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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告
題目：凸輪軸機(jī)床的工件輸送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
導(dǎo) 師
2013年 3 月 20 日
1.設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r
本階段的主要任務(wù)是完成了外文文獻(xiàn)的翻譯工作，對(duì)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了更深層次的分析和理解，包括機(jī)械手結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)受力的分析，大概了解了機(jī)械手結(jié)構(gòu)在選用過(guò)程中所依據(jù)的原則。
1.1在參考大量文獻(xiàn)資料的情況下，證實(shí)了開(kāi)題報(bào)告中所提出的的機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案可行。原因是其滿足了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抓取量大、開(kāi)合行程長(zhǎng)、運(yùn)行可靠的原則。
1.2機(jī)械手主要運(yùn)動(dòng)部分由動(dòng)力型旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和前、后兩臂及手爪組成，臂部各相鄰部件的相對(duì)角位移為運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)。動(dòng)作靈活，所占空間小，工作范圍大。
1.3機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)圖
1.4設(shè)計(jì)整體為3個(gè)自由度。分別為：
（1）手爪相對(duì)于小臂的回轉(zhuǎn)；
（2）小臂相對(duì)于大臂的回轉(zhuǎn)；
（3）大臂相對(duì)于機(jī)架的回轉(zhuǎn)。
1.5設(shè)計(jì)的工作原理如下：
機(jī)械手在抓取工位等待，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，使機(jī)械手的小臂的升降油缸將手爪下降到取料位置。手指開(kāi)合的活塞桿下端聯(lián)接一連桿滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)活塞上下移動(dòng)時(shí)，連桿滑塊機(jī)構(gòu)使兩手指合攏。這是，小臂的油缸活塞上升，將工件提升到預(yù)訂高度后，行程開(kāi)關(guān)發(fā)信號(hào)，使大臂回轉(zhuǎn)。此后，小臂下降，將工件準(zhǔn)確地放到上下料位置，然后手指張開(kāi)將工件松開(kāi)。小臂上升，大臂反方向回轉(zhuǎn)復(fù)位。
1.6手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),機(jī)械手手指采用平移型雙手雙指式手指來(lái)夾持工件的兩端,其手指通過(guò)連接架與手指開(kāi)合油缸端部相連接,如圖2所示。
圖2 手部結(jié)構(gòu)圖
1.7大臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
依靠帶齒輪的無(wú)桿活塞油缸,通過(guò)齒輪-齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)大手臂的回轉(zhuǎn)。如圖3所示,調(diào)整固定在回轉(zhuǎn)立柱體上的兩個(gè)可調(diào)定位擋塊1,可保證大手臂回轉(zhuǎn)定位的準(zhǔn)確;調(diào)整油缸端蓋處的兩個(gè)死擋鐵螺釘3,使它與齒條活塞端部剛剛接觸或留有約0·1mm左右的間隙,以控制大手臂的回轉(zhuǎn)角度,大手臂回轉(zhuǎn)到等待工位和上下料工位的動(dòng)作信號(hào)分別由兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)2發(fā)出。在無(wú)桿活塞油缸的兩端部,均設(shè)有節(jié)流緩沖裝置,以減小機(jī)械手在到達(dá)始、末兩位置時(shí)由于慣性所產(chǎn)生的沖擊,保證大手臂的定位穩(wěn)定可靠。
圖3 大臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)圖
2.存在問(wèn)題級(jí)解決措施：
2.1確定大體參數(shù)
（1）抓重：15千克
（2）自由度數(shù)：3個(gè)
（3）小臂升降范圍：0—200mm
（4）大臂回轉(zhuǎn)范圍：0—90°
（5）手爪夾持范圍：0—100mm
2.2大臂相對(duì)于機(jī)架的回轉(zhuǎn)應(yīng)采取什么方式傳動(dòng)？
由于一般的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出的力矩較小，需要通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)增加力矩，提高負(fù)載能力。對(duì)機(jī)械手的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一般要求有：
（1）結(jié)構(gòu)緊湊，即具有相同的傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比時(shí)體積最小，重量最輕。
（2）傳動(dòng)剛度大，即由驅(qū)動(dòng)器的輸出軸到連桿關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸在相同的扭矩時(shí)，角度變形要小，這樣可以提高固有頻率，并大大減小低頻振動(dòng)。
（3）回差要小，即由止轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)時(shí)空行程要小，這樣可以得到較高的位置控制精度。
（4）壽命長(zhǎng)，價(jià)格低。
為了減小機(jī)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程中的沖擊和振動(dòng)，并且不降低控制精度，采用了齒形帶傳動(dòng)。齒形帶傳動(dòng)是同步帶的一種，用來(lái)傳遞平行軸的運(yùn)動(dòng)。
齒形帶的傳動(dòng)比計(jì)算公式為：
i=N1/N2=Z1/Z2
2.3不能熟練使用制圖軟件，致使工作無(wú)法正?？焖龠M(jìn)行。其次，對(duì)機(jī)械手結(jié)構(gòu)理解的還不是很到位等。
通過(guò)與同學(xué)的探討及老師的指點(diǎn)，使我對(duì)自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)有了更深一步的認(rèn)識(shí)。我深深明白了設(shè)計(jì)與實(shí)際要緊密結(jié)合，要多動(dòng)頭腦，勤思考，平時(shí)還要多練習(xí)軟件。
3.后期工作安排：
（1）翻閱資料，查找公式；
（2）計(jì)算并核算選型；
（3）繪制設(shè)計(jì)相關(guān)的零件圖和裝配圖；
（4）撰寫畢業(yè)論文，交給老師審閱；
（5）準(zhǔn)備答辯。
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
注：1）正文：宋體小四號(hào)字，行距20磅，單面打印；其他格式要求與畢業(yè)論文相同。
2）中期報(bào)告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊(cè)。
4
設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)低成本四自由度機(jī)器人手臂
作者：Ashraf Elfasakhany,Eduardo Yanez,Karen Baylon,Ricardo Salgado
接收于2011年10月19日，2011年11月7日修訂，2011年11月15日接受
文摘：
這項(xiàng)工作的主要焦點(diǎn)是設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和實(shí)施低成本、強(qiáng)控制、有競(jìng)爭(zhēng)力的機(jī)器人手臂。設(shè)計(jì)四自由度和才華橫溢的機(jī)器人手臂盡快實(shí)現(xiàn)精確簡(jiǎn)單的任務(wù),如光材料處理,這將被集成到一個(gè)移動(dòng)平臺(tái),作為一個(gè)助理工業(yè)的勞動(dòng)力。機(jī)器人手臂配備有伺服電機(jī)來(lái)做手臂之間的聯(lián)系和執(zhí)行手臂的動(dòng)作。伺服電機(jī)包括編碼器,以至于沒(méi)有控制器實(shí)現(xiàn)。我們控制機(jī)器人使用的虛擬儀器,它執(zhí)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算和串行通信的適當(dāng)?shù)慕嵌葘?duì)一個(gè)單片機(jī),驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的功能修改位置、速度和加速度。測(cè)試和驗(yàn)證的機(jī)器人手臂結(jié)果顯示它正常工作。
關(guān)鍵詞：
機(jī)器人手臂,低成本，設(shè)計(jì)，驗(yàn)證，四自由度,伺服馬達(dá),Arduino機(jī)器人控制，虛擬儀器機(jī)器人控制
1.介紹
機(jī)器人術(shù)語(yǔ)實(shí)際上是定義為研究、設(shè)計(jì)和使用機(jī)器人系統(tǒng)制造[1]。機(jī)器人通常用于執(zhí)行不安全的,危險(xiǎn)的,高度重復(fù),和不愉快的任務(wù)。他們有很多不同的功能,如物料搬運(yùn)、裝配、電弧焊、電阻焊、機(jī)床裝載和卸載功能、繪畫、噴涂等。
主要有兩種不同的機(jī)器人:服務(wù)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人。服務(wù)機(jī)器人是機(jī)器人運(yùn)行的半或全自主執(zhí)行服務(wù)有用的福祉人類和設(shè)備,不包括制造業(yè)務(wù)[2]。工業(yè)機(jī)器人,另一方面,是由ISO正式定義為可編程在三個(gè)或三個(gè)以上軸的自動(dòng)控制和多功能的機(jī)械手[1]。工業(yè)機(jī)器人的目的是實(shí)現(xiàn)材料、零件、工具或?qū)ｉT的設(shè)備通過(guò)變量編程動(dòng)作來(lái)執(zhí)行各種任務(wù)。一個(gè)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)不但包括工業(yè)機(jī)器人而且包括任何設(shè)備和/或傳感器需要機(jī)器人來(lái)執(zhí)行其任務(wù)以及測(cè)序或監(jiān)控通信接口。2007年世界市場(chǎng)增長(zhǎng)了3%,其中大約有114000個(gè)新安裝的工業(yè)機(jī)器人。2007年底約有一百萬(wàn)工業(yè)機(jī)器人在使用中,相比之下,估計(jì)有50000服務(wù)機(jī)器人對(duì)工業(yè)使用[3]。
由于使用的工業(yè)機(jī)器人手臂的增加,一個(gè)進(jìn)化的話題開(kāi)始試圖模仿人類的動(dòng)作在一個(gè)細(xì)節(jié)模式。例如一群學(xué)生在韓國(guó)做了一個(gè)機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)創(chuàng)新,考慮到跳舞的手,舉重,中國(guó)書法寫作和顏色分類[4]。另一組工程師在美國(guó)發(fā)展八自由度機(jī)器人手臂。這個(gè)機(jī)器人能夠掌握很多形狀對(duì)象從一筆一個(gè)球和模擬人類的手[5]。在太空中,航天飛機(jī)遠(yuǎn)程控制器系統(tǒng),稱為SSRMS或創(chuàng)意,和它的繼任者是例子,多自由度機(jī)器人手臂,已經(jīng)被用來(lái)執(zhí)行各種任務(wù),如檢查航天飛機(jī)的使用的一種專門部署與相機(jī)和傳感器連接在末端的執(zhí)行器和衛(wèi)星部署和從航天飛機(jī)的貨艙檢索策略[6]。
在墨西哥,科學(xué)家有望設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)許多機(jī)器人手臂,墨西哥政府估計(jì),在墨西哥大約有11000個(gè)機(jī)器人手臂用在不同的工業(yè)應(yīng)用。然而,專家認(rèn)為,最奢華的機(jī)器人手臂不僅是高質(zhì)量的,而且要準(zhǔn)確、可重復(fù)性和粗短的成本。
大多數(shù)機(jī)器人設(shè)置為一個(gè)操作的教和重復(fù)技術(shù)。在這種模式下,一個(gè)訓(xùn)練有素的操作者(程序員)通常使用便攜式控制裝置(一個(gè)示教器)教機(jī)器人其任務(wù)手動(dòng)。機(jī)器人的速度在這些編程會(huì)話是緩慢的。目前的工作是一個(gè)兩階段的項(xiàng)目的一部分,這就需要一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人能夠運(yùn)輸工具從庫(kù)房到工業(yè)電解槽。在這個(gè)階段,該項(xiàng)目開(kāi)展的科技大學(xué),墨西哥蒙特雷,主要關(guān)注的是設(shè)計(jì),發(fā)展和實(shí)施一個(gè)工業(yè)機(jī)器人手臂粗短的成本、準(zhǔn)確和優(yōu)越的控制。設(shè)計(jì)四自由度和才華橫溢的機(jī)器人手臂盡快實(shí)現(xiàn)精確簡(jiǎn)單的任務(wù),如光材料處理,這將被集成到一個(gè)移動(dòng)平臺(tái),作為一個(gè)助理工業(yè)的勞動(dòng)力。
2.機(jī)械設(shè)計(jì)
機(jī)械設(shè)計(jì)的機(jī)器人手臂是基于機(jī)器人機(jī)械手和一個(gè)人類的手臂具有相似的功能[6 - 8]。這樣一個(gè)機(jī)械手的鏈接進(jìn)行連接接頭允許轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和鏈接的機(jī)械手被認(rèn)為形成一個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈。業(yè)務(wù)結(jié)束的運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)械手稱為末端執(zhí)行器或結(jié)束臂工具，它類似于人類的手。圖1顯示了自由體對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的機(jī)械臂。如圖所示,末端執(zhí)行器不包括在設(shè)計(jì)中，因?yàn)樯逃脢A具已被使用。這是因?yàn)?末端執(zhí)行器是一種最復(fù)雜的系統(tǒng)的部分,反過(guò)來(lái), 比建造它更容易經(jīng)濟(jì)使用在商業(yè)中。
圖2顯示了工作區(qū)域的機(jī)械手臂。這是典型的工作空間有四自由度(4自由度)機(jī)械手臂。機(jī)械設(shè)計(jì)僅限于4自由度主要是因?yàn)檫@樣一個(gè)設(shè)計(jì)允許最必要的運(yùn)動(dòng)和保持成本和復(fù)雜的機(jī)器人有競(jìng)爭(zhēng)力。因此,轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)活動(dòng)受到限制,旋轉(zhuǎn)完成約兩軸肩和周圍只有一個(gè)在手肘和手腕,見(jiàn)圖1。
機(jī)械臂關(guān)節(jié)通常由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。伺服電機(jī)的選擇,因?yàn)樗鼈儼ň幋a器自動(dòng)提供反饋到汽車和相應(yīng)的調(diào)整位置。但是,這些汽車的缺點(diǎn)是,旋轉(zhuǎn)范圍小于180?跨度,大大降低了胳膊達(dá)到的區(qū)域和可能的位置[9]。選擇伺服電機(jī)基于最大扭矩所需的結(jié)構(gòu)和可能的負(fù)載。在目前的研究中,這些材料用于結(jié)構(gòu)丙烯酸。
圖1：自由體的機(jī)器人手臂 圖2：工作區(qū)域的機(jī)械手臂。
圖3顯示了用于負(fù)荷計(jì)算力線圖。進(jìn)行的計(jì)算只對(duì)關(guān)節(jié)最大的負(fù)載,因?yàn)槠渌P(guān)節(jié)會(huì)有相同的運(yùn)動(dòng),即電動(dòng)機(jī)可以移動(dòng)鏈接沒(méi)有問(wèn)題。計(jì)算考慮了電動(dòng)機(jī)的重量,約50克,除了電動(dòng)機(jī)的重量在聯(lián)合B,因?yàn)樗M(jìn)行鏈接英航。圖4顯示了力圖在鏈接CB,其中包含關(guān)節(jié)(B和C)具有最高負(fù)荷(攜帶鏈接DC和ED)和計(jì)算進(jìn)行了如下。
值用于計(jì)算轉(zhuǎn)矩：
Wd = 0.011 kg (重量鏈接DE)
Wc = 0.030 kg (重量鏈接CD)
Wb = 0.030 kg (重量鏈接CB)
L = 1 kg (負(fù)載)
Cm = Dm= 0.050 kg (電動(dòng)機(jī)重量)
LBC = 0.14 m (長(zhǎng)度鏈接BC)
LCD = 0.14 m (長(zhǎng)度鏈接CD)
LDE = 0.05 m (長(zhǎng)度鏈接DE)
執(zhí)行力的總和在Y軸,使用負(fù)載如圖4,和解決為CY和CB,見(jiàn)方程(1)-(4)。類似地,執(zhí)行時(shí)刻的總和在C點(diǎn),方程(5)和B點(diǎn),方程(6),得到扭矩在C和B,方程(7)、(8),分別為。
所選擇的伺服電機(jī),根據(jù)計(jì)算結(jié)果,是Hextronik HX12K,扭矩280/盎司。這個(gè)電動(dòng)機(jī)是推薦的,因?yàn)樗绕渌魏蜗嗤?guī)格電動(dòng)機(jī)更便宜。因?yàn)槲覀冃枰嗟呐ぞ卦诼?lián)合B,見(jiàn)方程(8),我們使用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)在B點(diǎn)符合轉(zhuǎn)矩要求；然而,一個(gè)電動(dòng)機(jī)對(duì)于其他關(guān)節(jié)是足夠的。使用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)聯(lián)合B是比使用一個(gè)560/盎司大的電動(dòng)機(jī)便宜很多。在圖5中的其他相關(guān)特征的電動(dòng)機(jī),他們可以在130毫秒內(nèi)轉(zhuǎn)換60度并擁有47.9克。
一旦最初尺寸的機(jī)器人手臂和電動(dòng)機(jī)被定義,設(shè)計(jì)進(jìn)行使用SolidWorks平臺(tái)；設(shè)計(jì)應(yīng)該仔細(xì)考慮亞克力板的厚度和其他每個(gè)碎片會(huì)被附加到哪里。用來(lái)制造機(jī)器人的這個(gè)亞克力是在1/8的厚度薄鋼板中被選中,因?yàn)樗奖慵庸で腋俚闹亓颗c良好的阻力。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們遇到了一些困難，由于強(qiáng)烈的方式，加入薄丙烯酸部分。這是需要工具來(lái)燃燒，并加入丙烯酸，并且不是小組認(rèn)為，機(jī)械交界處的螺釘和螺母的基礎(chǔ)上，將遠(yuǎn)強(qiáng)于其他的替代品，如膠水為例。為了做到這一點(diǎn)，一個(gè)小的功能的設(shè)計(jì)允許緊固螺栓與螺母，而無(wú)需擰入薄的丙烯酸層。這個(gè)過(guò)程的結(jié)果是在圖6中顯示的三維設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)結(jié)束，每個(gè)部分在滿量程卡紙印刷，然后我們核實(shí)了所有的裝配尺寸和接口。反過(guò)來(lái)，我們建立了第一個(gè)原型的機(jī)器人手臂。接著，對(duì)上述機(jī)器人手臂的部分被加工的丙烯酸系片材，使用圓鋸和皮膚工具。因?yàn)樵谝粋€(gè)專業(yè)的車間進(jìn)行機(jī)器人手臂的部分太小，它不容易實(shí)現(xiàn)這樣小和精確的切割，對(duì)部分詳細(xì)說(shuō)明做了專業(yè)研討。
在組裝機(jī)器人部件與電機(jī)的過(guò)程中，很少有問(wèn)題彈出。關(guān)鍵點(diǎn)無(wú)法抗拒緊固，反過(guò)來(lái)，可能會(huì)出現(xiàn)故障，因此，加強(qiáng)這些點(diǎn)被考慮在內(nèi)。上述機(jī)器人手臂的最終結(jié)果在圖7中所示。
圖3：機(jī)械手臂力線圖 圖4：力圖鏈接CB
圖5：伺服電動(dòng)機(jī)
3．機(jī)器人手臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)
為了驗(yàn)證正確的定位的機(jī)器人手臂，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行計(jì)算。這種計(jì)算被用于獲得通過(guò)使用在笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)從給定的位置，如在圖8中所示的每個(gè)電機(jī)的角度。每個(gè)電機(jī)將有一個(gè)特定的功能：位于在A的電機(jī)中的y軸的最終元件的位置，電動(dòng)機(jī)B和C在x軸和z軸的最終元件的位置。
問(wèn)題是簡(jiǎn)化使用xz平面,如圖9所示。在這下面的已知值定義[9]: 使用三角關(guān)系,如圖9所示,電動(dòng)機(jī)角度得到θ2和θ1,見(jiàn)方程(9)和(10)。電動(dòng)機(jī)B的是要使用θ1和電動(dòng)機(jī)C將要使用θ2。用于電機(jī)的角度A的計(jì)算，如在方程（11）中看到。這些計(jì)算，得到的伺服電機(jī)的角度并依次他們采取的行動(dòng)，以移動(dòng)整個(gè)結(jié)構(gòu)的特定位置。
4.末端選擇
端部執(zhí)行器可能是系統(tǒng)的最重要和最復(fù)雜的部分之一。明智的是，這是很容易使用一個(gè)商業(yè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)。端部執(zhí)行器，主要是根據(jù)應(yīng)用程序和任務(wù)，機(jī)器人手臂的完成而變化，它可以是氣動(dòng)，電動(dòng)或液壓。由于我們的機(jī)器人手臂在電力系統(tǒng)中，我們可以選擇的末端執(zhí)行器的電氣基礎(chǔ)。此外，我們的系統(tǒng)的主應(yīng)用程序的處理，因此，我們的最終建議類型的執(zhí)行器，如在圖10中示出的叼紙牙。請(qǐng)注意，端部執(zhí)行器的控制由一個(gè)伺服電機(jī)，反過(guò)來(lái)，總伺服電機(jī)用于我們的機(jī)器人手臂5移動(dòng)的結(jié)構(gòu)的電機(jī)。
5.機(jī)器人手臂控制
機(jī)器人手臂可以自主或手動(dòng)控制。在手動(dòng)模式下，一個(gè)訓(xùn)練有素的操作者（程序員）通常使用的便攜式控制裝置（示教）教手動(dòng)做任務(wù)的機(jī)器人。在這些編程會(huì)話機(jī)器人的速度很慢。在當(dāng)前的工作中，我們封閉了這兩種模式。
所提出的機(jī)器人手臂的控制基本上包括三個(gè)層次：一個(gè)微控制器，驅(qū)動(dòng)器，和一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的用戶界面。此系統(tǒng)具有獨(dú)特的特性，可以在編程和控制方法，它是采用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的靈活性，除了它也可以被實(shí)現(xiàn)在全手動(dòng)模式。在圖11中所示的電子控制設(shè)計(jì)。
采用的微控制器是帶有命名為“Arduino的”開(kāi)發(fā)/編程板的Atmega368，如圖12所示。是非常類似于C的編程語(yǔ)言，但有助于控制的I / O端口，定時(shí)器，串行通信的的幾個(gè)libraryies。該微控制器的選擇，因?yàn)樗哂械偷膬r(jià)格，這是很容易重新編程，編程語(yǔ)言是簡(jiǎn)單，和中斷是可用于這個(gè)特定的芯片。
使用的驅(qū)動(dòng)程序是一個(gè)六聲道微型的大師伺服控制器板。它支持三種控制方式：USB直接連接到計(jì)算機(jī)，TTL串口，用于與嵌入式系統(tǒng)，如Arduino的微控制器，內(nèi)部腳本的自包含的，無(wú)主控制器應(yīng)用程序。這個(gè)控制器中，如在圖13中所示，包括一個(gè)0.25μs分辨率用于位置和內(nèi)置的速度和加速度控制。
6.測(cè)試和驗(yàn)證
進(jìn)行測(cè)試，以驗(yàn)證的機(jī)器人的臂和它的組件。睪丸覆蓋的特定元素和整個(gè)系統(tǒng)的，如在圖17中示出。對(duì)于單片機(jī)，發(fā)生在測(cè)試的軟件的微控制器通過(guò)發(fā)送不同的命令和檢查的輸出連接到伺服電機(jī)，打開(kāi)或關(guān)閉根據(jù)命令。
伺服電機(jī)進(jìn)行測(cè)試之后通過(guò)不同的直接脈沖發(fā)送到每個(gè)伺服馬達(dá)和驗(yàn)證移動(dòng)到正確的位置的響應(yīng)。我們使用了一個(gè)馬克知道在哪里的初始位置，并通過(guò)與微控制器發(fā)送信號(hào)，反過(guò)來(lái)，它被解釋由伺服和編碼器所提供的信號(hào)相比，導(dǎo)致確定電機(jī)的最終位置到所需的位置的轉(zhuǎn)動(dòng)。在這個(gè)測(cè)試中，伺服電機(jī)是不一致的機(jī)器人手臂系統(tǒng)，因?yàn)椴徽_的極化。
伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器也使用Labview軟件測(cè)試將命令發(fā)送到微控制器發(fā)送特定的命令來(lái)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電機(jī)連接改變位置。重要的是要注意到，在項(xiàng)目開(kāi)始的選擇，不同的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和微控制器之間的通信相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題的出現(xiàn)。所以，我們選擇的驅(qū)動(dòng)程序，它允許直接從計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)到它與只有一個(gè)USB線，所以在手動(dòng)控制的執(zhí)行的情況下，所以單片機(jī)只會(huì)被用在案例的實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。
進(jìn)行其他測(cè)試，以驗(yàn)證了整個(gè)系統(tǒng)的功能，如在圖18中示出。通過(guò)引入一個(gè)特定的位置在Labview的接口和測(cè)量的參考點(diǎn)之間的距離的最后一點(diǎn)，以便核實(shí)：從逆到直接運(yùn)動(dòng)學(xué)正確的轉(zhuǎn)換，在指定的角度之間的關(guān)系的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生這些測(cè)試電機(jī)。
機(jī)器人手臂的測(cè)試和驗(yàn)證是需要細(xì)長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)樾枰啻蔚娜蝿?wù)之一。在我們的測(cè)試中，出現(xiàn)許多問(wèn)題：錯(cuò)誤的角度的計(jì)算，錯(cuò)誤校正電機(jī)，與物理的角度和位置的測(cè)量的問(wèn)題，以及因過(guò)載而預(yù)期不會(huì)燃燒的伺服電機(jī)之一。
7.結(jié)果和討論
機(jī)器人手臂在不同的工作條件下，結(jié)果如下：
7.1伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)范圍
得到的伺服電動(dòng)機(jī)的限制，因?yàn)檫@種類型的電機(jī)包含規(guī)范，它具有小于180度的跨度。所有電機(jī)的實(shí)際的范圍被認(rèn)為是在范圍125 - 142度，如表1中所示。這清楚地表明，實(shí)際操作機(jī)器人手臂的從旁觀者情況下不同。
7.2電流消耗
電流消耗取決于負(fù)載和機(jī)器人臂的運(yùn)動(dòng)的類型。在目前的研究中，有4個(gè)級(jí)別的電流消耗。
8.結(jié)論
本文介紹了機(jī)器人的手臂，這有天賦完成簡(jiǎn)單的任務(wù)，如光材料處理的設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)和實(shí)施。機(jī)器人手臂的設(shè)計(jì)和建造由丙烯酸材料伺服電機(jī)，執(zhí)行武器之間的聯(lián)系和執(zhí)行手臂的動(dòng)作。伺服電機(jī)包括編碼器，使得沒(méi)有控制器實(shí)施，但是，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)范圍是小于180°的跨度，從而大大減小由臂和可能的位置達(dá)到的區(qū)域。限于四個(gè)自由度的機(jī)器人手臂的設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)使大部分必要的運(yùn)動(dòng)和保持競(jìng)爭(zhēng)力的成本和復(fù)雜性的機(jī)器人。不包括末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)，因?yàn)槭惺蹔A具使用，因?yàn)樗欠浅Ｈ菀缀徒?jīng)濟(jì)的使用不是建立一個(gè)商業(yè)。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們遇到了一些困難，由于強(qiáng)烈的方式，加入薄丙烯酸部分。用螺釘和螺母的基礎(chǔ)上的機(jī)械結(jié)，并為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，一個(gè)小的功能被設(shè)計(jì)允許緊固螺栓與螺母，而無(wú)需擰入薄的丙烯酸層。
控制的機(jī)器人手臂，三種方法實(shí)現(xiàn)的：一個(gè)微控制器，一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，和一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的用戶界面。此系統(tǒng)具有獨(dú)特的特性，可以在編程和控制方法，它是采用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的靈活性，除了它也可以被實(shí)現(xiàn)在全手動(dòng)模式。這個(gè)機(jī)器人手臂是便宜得多的可用機(jī)器人手臂與他人的對(duì)比，也可以控制它的運(yùn)動(dòng)從一臺(tái)計(jì)算機(jī)，使用Labview接口。
幾個(gè)進(jìn)行測(cè)試，以驗(yàn)證其中睪丸覆蓋的特定??元件和整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)器人臂，在不同的操作條件下的結(jié)果表明的機(jī)器人手臂值得信任。
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
題目：凸輪軸機(jī)床的工件輸送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
導(dǎo) 師
2012年 12 月 25 日
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況）
1.1題目背景
在現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)線零件的輸送是非常重要的工作之一，隨著生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展，目前，這一工作已由機(jī)械手的自動(dòng)搬運(yùn)逐漸替代傳統(tǒng)的人工完成。機(jī)械手的出現(xiàn)在減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和難度、提高工作效率和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本上做出了突出貢獻(xiàn),機(jī)械手的發(fā)展在企業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)收上起到了舉足輕重的作用。本課題設(shè)計(jì)一種在七工位凸輪軸加工機(jī)床上應(yīng)用的機(jī)械手,用于實(shí)現(xiàn)工件的輸送。明確機(jī)械手的功能、技術(shù)參數(shù)、工作原理、主要結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抓取重量大、開(kāi)合行程長(zhǎng)、運(yùn)行可靠,從而提高生產(chǎn)效率。
1.2研究意義
機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備【1】。他的特點(diǎn)是可以通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛【2】。因此，進(jìn)行凸輪軸機(jī)床的工件輸送機(jī)械手的研究設(shè)計(jì)具有重要意義。我感覺(jué)設(shè)計(jì)所需要的知識(shí)僅課堂所學(xué)的是完全不夠的，但正是這樣，才更能鍛煉自己，才更富有挑戰(zhàn)，我想在這次的設(shè)計(jì)中我一定會(huì)盡全力做好的！
1.3國(guó)內(nèi)研究的情況
我國(guó)的工業(yè)機(jī)械手的研究研發(fā)開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)70年代左右。1972年我國(guó)的第一臺(tái)工業(yè)機(jī)械手開(kāi)發(fā)制造于上海，隨著全國(guó)各省都開(kāi)始研制和研發(fā)應(yīng)用機(jī)械手。如今我國(guó)正從一個(gè)“制造型大國(guó)”向“制造型強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)，中國(guó)的制造業(yè)正在面臨著與國(guó)際接軌、世界接軌、參與國(guó)際分工的巨大工作和挑戰(zhàn)當(dāng)中，這將會(huì)給機(jī)械手產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的動(dòng)力和活力【3】。隨著機(jī)械手發(fā)展的深度和廣度以及機(jī)器人智能水平的不斷提高，中國(guó)的機(jī)械手已在眾多領(lǐng)域得到了廣泛普遍的應(yīng)用。已經(jīng)從傳統(tǒng)的工業(yè)制造領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域延伸。如采礦機(jī)器人、建筑業(yè)機(jī)器人以及水電系統(tǒng)用于維護(hù)維修的機(jī)器人等。在國(guó)防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、生活服務(wù)等領(lǐng)域機(jī)械手的應(yīng)用也越來(lái)越多。在未來(lái)幾年，我國(guó)將在傳感技術(shù)、激光技術(shù)、工程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中機(jī)械手將會(huì)被廣泛應(yīng)用，因此這些技術(shù)會(huì)使機(jī)械手的應(yīng)用更為高效、高質(zhì)，運(yùn)行成本將更低【4】。據(jù)一系列現(xiàn)象證據(jù)表明，今后機(jī)械手將在醫(yī)療、保健、生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)、教育、救災(zāi)、海洋開(kāi)發(fā)、機(jī)器維修、交通運(yùn)輸和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
1.4國(guó)外研究情況
現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械手起源于20世紀(jì)50年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應(yīng)產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動(dòng)作功能的柔性自動(dòng)化產(chǎn)品[5]。機(jī)械手首先是從美國(guó)開(kāi)始研制的，1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。在此基礎(chǔ)上美國(guó)通過(guò)不斷改進(jìn)完善，研制出一系列新的機(jī)械手，美國(guó)的研制十分注意提高機(jī)械手的可靠性，改進(jìn)其結(jié)構(gòu)，降低其成本。德國(guó)從1970年開(kāi)始在制造行業(yè)中應(yīng)用機(jī)械手，主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。日本是工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國(guó)家。自1969年從美國(guó)引進(jìn)二種典型的機(jī)械手后，便開(kāi)始大力進(jìn)行機(jī)械手的研究。據(jù)報(bào)道，1979年從事機(jī)械手的研究工作的大專院校、研究單位多達(dá)50多個(gè)；1976年大學(xué)和國(guó)家研究部門用在機(jī)械手的研究費(fèi)用42%；1979年日本機(jī)械手的產(chǎn)值達(dá)443億日元，產(chǎn)量為14535臺(tái)。使用機(jī)械手最多的行業(yè)是汽車工業(yè)，其次是電機(jī)、電器和電子行業(yè)。到目前在日本工作的工業(yè)機(jī)械手已有100萬(wàn)臺(tái)左右。第二代機(jī)械手設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺(jué)、觸覺(jué)能力，甚至聽(tīng)、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺(jué)到的信息反饋，使機(jī)械手具有感覺(jué)機(jī)能。目前國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺(jué)和視覺(jué)機(jī)械手。第三代機(jī)械手（機(jī)械人）則能獨(dú)立地完成工作過(guò)程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系。并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造單元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。隨著工業(yè)機(jī)器手（機(jī)械人）研究制造和應(yīng)用的擴(kuò)大，國(guó)際性學(xué)術(shù)交流活動(dòng)十分活躍，歐美各國(guó)和其他國(guó)家學(xué)術(shù)交流活動(dòng)開(kāi)展很多[6]。
2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
2.1主要內(nèi)容
2.1.1了解凸輪軸機(jī)床工作原理，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用；
2.1.2明確該機(jī)械手的規(guī)格參數(shù)，分析其組成和工作原理；
2.1.3完成該機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算；
2.1.4應(yīng)用軟件繪制所設(shè)計(jì)機(jī)械手的裝配圖。
2.2研究方案
2.2.1凸輪軸機(jī)床的工作原理
如圖1所示零件為凸輪軸。凸輪軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零件之一，其通常是由具有多段高次曲線型面的非圓輪廓面組成，其升程、轉(zhuǎn)角與砂輪半徑之間存在非線性關(guān)系，且大部分凸輪軸屬細(xì)長(zhǎng)軸類零件。而凸輪軸加工精度和質(zhì)量直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量、廢氣排放、使用壽命、節(jié)能和效率。圖2是某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸示意圖，其法蘭面上的孔系的加工是在一臺(tái)臥式單面七工位的機(jī)床上完成的,該機(jī)床用一個(gè)多軸頭在5個(gè)加工工位上完成了5道加工工序。在加工工位之前有一個(gè)零件裝卸工位,為了在裝卸工位卸下工件,必須解決工件的返回問(wèn)題。為此,我們?cè)O(shè)計(jì)了機(jī)械手在五個(gè)加工工位之后的等待工位抓取工件,并實(shí)現(xiàn)工件的返回。如圖3所示,工位Ⅰ是裝卸工位,工位Ⅶ是機(jī)械手抓取工位,凸輪軸從Ⅰ工位通過(guò)步伐式棘爪輸送機(jī)構(gòu)依次自動(dòng)輸送至Ⅱ~Ⅶ工位,而機(jī)械手用來(lái)實(shí)現(xiàn)工件由Ⅶ工位返回至Ⅰ工位。
圖1 凸輪軸 圖2 凸輪軸示意圖
圖3 各工位布局圖
2.2.2機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
如圖4所示，機(jī)械手裝置安裝在機(jī)床的側(cè)面，機(jī)械手大臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，靠液壓缸2通過(guò)齒輪、齒條機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)械手小臂的升降，由油缸1驅(qū)動(dòng)。手爪4的開(kāi)合動(dòng)作由液壓缸3驅(qū)動(dòng)的連桿、滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了確保機(jī)械手大臂回轉(zhuǎn)輸送時(shí)，隨行夾具在此時(shí)是平面平行移動(dòng)，采用了平行四邊形機(jī)構(gòu)。機(jī)械手的動(dòng)作順序是：機(jī)械手在等待工位(抓取工件工位)等候—機(jī)械手小臂下降—手爪收攏抓取隨行夾具—小臂上升—大臂回轉(zhuǎn)至裝卸料工位—小臂下降—手爪放松—小臂上升—大臂回轉(zhuǎn)至等待工位等候。機(jī)械手的動(dòng)作全部采用液壓驅(qū)動(dòng)，電氣控制。
(1）機(jī)械手腰座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
(2）機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
(3）機(jī)械手手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
(4）機(jī)械手手爪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
如圖5所示，手爪是用來(lái)抓取工件的，要求其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈敏，操作方便。
(5）機(jī)械手機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
(6）機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
圖4 機(jī)械手結(jié)構(gòu)圖 圖5 手爪示意圖
2.3研究方法
2.3.1首先閱讀畢業(yè)設(shè)計(jì)題目和任務(wù)書，查閱相關(guān)文獻(xiàn)和資料，做出初步規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，積極開(kāi)展調(diào)研論證；
2.3.2向指導(dǎo)老師咨詢有關(guān)問(wèn)題和登陸中國(guó)知網(wǎng)查閱資料文獻(xiàn)；
2.3.3對(duì)機(jī)械手進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，畫出草圖；
2.3.4結(jié)合自己熟悉的制圖軟件，對(duì)其進(jìn)行深入的實(shí)踐；
2.3.5完善繪圖，請(qǐng)指導(dǎo)老師修改。
3.本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開(kāi)展工作
3.1 研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)
機(jī)械手結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；機(jī)械手零件設(shè)計(jì)及其裝配關(guān)系；機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力分析。
3.2前期已展開(kāi)的工作
3.2.1查找和閱讀大量期刊、書籍、報(bào)紙及優(yōu)秀碩士論文分析相關(guān)數(shù)據(jù)；
3.2.2初步擬定了整體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方案；
3.2.3學(xué)習(xí)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)；
3.2.4在學(xué)校電子閱覽室查找了有關(guān)機(jī)械手的外文翻譯。 4.完成畢業(yè)論文的工作步驟與時(shí)間安排（按周次填寫）
（1）1—3周：調(diào)研并收集資料；
（2）4—6周：明確該機(jī)械手的規(guī)格參數(shù)，分析其組成和工作原理；
（3）7—9周：完成該機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；
（4）10—12周：完成該機(jī)械手的裝配圖；
（5）13—15周：完成論文撰寫，準(zhǔn)備答辯。
5.指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
6.所在系審查意見(jiàn)：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
注：1）正文：宋體小四號(hào)字，行距20磅，單面打印；其他格式與畢業(yè)論文要求相同。
2）開(kāi)題報(bào)告由各系集中歸檔保存。
3）開(kāi)題報(bào)告引用參考文獻(xiàn)注釋格式可參照附錄E“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）參考文獻(xiàn)樣式”執(zhí)行。不進(jìn)入正文，可以作為附件放在開(kāi)題報(bào)告后面。
參考文獻(xiàn)
[1] 姚志良. 工業(yè)機(jī)械手淺談（二）[J]. 組合機(jī)床與自定化技術(shù). 1977，(03) ：6- 9
[2] 郭益友. 工業(yè)機(jī)械手在制造工藝中的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2002，(01) ：5- 7
[3] 國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè). 機(jī)械手應(yīng)用與技術(shù)發(fā)展概況（上）[J]. 科技簡(jiǎn)報(bào). 1975，(07) ：9- 11
[4] 鄒莉. 傳感檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械手中的應(yīng)用[J]. 科技信息（學(xué)術(shù)研究）. 2008，(36) ：25- 31
[5] 吳振彪，王正家. 工業(yè)機(jī)器人 [M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社. 2006
[6] Tsai LW. Solving the inverse dynamics of a Stewart-Cough manipulator by the principle of virtual work. Journal of Mechanical Design . 2000，(1) ：13- 18
[7] 陶湘廳，袁銳波，羅璟. 氣動(dòng)機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 機(jī)床與液壓. 2007，(08) ：35- 41
[8] 雷勇濤，李大明. 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性分析[J]. 茂名學(xué)院學(xué)報(bào). 2006，(01) ：13- 17
[9] 孫恒，陳作模，葛文杰. 機(jī)械原理 [M]. 北京：高等教育出版社. 2006.5
[10] 胡玉睿. 機(jī)械手原理 [M] .北京：中央廣播電視大學(xué)出版社. 2004
[11] 陸祥生,楊秀蓮. 機(jī)械手理論及應(yīng)用 [M] .中國(guó)鐵道出版社.1985
[12] 馬振福. 液壓與氣壓傳動(dòng) [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2004
[13] 裴仁清. 機(jī)電一體化原理. 上海大學(xué)出版社. 1998
[14] 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)編寫組. 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [M] . 天津科學(xué)技術(shù)出版社. 1980
[15] 方明倫,應(yīng)振澍,裴任清. 工業(yè)機(jī)器人. 北京:機(jī)械工程師進(jìn)修大學(xué). 1989.6
[16] 張建民. 工業(yè)機(jī)械人. 北京：北京理工大學(xué)出版社. 1992
[17] HILLER Manfred. Simulation Modeling of the Motion Control of a Two Degree of Freedom,Tendon Based,Parallel Manipulator in Operational Space Using MATLAB [J]. Journal of China University of Mining & Technology. 2007，(02) ：45- 57
[18] Carlos，Acosta Calderon，John Q. Gan. An Analysis of the Inverse Kinematics for a 5-DOF Manipulator [J]. International Journal of Automation and Computing. 2005，(02) ：23- 45
６
凸輪軸機(jī)床的工件輸送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
摘 要
在現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)線零件的輸送是非常重要的工作之一，隨著生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展，目前，這一工作已由機(jī)械手的自動(dòng)搬運(yùn)逐漸替代傳統(tǒng)的人工完成。機(jī)械手的出現(xiàn)在減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和難度、提高工作效率和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本上做出了突出貢獻(xiàn),機(jī)械手的發(fā)展在企業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)收上起到了舉足輕重的作用。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。本課題設(shè)計(jì)一種在七工位凸輪軸加工機(jī)床上應(yīng)用的機(jī)械手,用于實(shí)現(xiàn)工件的輸送。明確機(jī)械手的功能、技術(shù)參數(shù)、工作原理、主要結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抓取重量大、開(kāi)合行程長(zhǎng)、運(yùn)行可靠,從而提高生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵字：機(jī)器人；抓取裝置；工業(yè)機(jī)械手；手爪
CAM shaft of machine tool workpiece conveying mechanism design
Abstract
In the modern enterprise production process, the delivery of parts of the production line is one of the very important work, with the development of production automation, this work by the automatic handling of the robot gradually replace the traditional manual. Reduce labor intensity and difficulty, improve work efficiency and quality, reduce production costs, the emergence of robot made ??outstanding contributions to the development of the robot has played a pivotal role in the development of enterprises and income-generating. The robot is imitating the action of manpower, the robotic device used to automatically capture, handling or operation to achieve a given program, track and requirements.The industrial robot is a high-tech automated production equipment developed in recent decades. The design of this project an application in the the seven stations camshaft machine tools, robots, used to implement the delivery of the workpiece. Clear function of the robot, the technical parameters, it works, the main structure and characteristics. Requirements of the structure is simple, grab the weight, opening and closing stroke, reliable operation, thereby enhancing production efficiency.
Keywords: robot ；grasping device；industrial manipulator； gripper
II
目 錄
1 緒論 1
1.1題目背景 1
1.2研究意義 1
1.3國(guó)內(nèi)研究的情況 1
1.4國(guó)外研究情況 2
1.5本課題研究的主要內(nèi)容 2
1.5.1凸輪軸機(jī)床的工作原理 2
1.5.2機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3
2 機(jī)械手的總體設(shè)計(jì) 5
2.1機(jī)械手的設(shè)計(jì)原則 5
2.2機(jī)械手的座標(biāo)型式與自由度 6
2.2.1確定大體參數(shù) 6
2.3機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 6
2.4機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 7
2.5機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 7
2.6機(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì) 7
2.7機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù) 7
3 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
3.1夾持式手部結(jié)構(gòu) 9
3.1.1手指的形狀和分類 9
3.1.2設(shè)計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問(wèn)題 9
3.1.3手部夾緊液壓缸的設(shè)計(jì) 10
4 手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
4.1手腕的自由度 14
4.2手腕的驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 14
4.2.1手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩 14
4.2.2回轉(zhuǎn)液壓缸的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算 16
4.2.3手腕回轉(zhuǎn)缸的尺寸及其校核 17
5 手臂液壓缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 19
5.1手臂伸縮液壓缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 19
5.1.1手臂伸縮液壓缸的尺寸設(shè)計(jì) 19
5.1.2尺寸校核 19
5.1.3導(dǎo)向裝置 19
5.1.4平衡裝置 20
5.2手臂升降液壓缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 20
5.2.1尺寸設(shè)計(jì) 20
5.2.2尺寸校核 20
5.3手臂回轉(zhuǎn)液壓缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 21
5.3.1尺寸設(shè)計(jì) 21
5.3.2尺寸校核 21
6 機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23
6.1可編程序控制器的選擇及工作過(guò)程 23
6.1.1可編程序控制器的選擇 23
6.1.2可編程序控制器的工作過(guò)程 23
6.2可編程序控制器的使用步驟 24
6.3機(jī)械手可編程序控制器控制方案 24
6.3.1控制系統(tǒng)的工作原理及控制要求 25
結(jié) 論 26
致 謝 27
參考文獻(xiàn) 28
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 29
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 30
IV