搬運機械手設計與控制

搬運機械手機構設計與控制電路設計45

搬運機械手機構設計與控制電路設計!。!。第一章緒論1.1機械手的研究概況物完生活從、產(chǎn)化，安，因金、用持或工，、、業(yè)，、和等運運持和6

23；范兩運軌控作床他器附床在心更獨控如于品主操1.2發(fā)展方、電等,如,更,如人,,,運器人子制,如裝,裝裝具搬運機械手機構設計與控制電路設計,程序控器傳器-液元”典制技面，技相合,壓術從開關控制入到高精反饋控制合,減少配件拆單高性,閥圈越來越小,1.3業(yè)械在產(chǎn)中應用高、率、面件在，面，進、軸一噴部高。1.4中研究的主要內(nèi)容控傳，直徑以尺寸圓形料物品移動范為半1.2m形域度化命10年。和完件件設要部分與制裝和件。要進化。，、，本料。搬運機械手機構設計與控制電路設計二章搬運機械手的總體設計方案械手成、驅(qū)以及2.2機械手本結構的選擇按其基本結度。于度身具簡。2.3機械手的執(zhí)行機構主：末端作（又稱上配的操時也操直工器人和調(diào)末端的部，連部的分。要2.4、電簡、2.5、2.6列表、、搬運機械手機構設計與控制電路設計R0.5m10三章搬運機械手臂各部件的設計機械手部的設計算部計本。考慮一，同構所大是同、前能利

3.1.2根特分為和兩回型又和；平又型部型部單型部桿型部部部部平移類部平移動夾平型用本單用滑部3.1.33.1.3.1分析下其分槽杠搬運機械手機構設計與控制電路設計中為F點O為則

和線OO向O1Fx

（3.1得FF2Fy

（3.2（3.3得F1

F2cosα

（3.4'101

（3.5（3.6得1

（3.7FFNFFNh

acos

3.8bFcosa

α

3.9——

——

F

30

0

:

0

30

與驅(qū)動的計算同進體機礎2—出同不同公NN搬運機械手機構設計與控制電路設計VV

90

V

.5NGG30kgN/kg300.150NNbbFcos22aa

3.103.113.123.13

KK實η——部械般0.85～0.95——全系一般1.2

η=0.9=1.5

3.14——情系主要Ｋ似下估２＝

被運最大速

m/sm

0.03ss130220220K.8

3.15baba3.1.3.3分析計算、E,O′距離x,則x=

l

)

2

3.16mm搬運機械手機構設計與控制電路設計,xR

min

eq\o\ac(△,∣)

l

2

/sinα

2

-

l

2

Rmin/sin

2

∣3.17R

50

min

lb8∣=0.8423.1.3.4及滑槽長度保有寬加張也則手

60

l寬55如圖沒它

。15ll.85

60

R

所max

80tan30

862

滑槽桿滑槽度中可從運到距：dh-a

acos30

5

即驅(qū)杠兩指桿連圓柱在滑中移距d

'

所以d

'

壓缸的確定現(xiàn)已知a

l

可驅(qū)杠動力F150cos380N實150cos380N實搬運機械手機構設計與控制電路設計bFcosaKK502F1380N0.3.1與工作之關系

3.203.21

~

F380N5000

PMpa。設D活塞桿d5D有

3.22入數(shù)求得

4FπP1

m254mm

3.233.2內(nèi)D系列（GB/T2348-1993）17D3.3d（）l58

筒壁厚當D/

壁

D

當D

時壁

2

式中——筒/yy/yy搬運機械手機構設計與控制電路設計

.nyP.5y—

bb35b。b：

D2

12222

D2

y

.385

mm。b6D

液體內(nèi)長于活塞程與塞和外形要考到兩端間體長于內(nèi)20~倍本

dl

b體內(nèi)部長與桿連接結構行整該19tt3.1.3.8（1端蓋釘計計算3.4t與力P之關

端蓋上每個螺釘危險截上所承受力為：FFF總預

即工拉與與緊之。計算下作強為,以釘tmm試選擇4個螺，πDπ所以擇釘目適Z受力面

mm

KF.241KF.241N搬運機械手機構設計與控制電路設計S

.

00060288m

3.33F

Z

6

000602884

.72

3.34FKF預672預

k6。NN

3.35N總預螺釘料擇。則

N

3.36

s160n15

3.37安全數(shù)1.5螺的徑下得出d

3F

3.38F為總拉力

F

代入數(shù)得d

4

4.87236

mm

3.39螺釘直選標dmm。M5。21P.P.5tD

PD

3.40D——DmmddMpayt

PD

mm

3.41tmm3.1.3.9壓缸密封置的選擇O168O.3.2腕部的計計算部計本手部設在部臂之要在部動礎進步變方動并更適性獨自要繞軸回。FFFD2搬運機械手機構設計與控制電路設計重量輕載，，。考局，和外，理局決腕與部手的接必考工條境。3.2.2，工轉(zhuǎn)用轉(zhuǎn)以工轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)度用的量實3.2.3.1力矩腕部時，要的部支承處fM摩R

3.42中

，F(xiàn)—承處D,D—承的R122398N/Kg98N/Kgf—

f01-002f1M

摩

M

矩

3.43

慣

啟J慣

t啟

3.44

J

工

J—t—0.05-0.3s,啟驅(qū)液壓缸壓圓柱直徑重G

00737850Kg/m

3

355.

3.45效圓柱體1G355.1MR22g98

0.2.0888

3.46已知圓柱體RKg

7850Kg/m

348730J48730Jπ件.MNm搬運機械手機構設計與控制電路設計l

πR

2

mmm

3.47J

M工件

0

3.48

90M

慣

08886117工啟

N

3.49

總力矩

摩

慣

0

總力矩

.9957

m

3.50

總阻力

24

3.51內(nèi)徑計算

驅(qū)力矩

M

矩25總阻力矩bRr總阻力矩bRr上

PbR22

2

M

總力

3.52

M

矩

2M

3.53P—內(nèi)孔徑r—軸徑m，設時按

Dd

1寬度m搬運機械手機構設計與控制電路設計bR

3.54r.

R

MPa3.2.3.3壓缸蓋螺釘?shù)挠嬎鉌FF總預

3.55下PMPat6D.目適Z

mmmm

3.56SR

r

.

.mm

3.57.2800.04.2800.04N/F

PSZ

46002625046

3.58FKF預6.9預所以

k6。NN

3.59.04N4550.07總預螺釘料擇

N

3.60則

σ

σs160n15

安1.51.2-2.5螺釘?shù)膹接墒降胐

3F

3.61F為總拉力

F總4dσ

41128154160

.mm

3.62螺釘直選標dmm。3.2.3.4與輸出軸間連接螺釘算輸螺由將合產(chǎn)工預以合：

2

d

2

4

M

摩擦

fFZi0

3.6300i

搬運機械手機構設計與控制電路設計F,fiF

4Zfi

D

3.64

F

3.65bPFD4

2

2

0046415

0.063

2

0.025

2

223N

3.66

σ

σs160n5

n2.5

d

4F

42233160

.52

3.67d3.2.3.5承的選HT200、均減也能但較需效大沖機蓋器2966h66h、體閥體以及經(jīng)表面淬零件估計軸所受徑向載荷為軸向荷較可略處均選溝球承校核小軸處承軸承基數(shù)據(jù)下：CkN荷PXF數(shù)X取1rrN則N：rh

n

ε

N轉(zhuǎn)，0.5s成：

：nr/minCC承εrLh

1060

ε

10660900

3

3

5

h

365

遠大軸使壽命選軸承深球承，60133.2.3.6件，密封的選擇端孔壁O型密封圈規(guī)格（GB3452.1-2005規(guī)格65O3.3臂的設計算3.3.1部計本設機手縮固定大上法蘭裝械直伸搬運機械手機構設計與控制電路設計靠是產(chǎn)規(guī)條下使業(yè)廣用必因期、使必、件到情置數(shù)縮10s位：位2mm伸縮3.3.2縮伸伸位電伸縮搬運機械手機構設計與控制電路設計速直推能起慣一起加按出機端撓方剛支安法安與相帶出長度造安d②,3.3.33.3.3.1作負R和作壓力PRRef

g

3.70

ReR

——自；——摩；

——慣性由面得為

確1、質(zhì)kg2、)質(zhì))質(zhì)

N

3.71

R

確g搬運機械手機構設計與控制電路設計m

N

3.72

g

3.73tt

,m/sefg

3.74

RN3.1RNN,PMPaP作速度和速比的確定表液缸的比

3.3.3.3液壓缸缸筒內(nèi)徑D和塞桿直徑d的確定D..D

RπP

3.75P3.2Dbdd

3.76由塞桿3.3.3.4作行程和小導向長度的最小導向度是指活塞桿部外伸活塞支撐到導向套動點若從的度HLDH

3.77L大工行

L度D<80mmD倍活塞度D～1.0保證最小向長度而過的增大導向長度和塞度是不宜好辦是在向與塞之裝隔套K度C由導定向保長且導活性示搬運機械手機構設計與控制電路設計8

3.78mm

3.79A22

3.80厚和外計算取D

'

即伸縮厚

δ37yy/nyy/nP160PMPa

3.6準JB1068—67）/。D/

P

3.81

D/

D

y

3.82D——直——試定

取.5以P.5nny

b

nb取選得540b：

。byy95Jyy95J搬運機械手機構設計與控制電路設計

D2

13472

3.83

D2

y

3.84所取筒：

mm。Dδ50

mm

3.85缸底料擇料選用35號鋼，其拉度查540Mpab5

Py

15108

.mm

3.86所以底度δmm3.3.3.7壓穩(wěn)定性和活塞桿度

油缸穩(wěn)性的計算壓。為F為F。kF：

F為Fk

F

2

J

1

3.8739

Fk

ll

F

JJ

J

3.88J

πD

3.89其

、D體、D體

3.90JJ搬運機械手機構設計與控制電路設計

D

3.91JJ

1916

3.92JJ

3.93J

、Jll。查

JJ

，由

ll

l

500

得

FJ

其中，

l塞桿部至A處的離

l:尾部油處距離F

Fk

J

3.94

3.9552σ52σ。l500

d25

l

d

。

x

π2

EJ1F以

材1Pa1MPaJ矩

E1

351500

25717500

3.96主載故近地心進σ

4

F21

3.97

d—外——心內(nèi)于實心F——力FN力——料許用力

/

σ料屈限sπσπσn

搬運機械手機構設計與控制電路設計σMPa/n

3.98σ

F

150.

.

3.99件的強計算。σ

FπDe

e

F——最大D——外徑——徑

——效率

.σ——許

σ

σ

n

σ拉T422σ

b

n~σ

πD

F

η

MPa

σ

σ

n

MPa

。

KF

τ

KKFddd

σστσF—最大推D——內(nèi)徑

d——外徑d內(nèi)用普GB196-63d近似按下/24/240.4.56τ搬運機械手機構設計與控制電路設計d22tt10K

K2515K002

Kσ

nsnMPas5mmGB/T193-2003td600d1t60157mm10

σ

KFπD1

2

1.53.14.562

2

.9922

τ

KKFdd11041

0124

.

σσn

2

3230.4933

。n件的確定活與活塞桿封裝置活塞與壁間在相運動此該密封屬于動封里O型密45GB/T3452.3-2005OOGB/T3452.3-2005O、及水A圍3.3.3.10向機構的設計作性提量軌得分經(jīng)材料擇為45號鋼圓σmax

MW

MFlNmm

z

132

3.32

4292.

搬運機械手機構設計與控制電路設計σ

max

W429297Z

σ253σ

σ

maxθ

22Fl33

EII

1

314

θ

22EI

1500223

0.

Fl33EI

1500333

0.

1、淬提耐磨也保韌時精472導軌潤滑可采用潤滑脂滑，是采用潤滑油潤滑此處用潤脂潤滑。搬運機械手機構設計與控制電路設計

4.1升，越，受，行，面。。械將

回轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運構一設在處合理。身是械組。身：。優(yōu)點花。。采內(nèi)結運。齒條從。。身運回鍵蓋活是內(nèi)結緊。動回一通向片來片度械對是兩片度動片轉(zhuǎn)

。搬運機械手機構設計與控制電路設計4.2偏力初估件重：件

N

（4.1器

N

（4.2G

腕部

（4.3臂

N

（4.4即Gl1050Gl1050h300500總

N

4.51200件

l

夾器

l

部

950

l臂l

lll1工件持器3腕部12

l4臂

912500

4.6

偏

Gl總

4.7不自鎖條件分析計算

G總由FF'lR總

4.84.9F12

l總h

4.10謂不自條'FFFFf總1

4.11

取f

hlf

Glf總總.870435

4.124.13其

'升降缸之上零總量總''''''Ff.'搬運機械手機構設計與控制電路設計

缸

G總總轉(zhuǎn)桿桿

N

4.14'總

G總轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

塞桿

4.15FR

l總h

1850435

N

4.16435f—摩擦數(shù)—的力矩計由臂動的FF驅(qū)慣密回總F的算摩FFf摩R取f025知FN，R即1850摩RF的慣由擦公

N

4.174.184.19中

GF——靜加常速變量

4.2053'236'2360.05s。假設身壓速度為./：02

8/kg：慣

G總g

1850.0259.8

235

NN

4.21

F的計算回壓阻較為了計方本設計中將其略計

F的計算密用O壓于：FF密驅(qū)綜上述析算壓力為

4.22FFF'驅(qū)摩慣密回總

23603F驅(qū)

4.23所以

當液缸上

驅(qū)

驅(qū)

N經(jīng)面的計定液壓的缸工壓關表可得P。內(nèi)徑的確定當油無腔入：

F驅(qū)

壓的作力驅(qū)與液壓F驅(qū)

FP11

24

4.24搬運機械手機構設計與控制電路設計F驅(qū)

ηP

D

η

4.25S

P

4.26上

FπPη

4.27FπPη

4.28

F——N驅(qū)D—

η上D

Fη

4.29D

4.303.2D4.2.4.2桿徑d計算d

d

13385133

4.313.3dmm4.2.4.3與外徑確定3.6D

'

δ表手臂升參數(shù)

95mm

MPa

45mm

39944.2.4.5機升降螺釘計算FFF總預

4.32MPa3.4t,4πDπmmmmKFπDπmmmmKF83搬運機械手機構設計與控制電路設計.44

4.33S

0225

0.

4.34F

PSZ

10

6

003446

572.

4.35FKF預預

k6。NN

4.36.483148823總預

N

4.37料

s160n5

n1.51.2-2.5直由下得出d

3

4.38F為總拉即

Fd

4F

42336

.93mm

4.39直徑標。4.2.4.6升降液壓缸的壁厚校核57MpaMpaδ

952

75

4.40D

75

.6

4.41!。4.42D——P.5

n

.5ynnbbn=5,bP1..108降足求

b4.43機身鍵軸的強度校核花屬轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)此TT—遞轉(zhuǎn)

4.44搬運機械手機構設計與控制電路設計—z—l——mmhPMPaP

d

m

D：TPzhldm

.MPa

即選該。：4.34.3.1力矩

驅(qū)慣

密M

M驅(qū)慣密回

4.46

慣

ε慣

Δ

4.47角度化rad/sΔt——啟過程J——部件包括工線N其零件離為l則

J

Jc

l總g

4.48

J——零重心量c

4.49部件可以等效為一個mm半徑為mm圓柱體圓柱體重量為G度rad/s間s總總阻力矩bR總阻力矩bR搬運機械手機構設計與控制電路設計J

2

1050

2

13

4.50

0

c

Gl總

2

105087

2

94

4.51M

ε

ω

0.2961

4.52M密回

M

03M密驅(qū)

M

回

。

驅(qū)

M

慣

03M密回

驅(qū)

4.53M

驅(qū)

2

N

4.54主要參數(shù)

M

驅(qū)力矩

M

矩

PbR222

M

總力

4.55

M

矩

2M2

4.5661DDP——r

m55d

bR

4.57個bmmrmm,!。4.58得

2MbP

2

22008

6

2

4.59根據(jù)準列可滿要取DD'表手臂回液壓缸主要數(shù)

'

MPa

mm

121mm

80

36

305NF搬運機械手機構設計與控制電路設計壓螺釘?shù)挠婩FF總預

4.60計算下以由表3.4可查得tmm試擇6，D10466以選擇數(shù)目合Z

4.61S

r

1

.

.

4.62以PS0304FZ

4.63FKF故k1.5-1.8K6預預

6

N

N

4.64以81024131664總預

N

4.6563d/1d/1Q235

σ

σs160n15

n1.51.2-2.5d

4

4.66F

Fd

4F

44

4.67mm與輸出軸間的連接螺計軸連偶軸缸將以工預以條故等

2

2

摩擦

fFZi0

4.68i

預緊f接合面摩擦圍鋼和鐵件接合面i片外軸可：F

4Zfi

4.69度件：4Fdσ

4.700.0.03622y/n0.0.03622y/n搬運機械手機構設計與控制電路設計F0

bP4Zfi

2

0.4

.N

4.71

σ

σs160n5

n2.5

d

4F

429014314

.

4.72M5。壓缸的厚δ

10.5mm

4.73D

.

.

10

4.74

D

y

4.75D——筒——筒試驗應當額定力P以P.5

nbb用540b

。b65yy

D2

P2y

.43

4.76。：從B油從A。搬運機械手機構設計與控制電路設計4.4介及求件不、表低觸度依形。5.1設計求

控制電路的設等各分用缸馬達與控求滿足作序要系統(tǒng)訊號制電鐵按程依步進作現(xiàn)安在端安夾持制系成靈活確調(diào)制系足要求缸其控元件要滿足力要求運時間要求搬運機械手機構設計與控制電路設計5.2動系統(tǒng)設計方案——升——升降上升——快進回——座慢——腕轉(zhuǎn)縮臂伸夾持器————底(回)——底座慢退———升臂下—夾升停。次步進實現(xiàn)。（1）各壓缸換向路控前和選電以化手手夾并系的不步“O向。（2工較液流單工進流進路回路流閥。有選單好。（3）路。手升降的會由下或超速下行衡。5.35.3.1分能分持作運動過程不后兩個控。底座轉(zhuǎn)采擺正反速調(diào)速。于轉(zhuǎn)因具此除調(diào)的調(diào)還上裝手采雙作手成的速行油調(diào)。手速以完成手運動雙作上和下均由升中運分起。油能出器發(fā)出導致荷動關閉由蓄能泵導型位二換搬運機械手機構設計與控制電路設計與需率5.3.2.1各部件流量計算q

π

D

mm/s.

5.1q

ππD

mm

5.2v.

.mm/s

5.3πq

.

mm/s.

mL/s5.4縮出qv

ππ

392500

/s

5.5縮qAv

π

D

π

mm/s

.

mL/s

5.6機身vmm/s

5.7πDq

.

.mm

5.8....q1

ππv2544

mm

/s

.6

5.9qAv2

π4

πD224

25

/s

859

5.10即

qKqmaxq——pK—一取~3qmax

5.11

max

239228.26

5.12作力PKPmax

5.13K3即

——工作力pmaxKKPmax

.

5.14型號選擇1111搬運機械手機構設計與控制電路設計5.1

/r

/MPa

/L

2

R45.3.2.5功率PPq/η

p

5.15即

—的工piq——的piη——總060~0pPq/η.77.

5.16考到損失故按準用列三異步電。下73q~5.2相異步電動機

/kw