毕业设计(论文)-抓取机械手结构设计研究.docx
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1、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
2、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
3、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
4、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
5、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AbstractTheautomati
6、chandlingmanipulatorintheproductionlineandfactoryisamechanizedstructuralformtograspandhandleobjects.Intheprocessofthecontinuousdevelopmentofmoderntechnology,manyautomaticgraspingandhandlingmanipulatorsandpalletizingrobotshavebeendeveloped,andachievedarapiddevelopmentprocess.Inthisdesign,themaindesig
7、nstructureisthemechanicaltransmissionstructureformofpalletizingrobot.Intheproductionandpackagingofclothes,itrealizestheprocessofgrabbingandhandlingthepackedcartons,andrealizestheworkingcharacteristicsofpalletizingintheformofcertainrulesinthetransmission,soastoimprovethedevelopmentabilityinthelevelof
8、mechanizationandreducethesizeofmanuallaborinthefactory,Thedevelopmentprocessofrealizinghigh-efficiencyandhigh-precisionhandlingonpalletizing.Inthestructuraldesignofpalletizingrobot,thestructuralformofgeartransmissionismainlyadopted.Inthedesignscheme,abettertransmissionstructureisadopted,combinedwith
9、theapplicationofelectronicinformationtechnology,soastorealizetheprocessofgraspingandhandlingofelectrifiedtransmissioncontrolonthestation.Inthedesignoftheoverallstructure,themotorreducerandotherstructuresareusedtocontrolandrotatethetransmissionstructure.Itcanbringmoreconveniencetothesubsequentstructu
10、rallayoutinthedesignpurposeanddesignprocess.Inthisdesign,inthestructuraldesignofthemechanism,thedegreeofautomationisimprovedtoachievethestabilityandreliabilityofthecartongrabbing,andpreventfallinganddamagetothecartonintheprocessofgrabbing.Inthedesignofthegraspingstructure,thereasonablestructuralform
11、isadoptedtoensurethesafetyofthecartongrasping.Realizetherequirementsofstructuralperformanceinlong-termwork.Improvetheservicelifeofthegrippingmechanism.Inthemaintransmissionstructuredesign,itisdividedintomechanizedthreadingmechanismandelectricaltransmissionstructure.Intheelectricaldesign,theoverallst
12、ructureiscontrolledanddrivenmainlybymotorandreducer.Inthestructuraldesignofmechanizedtransmission,throughgeartransmissionandshaftingstructure,reasonablebearingsandtransmissionkeysareadoptedtorealizethefeasibilityofmechanizedstructuraldesignandachievethebasicrequirementsofmechanicaltransmission.Compl
13、etetheselectionanddesignofeachstructuralforminthetransmissiondesign,andanalyzethestructurallayoutanddegreeoffreedomofeachmechanicaltransmissioncomponent,soastoachievethepurposeofdesignandimprovetheflexibilityandstabilityoftransmission.Thedesignedmanipulatorforgrabbingandhandlingofpalletizershouldbes
14、implifiedinstructure,flexibleinworkandconvenientinoperation.Reducetheworkintensityfromtheperspectiveoflabor.Thedevelopmenttrendofrealizingahighdegreeofautomation.Byconsultingrelevantdesignliteratureanddesignbooks,andconsultingrelevantdesigncontentsandparameters,theoverallstructureassemblydrawingandp
15、artdrawingofkeytransmissioncomponentsofthisdesignarecompleted.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
16、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
17、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
18、、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
19、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
20、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
21、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
22、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
23、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
24、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。(
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