毕业设计（论文）-抓取机械手结构设计研究.docx

普通本科毕业设计论文课题名称抓取机械手结构设计研设计学院专业班级学号姓名指导教师教研室主任院长2022年4月15日II目录摘要VAbstractVII第一章绪论9Ll课题研究的意义和目的91.2课题国内外发展现状101.2.1国内研究现状10L2.2国外研究现状141. 3本次课题研究的主要内容16第二章抓取机械手总体方案确定182. 1总体方案论证182.1. 1自动抓取机械手传动臂结构方案设计182.2. 1.2自动抓取机械手驱动方案设计182.3. 3自动抓取机械手控制方案设计192.4. 4自动抓取机械手主要参数19第三章自动抓取机械手总体结构设计203. 1动作工况与分析203.2自动抓取机械手各部分结构设计213. 2.1自动抓取机械手底座的设计214. 2.2立柱结构设计213.3轴承选型和计算253.3.1轴承类型选择253.3.2腕部中心轴支承方案的确定293.4夹紧抓取气缸设计计算303.5电机的计算与选择333.5.1计算折算到电动机轴上的负载惯量333.5.2计算折算到电动机轴上的负载力矩343.5.3计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩343. 6旋转电机减速器设计计算364. 7小臂电机减速器设计计算39第四章机械手设计的特点和技术指标425. 1自动抓取机械手的结构特点436. 2自动抓取机械手设计分析43结论41参考文献42致谢43生产线和工厂内部的自动化搬运机械手，是实现对物体进行抓取和搬运的一种机械化结构形式。在现代化技术不断发展的过程中，很多的自动化抓取搬运的机械手和码垛的机器人在不断的得到发展，实现了快速的发展历程。在本次的设计上，主要设计的结构是抓取机械手械人的机械传动结构形式，在衣服的生产和包装上，实现对包装的纸箱进行抓取搬运的过程，实现在传动上进行按照一定规律的形式进行码垛的工作特点，提高在机械化水平上的发展能力，降低在工厂工作上的人工劳动力的大小，实现在码垛上的高效率和高精度搬运的发展过程。在抓取机械手械人的结构设计上，主要采用的是齿轮传动的结构形式，实现在设计方案上，采用更好的传动结构，结合电子信息化技术的运用，达到在工位上实现电气化传动控制的抓取和搬运的过程。在总体结构设计的设计上，采用电机减速机等结构实现对传动结构的控制和转动。达到在设计目的上和设计的过程中给后续的结构布置带来更多的便捷。在本次的设计上，在机构的结构设计中，实现对自动化程度上的提升，达到对纸箱的抓取的稳定性和抓取上的可靠性，防止在抓取的过程中实现掉落和对纸箱的破损等情况。在抓取结构的设计上，通过采用合理的结构形式，保障在对纸箱抓取上的安全性。实现在长期的工作上结构性能的要求。提高抓取机构的使用寿命。在主要传动结构设计上，分为机械化穿的机构和电气化传动的结构形式。在电气设计上，主要通过电机和减速机等实现对整体结构的控制和驱动。机械化传动的结构设计上，通过齿轮传动和轴系结构，采用合理的轴承和传动键，实现在机械化结构设计上的可行性，达到机械传动的基本哟求。完成在设计上的传动中，对各结构形式的选择和设计，对各机械传动部件进行结构上的布置和自由度的分析，达到设计的目的，提高传动上的灵活性和稳定性。设计的抓取机械手抓取搬运的机械手，要在结构上实现简单化，在工作上达到灵活性和操作上的便捷性。从人工的角度上降低工作强度。实现自动化高程度的发展趋势。通过查阅相关的设计文献和设计的书籍，查阅相关的设计内容和参数，完成本次设计的总体结构装配图及关键传动部件的零件图。关键词：生产线、自由度、机械手、码垛、纸箱AbstractTheautomatichandlingmanipulatorintheproductionlineandfactoryisamechanizedstructuralformtograspandhandleobjects.Intheprocessofthecontinuousdevelopmentofmoderntechnology,manyautomaticgraspingandhandlingmanipulatorsandpalletizingrobotshavebeendeveloped,andachievedarapiddevelopmentprocess.Inthisdesign,themaindesignstructureisthemechanicaltransmissionstructureformofpalletizingrobot.Intheproductionandpackagingofclothes,itrealizestheprocessofgrabbingandhandlingthepackedcartons,andrealizestheworkingcharacteristicsofpalletizingintheformofcertainrulesinthetransmission,soastoimprovethedevelopmentabilityinthelevelofmechanizationandreducethesizeofmanuallaborinthefactory,Thedevelopmentprocessofrealizinghigh-efficiencyandhigh-precisionhandlingonpalletizing.Inthestructuraldesignofpalletizingrobot,thestructuralformofgeartransmissionismainlyadopted.Inthedesignscheme,abettertransmissionstructureisadopted,combinedwiththeapplicationofelectronicinformationtechnology,soastorealizetheprocessofgraspingandhandlingofelectrifiedtransmissioncontrolonthestation.Inthedesignoftheoverallstructure,themotorreducerandotherstructuresareusedtocontrolandrotatethetransmissionstructure.Itcanbringmoreconveniencetothesubsequentstructurallayoutinthedesignpurposeanddesignprocess.Inthisdesign,inthestructuraldesignofthemechanism,thedegreeofautomationisimprovedtoachievethestabilityandreliabilityofthecartongrabbing,andpreventfallinganddamagetothecartonintheprocessofgrabbing.Inthedesignofthegraspingstructure,thereasonablestructuralformisadoptedtoensurethesafetyofthecartongrasping.Realizetherequirementsofstructuralperformanceinlong-termwork.Improvetheservicelifeofthegrippingmechanism.Inthemaintransmissionstructuredesign,itisdividedintomechanizedthreadingmechanismandelectricaltransmissionstructure.Intheelectricaldesign,theoverallstructureiscontrolledanddrivenmainlybymotorandreducer.Inthestructuraldesignofmechanizedtransmission,throughgeartransmissionandshaftingstructure,reasonablebearingsandtransmissionkeysareadoptedtorealizethefeasibilityofmechanizedstructuraldesignandachievethebasicrequirementsofmechanicaltransmission.Completetheselectionanddesignofeachstructuralforminthetransmissiondesign,andanalyzethestructurallayoutanddegreeoffreedomofeachmechanicaltransmissioncomponent,soastoachievethepurposeofdesignandimprovetheflexibilityandstabilityoftransmission.Thedesignedmanipulatorforgrabbingandhandlingofpalletizershouldbesimplifiedinstructure,flexibleinworkandconvenientinoperation.Reducetheworkintensityfromtheperspectiveoflabor.Thedevelopmenttrendofrealizingahighdegreeofautomation.Byconsultingrelevantdesignliteratureanddesignbooks,andconsultingrelevantdesigncontentsandparameters,theoverallstructureassemblydrawingandpartdrawingofkeytransmissioncomponentsofthisdesignarecompleted.Keywords:productionline,degreeoffreedom,manipulator,palletizing,carton第一章绪论Ll课题研究的意义和目的搬运自动抓取码垛机械手在现有的市场上的发展比起以前有了很大的进步，在不断的得到研究和完善，结构形式变得更加的单一，降低了生产上的成本和更加实现其多样性的发展。以下主要是设计机械手的原因和目的：代替了人类劳动，解放了人的双手，提高了生产率，而且现先的新型的抓取机械手在设计上有了更高效的设计原理，更重要的是，使用这些功能，像人性化的服务，需要内在的人性化、系统化。对于搬运抓取码垛多搬运自动上料的机器收，每个国家在对抓取机械手设备的设计和制造都是不一样的，没有一个儿童医院的标准，使得抓取机械手形式的设备的发展越来越快，发展的更加的快速。在联合国的会议上，对现有的机械手结构的鸡胸肉设备的发展更加的给与肯定，使得这样的发展更得到每个国家的支持，以至于一些多功能的自动抓取码垛的机械手在实现其多功能的优势下更将可以细化。可以完成更多复杂的动作和变化的工作效果。实现多程序化发展的优势，只要改变程序的内容，就能实现不同的样式的机械手工作能力。达到了先进的发展作用。在这方面能够达到更高的精度等级，实现自动化的目的，能够很好地提高了工作的效率和工作的便捷性，给现代化的工作发展带来的优势。在每个生产的过程中，不断的通过改进，改善不同的条件下可以解决劳动强度较大的工种。机械人的发展是一个过国家的经济发展上的一个重要的指标，个多的机械结构的设计和工作能够使得国家的工业上的发展更近一步。未来的发展不可估量，需要我们进一步努力，开创美好的未来。本次课题的设计主要是根据实际的发展情况进行设计的。因为现有的抓取机械手的结构大部分类似于机械手的形式发展。实现搬运和实现自动化程度的提升、旋转、实现物体的回转运动等工作操作内容。达到动作敏捷的原理。主要设计的抓取机械手的设计优势和设计的结果如下所示：a.可以实现装卸物体、调整物体的角度等结构上的便捷方便；b.设计的抓取机械手的结构形式简单，使用上的工作安全性能高；C.本次的设计结构合理，在设计上很多地方采用标准件来设计，以降成本和解决设计的可靠性的原则；d.在抓取机械手的自动化设计上采用电气等控制的方式来完成。抓取机械手的总体设计的思路：1、通过了解和调研，确定抓取机械手的总体设计的结构形式、在框架和部件的选择上能够实现设计的功能和设计的目的要求。2、紧靠本次设计的任务要求，初步设计和计算各部件的设计参数和节骨样式。3、设计框架的结构形式，能够完成上下移动和左右移动的特点。4、进行主要的设计部件的计算和参数的校核，选择合适的参数进行抓取机械手的设计，检查每个部件的设计要求和工艺性要求和能够完成抓取机械手的装配上的工艺性。5、设计上每个部件要设计紧凑，能够更好的衔接。6、设计过程中不断的进行参数的修整和结构形式的优化调整。1.2课题国内外发展现状1.2.1 国内研究现状中国在生产流水线机械生产和设计上，很多的厂家也在不断的开始研制，创新和设计出自己的生产流水线抓取机械手。就在生产流水线抓取机械手的生产和制造上来说，起步是比较晚的，我国在生产流水线抓取机械手的生产和制造上同国内外先进国家，在相比下落后时间很长；就在发展创新的技术水平上而言，由于我国的起点是较高的所以发展起来也是比较快的。在中国的生产流水线生产行业里面，生产流水线抓取机械手的发展需求的市场是很大的，但在面对其他的一些生产流水线加工的设备生产的不断优化，在国际市场上来说，我国的设计和制造的生产流水线搬运的机器还有相对比较价格低而且技术不是很先进的，能够实现的搬运的功能还不是很全，在多功能的基础上不能达到一个非常先进的搬运木材表面的作用，使得生产流水线搬运的处理技术还需要更好的创新和改进，在国内生产的很多的生产流水线抓取机械手，在生产厂家上来看变得是较为严峻的，而且使得我国在生产流水线抓取机械手的研制上，生产流水线抓取机械手的市场竞争在不断的变得更加的激烈。图1-1：纸箱码垛机械手随着现代木材工业在不断的的迅猛发展，生产流水线抓取机械手已成为木材加工和家具行业广泛被不断应用的一种设备，实现生产流水线抓取机械手的主要功能是：1、进行木材工件的精确定位和几何尺寸的加工。2、对木制品加工后的零部件在装饰上要求高的表面，再进行搬运修整的加工，以获得木制品要求表面的平整光洁，在装饰面和使用的最佳面上进行的装饰效果。一般采用的搬运方式为定厚搬运的加工方式,还有采用定量搬运的加工来实现加工。我国的抓取码垛机械手行业，在机械传动上的发展和工业上的发是比较慢的，起步也是比较晚的，才能够1980年以来，我国在规划纲要是哪个的研究中实现了多运动的机械臂，中国的高科技研究项目，“863”研究的项目在1987年的研究中记录，成功的研制出了中水平的运动臂，在运用到抓取码垛机械手的设计中。在现有的发展上，我国的抓取码垛机械手要在不断的进行积极研发，这就给现代的机器人方向的研究、抓取码垛机械手的开发、生产者带来巨大生产商机，目前中科院在常州的研究中心，常州机械电子工程研究所致力于研究机器人，更好的开发和实现智能化装备的抓取码垛机械手技术的开发。在我国的国情上的发展需要，我国还需要进行大力的发展生产制造业，实现我国的技术科技的创新发展，达到与时俱进的特色发展路线，开创更加美好的工业发展在未来的工作中，所以未来的机器手结构的发展是很有前景的。抓取码垛机械手的发展的空间也是巨大的。运用于生产流水线抓取机械手，作为一种在生产流水线生产和加工上的先进的设计技术手段,特别是在生产流水线的高生产率要求下和完美的生产加工需求下，实现的加工质量，深受生产流水线生产用户的欢迎。在随着我国主题经济的发展以及对外实现开放的政策的实施，使得国内的许多生产流水线机械设备生产的厂家，在通过各种不同的渠道下。不断的引进一些国外的生产流水线生存多种形式的生产流水线抓取机械手。这些生产流水线抓取机械手在生产流水线生产加工上均能起到一些满意的生产效果，在对我国实现木材生产加工上，使得整个行业的进步和发展上起到推动作用。我国的货物搬运装箱技术得到发展升级实在七十年代初期的时候，目前我国生产研发的抓取机械手的形式主要方式有以下几种技术形式：(1)码垛形式是直线往复式的货物搬运装箱。这种抓取机械手的特点，能够实现设备的直线往复式进行码垛的能量，其设计形式结构设计简单，但是不好的地方是能够实现的效益比较低。因此这种抓取机械手的应用于工作删改的要求不是很高、之应用于一些效益低的场合得到使用。(2)能够实现工作台旋转式搬运的抓取机械手。这种工作台旋转式的样式抓取机械手，在设计和制造上，主要的特点是结构简单，易于加工生产，而且也有可以实现一些较高的瓜果，在生产加工中可以实现的抓举效益达到抓举要求，因此这种抓取机械手比直线的箱式广泛应用于不同的各种加工场合。(3)运用叉车式搬运的抓取机械手。叉车式搬运的抓取机械手对于耗水量是非常大的，而且搬运只能切出一些平直的片的形状，因此这种抓取机械手的应用在市场上不是十分多。(4)使用机械手和旋转台组成的圆形码垛。这种圆形式抓取机械手，有一个特点可就是自身有很高的抓举工作效率，但是在设计的时候结构比较复杂，设计起来是比较困难的，因此这种抓取机械手应用于工作效率高的地方，对要求相当高的生产加工专业领域上被使用。我国的抓取机械手的发展上，不同的种类的接插件在得到研究,不断的开发生产以后，虽然这段发展的时间比较长，但是后来的几年不断发展中，抓取机械手在设计上，研制生产和发展中也是得到了非常大的发展，但是我国的抓取机械手技术与发达国家生产制造的抓取机械手相比，目前仍然有很大的技术上的距离,使得我国生产颜值的抓取机械手在进入市场以后没有得到推广和广泛的应用。1. 2.2国外研究现状抓取码垛机械手的发展在1930年到1950年之间，就在苏联也伯恩斯坦的研究中有突破，从人手机制的层度上来看，就提出了形象和人一样的运动机理。但是在被广泛的研究，实在I960年以来的发展，知道现在，在国外的抓取码垛机械手的发展上，已经有一个完整的体现，在一些发达国家，日本，美国等已经成功的进行抓取码垛机械手的开发，实现自动化控制为主的抓取码垛机械手结构，实现机械臂的完美结合，达到了优先于人的机械人结构设计。在20世纪70年代，美国进行抓取码垛机械手的研究中，稳定性的多动作抓取码垛齿轮抓取码垛机械手，实现了系统化控制的模型设计，实现反转和向前运动的振动器，对抓取码垛机械手进行能量的分析增强了抓取码垛机械手的整个系统化的工作效率，随着现代科技社会的发展，抓取码垛机械手的需求的量的增加，和抓取码垛机械手能够在实际的问题上得到更好的解决，实现国外相继不断的研究出各种各样的机器人结构，并且在实际的运用上已经很好地在工业生产上应用，达到了多个领域的运用，不断的进行抓取码垛机械手的发展。在外国的搬运机械手的发展中，很早就有搬运机械手码垛物体这样的设备被使用在箱体的加工中，直到七十年代，已经在搬运机械手码垛物体上发的发展比较成熟,后来到了八十年代，市场山的大部分搬运机械手码垛物体，可以搬运到直径1300mm以上的箱体加工搬运机械手，最终一种卧式内圆形式的搬运机械手码垛物体在市场上得到使用，在生产上得到了使用，它搬运搬运机械手直径最大能力可以达到310mm左右。在八十年代中期后的发展中，就在一、两年时间内，搬运机械手码垛技术的发展到了最高的鼎盛时期，在市场上的出现了相当多而且功能实现全自动的旋转机和搬运机械手码垛物体。这些技术的发展中，慢慢的诞生了世界上一些比较有名的搬运机械手码垛物体设计制造的厂家，比如瑞士的Meyer-BurgerAG公司，他们生产的叫TS系列的搬运机械手码垛物体，后来在日本的TOkyoSemitSU株式会社也生产了一个TSK系列的搬运机械手码垛物体机，还有日本的OkamotoMachine型号的株式会社生产制造的ASM系列搬运机械手码垛物体，当然美国也是很厉害了，在美国的STC公司发明的是STC系列搬运机械手码垛物体等。直到发展到当今社会,就设计只在的搬运机械手码垛物体的功能而言，是比较齐全的了，在发展中得到不断的改进和完善。可以实现自动化的码垛模式，可以把大的货物分解成不同的样式来满足人们的需求和实现多样化的搬运和装箱要求。图2：夹持搬运机器人1.3本次课题研究的主要内容本课题的设计中主要的研究内容是机械夹爪的结构形式的设计，在设计上，要满足对不规则表面齿轮的抓取码垛齿轮，设计的结构要在现有的市场上的抓取码垛机械手的基础上有设计的优势，设计结构简单，制造成本合理，稳定性良好，在工作中的适应性可靠，主要部件及内容如下所示：（1）确定抓取码垛机械手的工作原理及各轴传动驱动方式设计；（2）确定抓取码垛机械手夹持传动的结构形式；（3）确定齿轮抓取码垛机械手的夹持原理，夹持形式的选择；（4）满足不规则表面的抓取码垛齿轮要求，实现抓取码垛齿轮的可靠性要求。通过以上的设计要求，本次设计的欠驱动的抓取码垛机械手，在结构参数的设计和结构形式的选择上，优先考虑满足抓取码垛齿轮齿轮的要求，采用机械系统实现对标杆值表面的抓取码垛齿轮，实现智能化控制的机械传动系统的结构设计。抓取码垛机械手的一般组成结构：（1）执行控制系统：在共用的结构部分中，抓取码垛机械手的执行系统的部分上实现整个机械传动的基础，在达到整个机械传动零件的全部定义后，才能在控制系统的作用下实现抓取码垛机械手部的夹持和抓取码垛齿轮命令。（2）机械臂结构系统：机械臂的设计在抓取码垛机械手的整体设计中是至关重要的，机械臂的传动形式和传动的范围，将决定抓取码垛机械手在实际工作中的抓取码垛齿轮能力。（3）驱动系统的设计：在抓取码垛机械手的结构设计上，一般才有电动驱动的形式比较多，少部分采用液压驱动，气压驱动的形式。本次设计上，才有电动机、步进电机驱动，带动机械结构的驱动形式。(4)控制系统：一般抓取码垛机械手的抓取码垛齿轮中，是实现自动化控制的设备，所有在控制系统的设计上，根据系统的工作要求，才有控制器来进行控制。(5)检测系统：抓取码垛机械手的传动过程和抓取码垛齿轮的夹持过程，需要在检查系统的作用下进行对齿轮的大小和位置的检侧，反馈给系统，实现工作无误，改善实际抓取码垛齿轮的劳动条件，提高生产工作的效率的作用。第二章抓取机械手总体方案确定2. 1总体方案论证2.1.1 自动抓取机械手传动臂结构方案设计抓取机械手械手的设计中，主要采用齿轮传动的方式，采用齿轮和齿轮的连接传动，来完成抓取物件后的旋转的运动形式。驱动方式采用电机驱动，在旋转机构上安装电机，要电控的形式来实现抓取机械手的运转。这样的设计方式在机械手结构的部分设计上是常见的。也是使用比较广泛的。抓取机械手的设计部件上采用的主要的方式是齿轮的设计，这样的设计方式采用在抓取机械手上能够更好的实现传动，达到设计的目的控制上采用电机减速器来就控制，这样的机构在后续的自动化上的实现带来了优势，更直观的体现出来抓取机械手的搬运上的设计原理。抓取机械手的下面需要安装一个多功用的机构，可以吸附不同种类的物体，可以根据物体的大小和物体的重量等实现多功能的搬运任务。在现有的设计中，抓取机械手的结构主要有夹持的方式和气缸夹持式的机构。在本次的设计上，采用气缸夹持式的机构来对抓取机械手进行吸附设计。设计上分为机械机构的设计，可以实现传动系统的设计，还有控制系统的设计，可以实现自动化的工作原理。完成物体上下站随意的搬运工作。本次选中齿轮轮抓取机械手，动力的设计部分上，为了更好的实现传动的控制和成本的考虑，选择使用电动机的来实现设计上的要求，这样的结构在查找相关的文献后也是可行的，在市场上的使用也是在近几年的发展上越来越多。2.1.2自动抓取机械手驱动方案设计本次设计的驱动形式是电机驱动，在采用电机的时候，能够和齿轮实现很好的连接，达到设计上的优点:1运用齿轮传动，由于是标标准件，所有设计上不需要考虑很多;2.传动的精度高，可以达到的抓举的位置更加的准确，达到高精度要求。根据以上设计的来分析，本次设计的优点可知道，采用的齿轮来实现的传动系统的可以达到运转的动作和移动迅速，整体的反应上采用传感器实现反应的灵敏性要求,在工作上可以实现阻力动力损失的问题，设计的成本低廉，因此在本次的自动抓取机械手的设计上，传动动力的运动形式采用齿轮的旋转和横移传动方式。2.1.3 自动抓取机械手控制方案设计通过本次抓取机械手的设计要求，需要实现的精度等级较高和搬运码垛的速度上的考虑，采用电气控制的方式来进行，电气自动化控制，能够实现精度上的要求使得整个系统的经济性和技术上的要求更加完善。2.1.4 自动抓取机械手主要参数1）主参数根据本次设计的抓取机械手的设计要求和流水线的使用要求，设计的自动抓取机械手不是很大，但是可以完成一半的物件的搬运和抓取。设计上选取的抓取重量为30kg拉起计算，故该自动抓取机械手主要的参数设计确定为30kgo2）基本参数在设计上，抓取机械手的运行的速度是比较重要的一个参数，可以体现抓取机械手的工作效率，通过电控的要求，本次的抓取机械手的旋转上的速度哭达到100nlns,最大横移上的速度可以根据旋转来选择为80mso第三章自动抓取机械手总体结构设计1.1 动作工况与分析知道吗抓取机械手是以电机的驱动带动齿轮的传动，通过齿轮上连接的齿轮结构来实现动作的设备，内部的驱动装置采用的是减速器来实现速度的变化。有自动感应系统来实现对全部结构动作的变化，主要的结构形式如图示：图3-1：自动抓取机械手示意图在抓取机械手的工作环境中，可以实现的连续的运动形式，这样的状态下的工作方式主要体现在：传动臂的旋转运动，实现横移运动，达到物体上面时下降，夹紧物体，再根据指令的被动位置进行运动，将物体搬运到指定位置码垛以后返回原来的工步。循环工作的原则。不断的通过该检测来进行不同位置的码垛，自动抓取机械手可以在工作中中反复不断的进行物体的不断移动和旋转上述循环动作。1.2 自动抓取机械手各部分结构设计3. 2.1自动抓取机械手底座的设计抓取机械手的底座设计中，主要根据上面的结构的重量来衡量自作的承重能力，选择使用合适的钢材来完成底座结构的设计，底座箱的结构设计上，不需要设计的很复杂，未来运输的方便，只要满足刚性勾的原理，则底座箱的结构越简单越好，底面上打螺丝孔来固定在地面上，材料为铸铁HT200。4. 2.2立柱结构设计在机械化设备的设计上，主要起到支撑作用的部件就是立柱的结构，一般根据机械设备的总体重量和粗腰在动载荷下的支承力的大小，进行立柱的结构设计，对于在立柱的整个机械载荷的结构上来说，对立柱结构合理的设计是很重要的一个设计过程,因为在机械设备实现运动工作的过程中，立柱在整个过程中起到稳定的作用，所以在立柱结构设计上，一般有以下几种结构方式，一是三角结构形式的立柱，这种结构形式采用的是三角形的稳定性结构，将三角结构运用在机械设备的运转上，实现稳定性要求。还有一种是四边形结构形式的立柱，采用加强筋的结构进行分段式的固定，提高了安装上的强度和刚度，上端面上的结构对于设备的安装更加的符合运动学的要求。还有一种是采用锥形结构形式的立柱，实现接触地面的位置上比较宽，上端比较小，这样的结构在使用上具有更好的承载能力，也是比较普片使用的一种结构形式。所以在立柱的设计上应该满足一下几点设计的基本要求：(1)不管在设计上选择什么样的结构形式的立柱，但是在设计上，必须根据设计的设备的动载荷和承载大小的分析，保证立柱设计上满足工作的要求，保证立柱在安装和运动上的顺序要求，实现可靠的承载能力。在运输和包装上达到便捷性的设计要求，更好的实现安装和拆卸的过程。所以在立柱的设计上，内部和外形的结构设计上不能阻碍和干涉其他的结构形式，实现在执行上的安全性和操作上的便捷性要求。(2)立柱的强度和刚度要求，由于在机械设备上，立柱的使用过程中和运输中的受力是很大的，所以在材料的选择和立柱支撑部件的厚度选择上，都需要满足承载的强度要求，相当于在机械设备的床身一样，在使用中起到对整个设备的支撑作用,也是实现机械化设备在工作上的精度保证的一个重要的额部件，对提高设备的生产效率和加工的精度有一定的保障性作用。在生产和制造上对立柱的抗冲击能力和对机械自重的承载能力，在人何条件下都要求承载最大的许用应力，满足立柱设计条件的评论轻度要求。(3)立柱的稳定性的要求在机械设备的设计上，为了达到机械化设备在工作中的稳定性，对立柱的安装位置的设置和安装孔位结构的设计上，都需要进行立柱稳定性和对设备实现的稳定性的设计分析，在整个的结构总体上实现受弯曲能力的分析,在结构上才能更好的存在失稳性的问题和部分结构在局部上存在的屈服问题，部分的不完善可能会对整体结构产生很大的影响，所以在对每个立柱部件的校核上，需要满足单个零件的强度设计要求。(4)在立柱的结构设计上，基本的设计原则和要求，实现满足立柱的结构设计的前提下，对于不同承载能力的立柱来说，对立柱的使用环境进行分析，才能在立柱设计上选择更合适的结构形式和设计材料的选择。一样在立柱设计上，满足以下的设计原则：立柱设计的结构样式简单，实现自身的结构上材料选择比较轻的材质，抗屈服强度较高的材料。更好的实现降低立柱生产制造的成本。在立柱的设计上，其结构的设计合理，在生产上的折弯，加工的过程中达到便捷的加工生产过程，防止在制造上过于繁琐。在立柱的结构上，应该考虑立柱的搬运上和运输上的安全性，设计的零部件要满足安装方便，调试的过程简单，在设计上和后期的修理上更加的方便。使得自身的结构上的内应力较小，避免在使用上因为温度的变化造成整体和局部上的变形等情况的出现，严重的可能会因为立柱的变形造成对整个设备的损伤和对工作的影响。在立柱的结构设计上,应该更好的满足抗震性和安全性,实现稳定性工作的基本要求。在立柱的材料选择上，需要进行表面处理，通过涂油漆和发黑等工艺处理，实现材料的耐腐蚀和抗变形的能力，同时更好的提高使用上对外观的影响和材质上的变化。(4)立柱的设计步骤(1)确定立柱的基本尺寸在设计完成总体的设备的结构形式后，需要对其自身的重量和承载的重量进行分析，在立柱的高度上和长度尺寸上确定操作者的活动范围等，实现在根据操作者的身高和结构形式进行立柱结构的布置，符合人性化的设计要求。一般在设计上，将操作者的身高确定在平均的水平上，将机身的高度设置早操作者75OnlIll的位置上，更加适合人工工作的基本要求。在本次的设计上，由于机械化设备的特殊原因，可以在选择上由自动化程度进行立柱高度的设置，确保机械化正常的实现运行的过程。(2)因为在生产和制造上，立柱一般是属于镀金加工和焊接加工的过程，所以在制造生产上是很麻烦的，因此在设计上有需要对制造的过程进行考虑。确定其结构形状和查重大小的基本要求，才能确定制造工艺的要求，时间在材料的加工上的工艺性能。(3)更好的分析立柱在使用上的最大的载荷能力，立柱在实际的工作中的荷是不一样的，所以在设计上对其运动形式进行分析，是实现本身转动上的重要参数，也是在使用上对载荷能力计算的重要内容。(4)确定立柱的结构的形式根据设计的内容，更好的对立柱的结构形式进行分析和选择，选择合适的结构形式，采用型材和钢管等结构样式，工字钢和槽钢等方式，都是需要根据设计的设备的大小和承载的大小进行设计的，再采用螺钉和螺栓进行连接，实现外观上的颜色确定等。在本次的抓取机械手的设计上，对立柱的设计优势很关键的，由于抓取机械手属于使用上比较大型的机械化设备，对立柱的设计要求强度上和刚度上都是比较高的，所以在材料的选择上，主要选择使用45号钢为主要的设计材料，更好的提高在立柱结构上的强度和稳定性。按扭抓取机械手矩初估轴的直径，根据查表10-2,得抓取机械手的取值为：C=106117,考虑倒抓取机械手安装轴承受抓取机械手扭矩作用，取抓取机械手C=106,则：式中：C由抓取机械手轴承的材料和抓取机械手承载情况缩确定的抓取机械手常数;P抓取机械手轴的输出功率，KW;n抓取机械手轴的转速，rmin.抓取机械手各参数值为：C=IO6、P=15KW,n=280,则抓取机械手：d.=C3/-=106XJ叵=39.95mmnunV280所以选择抓取机械手轴径的大小为：40mm,抓取机械手轴上面设计一个法兰来进行固定轴，用法兰来固定抓取机械手选用的轴承的设计，因为抓取机械手轴是靠选用的设计上的电机以及减速器来实现摆动和设计上的旋转的，所以抓取机械手所受的载荷在设计上选择更好很小，不需要抓取机械手轴的校核。3.3轴承选型和计算由自动抓取机械手轴的结构，设计的尺寸来确定，安装自动抓取机械手的轴承轴的直径是：8Ommo表2-3整体有衬正滑动轴承型号dDRBbLLiHhHidid2C质量kgpHZ030303830504015011070352018.5MlO×11.51.73.3.1轴承类型选择1）轴承工作载荷的设计要求在轴承的使用上，根据轴承在传动工作上的受力情况，选择合适的设计载荷要求，确定在设计轴承的时候，根据安装的位置和工作上的基本要求，实现度一轴承安装方向和轴承在传动轴上的主要传动的原理进行主体结构的设计，实现在工作上对传动载荷的基本设计要求，一般在选择和使用轴承的设计中，需要满足一下的基本设计原则和要求:(1)设计的轴承在受力的情况下没实现在传动上的平稳性和传动对载荷的基本要求，满足轴承载荷上选择越大，对受到冲击时候的受力就越大，所以在需要核对的载荷的轴承需求下，可以选择使用滚子轴承。(2)在工作上对轴承的受力上，需求有径向的工作载荷的时候，可以选择使用径向接触的轴承，这种轴承的种类是比较多的，有深沟球轴承，滚针传动轴承，以及圆柱滚子轴承等。在主要的使用上受到轴向穿的载荷的时候，一般选择使用轴向传动的轴承，轴向传动的轴承一般有轴向接触轴承和推力轴承，在实现工作过程中需要告诉传动的环境下，可以选择使用接哦接触轴承。(3)在很多的传动结构上，对轴承的传动要求中，需要满足在径向传动上的受力和轴向传动上的受力，两个传动方向上的受力过程中，一般选择使用深沟球轴承，在载荷轴向上相对较小的时候，可以选择使用深沟球轴承，如果轴向力比较大的时候,一般在传动过程中选择使用角接触轴承。2)工作转速的确定在轴承的工作过程中，根据传动的转速基本的要求，在传动轴承的工序载荷传动下，实现对冷却的基本要求上，实现正常传动的最大速度，一般在选择轴承的工作是上，不超过轴承在设计上的最大工作的极限要求。3)轴承工作的刚度及工作过程中的调心性能的要求(1)在市场上的轴承上，滚子轴承的传动的刚度是比较高的，也是在传动上实现刚度较强的一种传动轴承，一般在要求比较高的设计机构上选择使用滚子轴承。(2)在机构的设计上，对传动的支点跨距要求比较大，使用的刚性传动比较小的时候，需要对安装上实现轴承的独立安装的过程,一般选择使用调心传动的轴承。4)轴承的安