全自动上管机械手的设计毕业设计(编辑修改稿)

全自动上管机械手的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

20MM 的卡槽完全可以提供足够的空间，通过 CAD 测量可以知道旋转的角度为 度。 图 37夹动手臂 滑轨 滑块 机械手臂的上升依靠滑块和滑轨来确定上升下滑的轨迹，滑轨和滑块通过内嵌的螺丝与机械手臂结合在一起。 通过这个组合可以更好的增加机械手臂上升下滑动作的稳定性和准确性。 且由于是在固定的轨迹内移动所以也不用担心会出现出轨的现象。 当机械手臂移动到最大距离时就无法再移动了。 气缸固定导 轨连接板 气缸固定导轨连接板是整个机械手比的一个中间连接部分，它右边是夹具部分，左边部分则是整个直行气缸及其支架框， 全自动上管机械手的设计 12 气缸支架框 气缸支架框并不是一个一体成型的框，它是由多个部件组成的，机械手臂使用的直行气缸并不是一个完全固定死的结构，它的下端是可以左右轻微的摆动，上端与夹动手臂是用鱼眼接头连接，这个结构是为了防止气缸可能出现的偏移，下端的组成由气缸旋转座，气缸旋转插销，气缸旋转架组成（详见零件图擦粉机A25， A7， A8） 图 38气缸支架框 连接直角板 连接直角板连接整个气 缸支架框和夹具主载模块，考虑到气缸出现问题后的维护与修理，所以支架框和主载模块并没有做成一体式结构，且主载模块部分的表面要求没有前面的部分那么高，所以表面粗糙度和加工工艺都相对较低。 配重块 为了维持整个机械手臂的平衡，同时可以减小机械手臂摆动时所需的动力，所以在机械手臂的最后加上了配重块这一部分，配重块就类似于砝码，通过增加数量以达到一个最好的平衡，且能适应不同型号产品的重量。 上海理工大学高等学历教育毕业设计（论文） 13 机械手臂传动部分的设计与分析 凸轮的设计 凸轮机构一般是由凸轮，从动件和机架三个构件组成的高副 机构。 凸轮通常作连续等速转动，从动件根据使用要求设计使它获得一定规律的运动．凸轮机构能实现复杂的运动要求，广泛用于各种自动化和半自动化机械装置中。 凸轮机构通常由两部份动件组成，即凸轮与从动子 (follower)，两者均固定于座架上。 凸轮装置是相当多变化的，故几乎所有任意动作均可经由此一机构产生。 凸轮可以定义为一个具有曲面或曲槽之机件，利用其摆动或回转，可以使另一组件 — 从动子提供预先设定的运动。 从动子之路径大部限制在一个滑槽内，以获得往覆运动。 在其回复的行程中，有时依靠其本身之重量，但有些机构为获得确 切的动作，常以弹簧作为回复之力，有些则利用导槽 ,使其在特定的路径上运动。 本次设计利用凸轮在自身旋转同时带来的势力差来实现传送灯管的目的。 凸轮被固定在基座上由电机变速后带动，这里选用的电机的转速是 1400 转 /分钟，通过1:80 的减速机减速后转速为 17 转 /分钟，摆臂一端通过二级挂脚座连接到基座上，可以旋转运动，另一端通过强力弹簧与基座连接，摆臂中间的小轮为从动子，紧密贴合凸轮，之所以用到这个小轮做从动子是为了减小凸轮转动带来的摩擦力，减小磨损，凸轮转动带动从动子，摆臂通过从动子与凸轮连接也被带动，于是杠杆向下 运动，又因为弹簧有一个向上的力，所以凸轮转到半径小的部分是摆臂又会向上回升，始终贴合凸轮，摆臂的尾部通过鱼眼接头与另一根摆臂连接，当摆臂上下不断运动时就会带动后面的次级摆臂上下运动，从而带动摇臂左右旋转，摇臂再通过连接杆就可以带动齿条左右移动了，为了增加齿条的稳定性，为连接杆做了一个固定的导轨，这样可以避免可能的偏斜，且传动部件之间都是用了鱼眼接头作为连接，增加了灵活性，也可以预防因力量偏斜而产生的折断扭曲。 齿条与齿轮契合，当齿条左右移动的时候齿轮就可以转动了，齿轮是和整个机械手臂的旋转主轴连接在一起的，这 样就可以实现机械手臂的旋转运动了。 凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。 因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。 全自动上管机械手的设计 14 图 39传动部分 图 39凸轮 齿轮齿条部分 齿轮分度圆直径为 MM， 齿数 45齿 ， 模数 Z=。 齿条需要的移动为 ，可使得机械手摆动 80 度， （计算原理：圆周 = = 45齿每个齿的弧度 =圆周 /45 每个齿的角 度是 360/45=8 度 80度就是 10个齿 所以齿条移动距离为 10 倍的圆周 /45≈ 上海理工大学高等学历教育毕业设计（论文） 15 齿条上放置 1820个齿足够）。 摆臂比例： 1级摆臂比例为 1 比 2 级摆臂比例为 1 比 1 摆臂有微调机构 图 310齿轮齿条 直线气缸部分的传动 直线气缸通过直线气缸框与整个机械手臂固定连接，通过鱼眼接头和摇臂中间位置连接，摇臂部分左端与主载模块连接可以旋转，右端通过夹座移动轴承夹与滑块连接，在滑轨上进行上下移动运动，上下移动的手臂部分连同工件的重量约为 ，需要的上升力为 =，所以我们需要两倍的力，即为 2= 的力，之所以讲摇臂这样设计是为了达到一个减小气缸移动距离的效果，手臂上升的距离为 100MM，而气缸的距离只需要 50MM 就可以了，气缸的直径为 35MM，根据 P=F/S 可得气缸所需要的压强。 根据行程和压力，我们选择的直线气缸为 SDA35 70直线气缸，这种气缸可以直接购买到成品。 全自动上管机械手的设计 16 SDA 气缸：引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。 工质在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能 ；气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。 SDA 气缸结构：气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成。 缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小 端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构 塞是气缸中的受压力零件。 为防止活塞左右两腔相互窜气，设有活塞密封圈。 活塞杆是气缸中最重要的受力零件。 通常使用高碳钢，表面经镀硬铬处理，或使用不锈钢，以防腐蚀，并提高密封圈的耐磨性。 回转或往复运动处的部件密封称为动密封，静止件部分的密封称为静密封。 SDA气缸工 作原理：根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。 由此来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。 若缸径选小了，输出力不够，气缸不能正常工作；但缸径过大，不仅使设备笨重、成本高，同时耗气量增大，造成能源浪费。 在夹具设计时，应尽量采用增力机构，以减少气缸的尺寸。 电机的选择 如果电动机功率选得过大．就会出现大马拉小车现象．其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高 (见表 )，不但对用户和电网不利。 而且还会造成电能浪费。 要正确选择电动机的功率，必须经过以下计算或比较： (1)对于恒定负载连续 工作方式，如果知道负载的功率 (即生产机械轴上的功率 )Pl(kw)，可按下式计算所需电动机的功率 P(kw)： P=P1/n1n2 式中 n1 为生产机械的效率； n2 为电动机的效率。 即传动效率。 按上式求出的功率，不一定与产品功率相同。 因此．所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。 例：某生产机械的功率为 3． 95kw．机械效率为 70％、如果选用效率为 0． 8 的电动机，试求该电动机的功率应为多少 kw? 解 :P=P1/ n1n2=*= 由于没有 7． 1kw 这 — 规格 ．所以选用 7． 5kw 的电动机。 (2)短时工作定额的电动机．。