四自由度物料搬運機(jī)械手的研制.pdf

1、機(jī)械手是人類安全作業(yè)、實現(xiàn)生產(chǎn)自動化以及提高勞動生產(chǎn)率的有力工具。本論文在綜述機(jī)械手的研究和發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,全面分析了物料搬運機(jī)械手功能,結(jié)合企業(yè)“物料搬運機(jī)械手”的實際工程項目,對物料搬運機(jī)械手進(jìn)行了機(jī)電一體化設(shè)計。
　　本論文在分析了物料搬運機(jī)械手的性能要求和工作特點的基礎(chǔ)上,對機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、傳動方式以及軟硬件控制系統(tǒng)進(jìn)行了整體方案分析和設(shè)計。確定機(jī)械手采用圓柱坐標(biāo)系的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式,采用氣壓傳動方式的驅(qū)動方案,

2、并采用PLC進(jìn)行系統(tǒng)控制。在此基礎(chǔ)上,對物料搬運機(jī)械手的運動學(xué)以及動力學(xué)進(jìn)行了分析,給出了位移、速度、加速度與關(guān)節(jié)角之間的關(guān)系。采用Denavit—Hartenberg法建立了物料搬運機(jī)械手的運動學(xué)方程,確定了各運動構(gòu)件和末端執(zhí)行器之間的位置和姿態(tài)關(guān)系,利用拉格朗日方程建立了機(jī)械手的動力學(xué)方程,確立了各個關(guān)節(jié)運動和作用力之間的關(guān)系。由于機(jī)械手的運動關(guān)節(jié)具有轉(zhuǎn)動和移動兩種基本形式,其運動學(xué)和動力學(xué)推導(dǎo)過程可為其它經(jīng)濟(jì)型機(jī)械手運動學(xué)和動力學(xué)

3、分析提供參考,同時也可為運動軌跡的規(guī)劃以及動力性能的優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支持。在此基礎(chǔ)上,對物料搬運機(jī)械手進(jìn)行了整體模塊劃分,進(jìn)而對機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了計算和設(shè)計,對各驅(qū)動元件的行程、定位、缸徑和緩沖方式等進(jìn)行了選型,以滿足機(jī)械手運動過程的定位精度和運動速度等方面的要求,并且對所選的驅(qū)動元件進(jìn)行了驗算以提高設(shè)計的可靠性。探究了物料搬運機(jī)械手氣動驅(qū)動系統(tǒng)的控制回路,對各驅(qū)動元件的配件型號進(jìn)行了選型設(shè)計。根據(jù)物料搬運機(jī)械手的控制要求,設(shè)定了I/