机械手夹持器设计.docx

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1、密级：学号：108202010063本科生毕业（设计）论文机械手夹持器设计学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的设计（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本设计（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名（手写）:签字日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本

2、人授权江西蓝天学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在 年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密口。（请在以上相应方框内打）学位论文作者签名（手写）:指导老师签名（手写）:签字日期:签字日期:机械手夹持器，它具有夹持物件和剪切缆索的双重功能，适用于有这两种功能需要的机械手，特别适用于水下机械手，可以顺利进行水下作业。本实用新型是在一种普通的机械手夹持器臂上安装一对能剪切的刀片，当手掌闭合运动时; 刀片作剪切运动，达到在夹持的同时完成剪切动作。本文采用手指式夹持器，执行动作为抓紧一放松所要抓紧的工件直径为60-8

3、0mm放松时的两抓的最大距离为150mm, Is抓紧，夹持速度10-20mm/s；工件的最大重量为5kg,材质为45#钢。主要研究内容是分析机械手夹持器的原理；确定夹持器与伸缩臂总体方案；完成驱动结构的设计方案；对总体结构设计、主要部件的受力分析和强度校核；对驱动结构设计方案，原理图，整体结构装配图的设计。关键词：机械手;夹持器；装配图;ABSTRACTThe mechanical arm gripping device, it has a clamping objects and shear cable dualfunction, applicable to the two function

4、s required mechanical hand, is particularly suitable forunderwater manipulator, can smoothly operate under water. The utility model is in a commonmechanical hand gripper arm mounted on a pair of cutting blades, when the palm is closedwhen in motion, the blade shearing movement, achieve in the clampi

5、ng while completing ashearing action.This paper uses the finger gripper, performing as Clutch - relax to hold the workpiecediameter of60-80mm relaxation time two grasping the maximum distance for 150mmJ sclutch, clamping speed 10-20mm / S; the workpiece maximum weight is 5kg, materials forthe 45# st

6、eel. The main research content is the analysis of manipulator gripper principle;determine the gripper and the telescopic arm to complete the drive scheme; structure design;the overall structure design, the main components of the stress analysis and strength check; todrive structure design, schematic

7、 diagram, the overall structure of the design of assemblydrawing.Keywords: manipulator; gripper; assembly drawing;摘要3ABSTRACT4第一章引言71. 1背景及意义71.1 论文选题背景71.2 .2毕业设计的目的71.3 毕业设计的内容和要求8第2章夹持器的总体设计92.1 夹持器设计的设计参数92.2 夹持器夹紧装置设计92. 2.1夹持器夹紧力计算92. 2. 2夹持器驱动力力计算102. 2. 3夹持器液压缸驱动力计算112. 2.4夹持器液压缸的选用122. 3夹持器

8、手爪的夹持误差及分析13第3章 夹持器腕部的设计163.1 夹持器腕部设计的基本要求163.2 自由度的回转缸驱动的典型腕部结构163.3 腕部结构计算173. 3.1腕部回转力矩的计算173. 3. 2回转液压缸所驱动力矩计算183. 3.3回转缸内径D计算193. 3. 4液压缸盖螺钉的计算203. 3. 5静片和输出轴间的连接螺钉213. 3. 6腕部轴承选择223. 3. 7材料及连接件，密封件选择22244章夹持器伸缩臂的设计4.1夹持器伸缩臂设计基本要求.4. 2方案设计4. 3夹持器伸缩臂机构结构设计.4. 3.1伸缩臂液压缸参数计算.4. 3. 2导向杆机构设计.2425.26

9、26.33第5章夹持器夹持器驱动系统的设计363637373738第6章PLC控制系统405. 1夹持器驱动系统设计要求5.2夹持器驱动系统设计方案5. 3夹持器驱动系统设计5. 3. 1分功能设计分析6. 3. 2液压泵的确定与所需功率计算.7. 3. 3液压元件的选择6. 1 PLC的构成及工作原理406.2 PLC 选择406.3 程序设计416. 4语句表44总 结50参考文献51致谢52第1章引言1.1背景及意义L 1.1论文选题背景在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下：一、以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装夹、刀具的更换以及机器的装配等的自动

10、化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。二、以改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有机械手，

11、以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。1.1.2毕业设计的目的毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。其主要目的：培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法.培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标

12、准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。1.2毕业设计的内容和要求1、原始数据采用手指式夹持器，执行动作为抓紧一放松所要抓紧的工件直径为60-80mm放松时的两抓的最大距离为150mm,Is抓紧，夹持速度10-20mm/s；工件的最大重量为5kg,材质为45#钢2、技术要求(1)应具有适当的夹紧力和驱动力(2)手指应具有一定的开闭范围(3)保证工件在手指内的夹持精度3、工作要求(1)机械手夹持器的原理(2)确定夹持器与伸缩臂总体方案(3)驱动结构的设计方案(4)总

13、体结构设计、主要部件的受力分析和强度校核第2章夹持器的总体设计2.1 夹持器设计的设计参数采用手指式夹持器，执行动作为抓紧一放松(1)所要抓紧的工件直径为60-80mm ；(2)放松时的两抓的最大距离为150mln；(3) Is抓紧，夹持速度10-20mm/s；(4)工件的最大重量为5kg,材质为45#钢。2.2 夹持器夹紧装置设计2.2.1 夹持器夹紧力计算夹持器夹在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，所以必须对其大小、方向和作用点进行分析和计算。一般来说，加紧力必须克服工件本身重力所产生的惯性力或惯性力矩来使工件保持稳定的加紧状态。手指对工件的夹紧力可按下列公式计算：Fn = K、K2K3

14、G(2-1)式中：K安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取(1.22.0),本设计取1.6；长2工件情况系数，主要受惯性力的影响，可根据公式簿=1 +0计算出K),- g-公式中。为最大加速度可根据任务书中给出的有关参数可得。=竿=0.02m/?,得到的数据代人上述公式可得& = 1 +旦=1 + % =1.002。- g 9.8K3一方位系数，可根据手指与工件位置和工件形状不同进行选定。本设计采用手指与工件位置为手指水平放置，工件垂直放置；手指与工件形状为V型指端夹持圆柱型工件。所以可根据公式(=产计算出上式中了代表摩擦系数，。代表V型手指半角，此处粗略计算如图2.1图2.1机械手开闭示例简图G一被抓取工件的重量，可根据任务书中的参数被抓取的工件最大为5Kg,本设计中取其最大值5Kg。把上述有关数据代人上式(2-1)的公式中可以求得夹持器的夹紧力Fn ,以 2 KKK3Mg =1.6x1.002 x 4 x 5 x 9.8 = 314.23N,取鼠=315N。2. 2. 2夹持器驱动力力计算根据夹紧力和驱动力之间的关系式可得：(2-2)- Fc2 sin a式中：C一滚子至销轴之间的距离；b一爪至销轴之间的距离；Q一楔块的倾斜角；八、a 必小门1*乙日2FvZ?sin(2 315 x2x86xsin 160 小八 一代人数据可得F = 、= 43