误或故障时发出报警信号。
目 录
摘 要 IV
Abstract V
目 录.........VII
1 绪论 1
1.1 工业机器人的技术与发展 1
1.2 本设计中的四自由度棒料搬运机械手所实现的功能 2
1.3 本设计中的四自由度棒料搬运机械手设计的意义 2
2 机械手的总体设计 3
2.1设计要求 3
2.2 机械手的组成 3
2.3 总方案的拟定 4
2.4机器人的工作空间 4
2.5 机械手驱动系统的设计 5
2.5.1 机械手驱动器 5
2.5.2 机械手传动机构 5
3 机械手的传动设计 7
3.1 滚珠丝杠的选择 7
3.2 谐波齿轮减速器参数的确定 8
4 机械手的各电机选择 12
4.1 机械手手臂升降步进点击的选择 12
4.2 机械手底座回转驱动电动机的选择 14
5 机械手各气动件的设计计算 18
5.1 气爪夹紧力的起算与气爪的选择 18
5.1.1 气爪夹紧力的要求 18
5.1.2 缸径的确定 19
5.1.3 行程的确定 20
5.1.4 气缸的动速度 20
5.1.5 摆动气缸的选择 21
5.2 手臂伸缩气缸的选择 23
6 机器人控制系统的设置 26
6.1 机械手控制器的选择 26
6.2 机械手控制系统的特点及对控制功能的基本要求 26
6.3 控制系统的总体设计 27
7 手臂验算与机械手参数...................29
7.1 手臂平衡的验算 29
7.2 机械手参数 30
8 结论与展望 31
8.1 结论 31
8.2 不足之处及未来展望 31
致 谢 32
参考文献 33
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