上玻裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　中文摘要 …………………………………………………………………………………………………1</p><p>　　英文摘要 …………………………………………………………………………………………………2&l

2、t;/p><p>　　1 引言…………………………………………………………………………………………………3</p><p>　　2 基本概念與原理…………………………………………………………………………5</p><p>　　2.1 真空吸盤(pán)及電氣系統(tǒng)……………………………………………………………………5</p><p>　　2.1.1真空吸

3、盤(pán)…………………………………………………………………………………7</p><p>　　2.1.2電氣控制系統(tǒng)……………………………………………………………………………7</p><p>　　2.2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)…………………………………………………………………………5</p><p>　　3 上玻裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………………………………………

4、…19</p><p>　　3.1 吸盤(pán)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………19</p><p>　　3.2 機(jī)架的設(shè)…………………………………………………………………………………20</p><p>　　3.3 翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………22</p><p>　　3.

5、4 臺(tái)升架的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………27</p><p>　　4 四桿機(jī)構(gòu)的實(shí)體建模與裝配……………………………………………………………19</p><p>　　4.1 Pro/E軟件簡(jiǎn)介…………………………………………………………………………19</p><p>　　4.2 零部件的實(shí)體建?！?/p>

6、…………………………20</p><p>　　4.3 裝配原理簡(jiǎn)介與裝配模型的建立………………………………………………………22</p><p>　　4.3.1Pro/E仿真裝配原理介紹………………………………………………………………7</p><p>　　4.3.2裝配模型建立……………………………………………………………………………7</p>&l

7、t;p>　　5 四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真………………………………………………………………19</p><p>　　5.1 Pro/E運(yùn)動(dòng)仿真簡(jiǎn)介……………………………………………………………………19</p><p>　　5.1.1Pro/E運(yùn)動(dòng)仿真的特點(diǎn)…………………………………………………………………7</p><p>　　5.1.2Pro/E運(yùn)動(dòng)仿真的基本術(shù)

8、語(yǔ)………………………………………………………………</p><p>　　5.1.3Pro/E運(yùn)動(dòng)仿真的步驟……………………………………………………………………</p><p>　　5.2 四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真……………………………………………………………………20</p><p>　　5.2.1設(shè)置機(jī)構(gòu)環(huán)境…………………………………………………………………………22&

9、lt;/p><p>　　結(jié)論………………………………………………………………………………………………………31</p><p>　　謝辭…………………………………………………………………………………………32</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………33</p><p><b>　　上

10、玻裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘 要：目前許多生產(chǎn)玻璃及從事玻璃加工的廠(chǎng)家，在搬運(yùn)玻璃時(shí)，大多使用人力。這樣使玻璃生產(chǎn)的產(chǎn)量低、生產(chǎn)成本高，影響了企業(yè)的效益。這就有了設(shè)計(jì)一種能夠自動(dòng)搬運(yùn)玻璃的裝置需要。機(jī)械手能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于

11、機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。 機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒(méi)有獨(dú)立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門(mén)操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱(chēng)為機(jī)械手。應(yīng)用玻璃搬運(yùn)裝置可以代替人從事單調(diào)、重復(fù)或繁重的體力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，代替人在有害環(huán)境下的手工操作，改善勞動(dòng)條件，保證人身安全。</p><p&

12、gt;　　關(guān)鍵詞：電動(dòng)控制;機(jī)械運(yùn)動(dòng)；機(jī)電系統(tǒng)；機(jī)械化；自動(dòng)化</p><p>　　Wave device on the system design</p><p>　　Abstract：At present, many engaged in the production of glass and glass processing factory, in the handling of g

13、lass, the most use of human. This will enable the production of glass production is low, production costs are high, affecting the efficiency of enterprises. This had to design a device that automatically transport needs

14、of the glass .The manipulator can imitate the manpower and the arm certain movement functions, with by presses the fixed routine to capture, the transporting thing 'or' </p><p>　　Key words：electric c

15、ontrol; mechanical movement; electromechanical systems; mechanization; Automation</p><p>　　上玻裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真</p><p><b>　　1 引 言</b></p><p>　　國(guó)內(nèi)90年代初就有如秦皇島躍華玻璃廠(chǎng)、探圳玻璃廠(chǎng)等諸多廠(chǎng)家提出

16、使用玻璃搬運(yùn)機(jī)器人的要求，但限于多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)元件國(guó)產(chǎn)化的困難，使得廠(chǎng)家不得不仍采用人工搬運(yùn)。近年來(lái)科學(xué)技術(shù)獲得了快速發(fā)展，其中利用成本性能比低廉及同時(shí)具有許多優(yōu)點(diǎn)的機(jī)械手設(shè)備來(lái)滿(mǎn)足社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐需要也越來(lái)越多的受到重視，機(jī)械手技術(shù)已經(jīng)成為能夠滿(mǎn)足許多行業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐要求的一種重要實(shí)用技術(shù)。</p><p>　　玻璃搬運(yùn)裝置就是一種模擬人手操作的自動(dòng)機(jī)械，它可按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操持工具完成某些特定操作。應(yīng)用玻璃搬

17、運(yùn)裝置可以代替人從事單調(diào)、重復(fù)或繁重的體力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，代替人在有害環(huán)境下的手工操作，改善勞動(dòng)條件，保證人身安全?，F(xiàn)在我們研究玻璃搬運(yùn)裝置，所有元器件均國(guó)產(chǎn)化，完全滿(mǎn)足玻璃搬運(yùn)，裝箱等多項(xiàng)要求，該裝置經(jīng)濟(jì)可靠，價(jià)格低。不僅提高生產(chǎn)效率，降低廢品率，而且更換抓取裝置亦可滿(mǎn)足廠(chǎng)家各種玻璃產(chǎn)品及其它物料的搬運(yùn)堆垛，因而廣泛應(yīng)用于玻璃搬運(yùn)部門(mén)。</p><p>　　總的來(lái)說(shuō)，工業(yè)機(jī)械手滿(mǎn)足了社會(huì)生產(chǎn)的需

18、要，其主要特點(diǎn)是：</p><p>　　1、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，能代替人從事危險(xiǎn)、有害的操作，在長(zhǎng)時(shí)間工作對(duì)人體有害的場(chǎng)所，機(jī)械手不受影響，只要根據(jù)工作環(huán)境進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾徒Y(jié)構(gòu)，機(jī)械手就可以在異常高溫或低溫、異常壓力和有害氣體、粉塵、放射線(xiàn)作用下，以及沖壓、滅火等環(huán)境中勝任工作。為了謀求操作安全和徹底防止公害，在工傷事故多的工種，如沖壓、壓鑄、熱處理、鍛造、噴漆以及有強(qiáng)烈紫外線(xiàn)照射的電弧焊等作業(yè)中，推廣

19、工業(yè)機(jī)械手或工業(yè)機(jī)械人。</p><p>　　2、機(jī)械手能持久、耐勞，可以把人從繁重的勞動(dòng)中解放出來(lái)，并能擴(kuò)大和延伸人的功能。人在連續(xù)工作幾個(gè)小時(shí)后，總會(huì)感到疲勞或厭倦，而機(jī)械手只要注意維護(hù)、檢修，即能勝任長(zhǎng)時(shí)間的單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)。</p><p>　　3、由于機(jī)械手的動(dòng)作準(zhǔn)確，因此可以穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)又可避免人為的操作錯(cuò)誤。</p><p>　　4、機(jī)械手特別

20、是通用機(jī)械手的通用性、靈活性好，能較好的適應(yīng)產(chǎn)品品種的不斷變化，以滿(mǎn)足柔性生產(chǎn)的需要。這是因?yàn)闄C(jī)械手動(dòng)作程序和運(yùn)動(dòng)位置能夠十分靈活快速的予以改變，而其眾多的自由度，又提供了迅速改變作業(yè)內(nèi)容的可能，在中、小批量的自動(dòng)化生產(chǎn)中，最能發(fā)揮其作用。</p><p>　　5、采用機(jī)械手能明顯地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。</p><p>　　工業(yè)機(jī)械手是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)所組成的。<

21、/p><p>　　1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)：由抓取部分、腕部、臂部和行走機(jī)構(gòu)等運(yùn)動(dòng)部件組成。</p><p>　　2、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：有氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)和機(jī)械四種形式。氣動(dòng)式速度快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。采用點(diǎn)位控制或機(jī)械擋塊定位時(shí)，有較高的重復(fù)定位精度，但臂力一般在300N以下。液動(dòng)式的出力人，臂力可達(dá)1000N以上，且可用電液伺服機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，使工業(yè)機(jī)械手的用途和通用性更廣，定位精度一般在1mm范圍內(nèi)。

22、目前常用的是氣動(dòng)和液動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。電動(dòng)式用于小型，機(jī)械式用于簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。</p><p>　　3、控制系統(tǒng)：有點(diǎn)動(dòng)和連續(xù)控制兩種方式。大多數(shù)用插銷(xiāo)板進(jìn)行點(diǎn)位程序控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，采用凸輪、磁盤(pán)磁帶、穿孔卡等記錄程序。主要控制的是坐標(biāo)位置，并注意其加速度特性。</p><p>　　機(jī)體（機(jī)身）：上玻裝置采用相應(yīng)機(jī)器人技術(shù)，機(jī)電控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。整個(gè)工作過(guò)程

23、有PLC自動(dòng)控制或手動(dòng)控制均可完成，手動(dòng)方式主要在設(shè)備調(diào)整和維修時(shí)使用，每個(gè)動(dòng)作可單獨(dú)完成，也可用來(lái)進(jìn)行正常工作。給出取片信號(hào)（人工、自動(dòng)均可）后，翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)工作，電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使吸盤(pán)臂翻起，并達(dá)到和玻璃一樣的傾斜角度時(shí)翻轉(zhuǎn)停止，前移電機(jī)使吸盤(pán)移動(dòng)，頂部吸盤(pán)旁的檢測(cè)開(kāi)關(guān)接觸到玻璃時(shí)，前移電機(jī)停止。此時(shí)真空系統(tǒng)工作，吸盤(pán)開(kāi)始吸附玻璃，當(dāng)真空壓力開(kāi)關(guān)達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，真空泵停止，吸盤(pán)的伸縮連桿機(jī)構(gòu)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)把玻璃提升起來(lái)，在此工位約停數(shù)

24、秒后，確保單片玻璃吸起，電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使玻璃反轉(zhuǎn)至傳輸臺(tái)面，伸縮連桿機(jī)構(gòu)使吸盤(pán)與玻璃同時(shí)降落，吸盤(pán)吹壓縮空氣快速釋放玻璃，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)將玻璃片送到上片機(jī)前端至信號(hào)點(diǎn)停止。接著整個(gè)機(jī)架移動(dòng)自動(dòng)找到零位后停止，等待切割臺(tái)發(fā)出信號(hào)，便可與切割臺(tái)同速將玻璃片送至切割臺(tái)上，玻璃送出后自動(dòng)循環(huán)上片程序工作，此機(jī)臺(tái)可根據(jù)所需玻璃厚度任意選定工位取片。</p><p>　　2 基本概念與原理</p><

25、;p>　　2.1 真空吸盤(pán)及電氣系統(tǒng)</p><p>　　2.1.1 真空吸盤(pán)</p><p>　　真空吸盤(pán)又稱(chēng)真空吊具，是真空吸附裝置的執(zhí)行元件。真空吸附是一項(xiàng)非常易于掌握的傳送技術(shù)。利用真空技術(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制和監(jiān)控，可以有效地提高工件、零部件在自動(dòng)化、半自動(dòng)化生產(chǎn)中的效率。另外，真空吸附具有清潔，吸附平穩(wěn)，可靠，不損壞所吸附物件表面的優(yōu)點(diǎn)，因此真空吸附技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的

26、應(yīng)用。</p><p>　?、?真空吸盤(pán)吸附原理</p><p>　　真空吸盤(pán)采用了真空原理，即用真空負(fù)壓來(lái)“吸附”工件以達(dá)到夾持工件的目的。如圖1 所示：通氣口與真空發(fā)生裝置相接，當(dāng)真空發(fā)生裝置啟動(dòng)后，通氣口通氣，吸盤(pán)內(nèi)部的空氣被抽走，形成了壓力為P2 的真空狀態(tài)。此時(shí)，吸盤(pán)內(nèi)部的空氣壓力低于吸盤(pán)外部的大氣壓力P1，即P2 < P1,工件在外部壓力的作用下被吸起。吸盤(pán)內(nèi)部的真空度越

27、高，吸盤(pán)與工件之間貼的越緊。</p><p>　　圖2-1 真空吸盤(pán)吸附原理圖</p><p>　?、?真空吸盤(pán)吸附性能的影響因素</p><p>　　真空吸盤(pán)的吸附性能是受多種條件制約的，但主要的制約因素可歸結(jié)為三點(diǎn)：(a)吸盤(pán)的結(jié)構(gòu);(b)吸盤(pán)的材料;(c)吸盤(pán)與被吸附工件表面的貼合程度。</p><p>　?、?真空吸盤(pán)的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)<

28、;/p><p>　　真空吸盤(pán)的結(jié)構(gòu)分為普通型和特殊型，常見(jiàn)的普通型真空吸盤(pán)有以下三種：</p><p>　?、?扁平吸盤(pán)形狀各異，材料品種多，特別適于搬運(yùn)表面光滑的工件；</p><p>　?、?短波紋管型吸盤(pán)吸附剛性好，接觸工件時(shí)緩沖性能好，吸力強(qiáng)，其波紋管可作小行程移動(dòng)，用來(lái)分離細(xì)小工件，但它很少用于垂直舉升；</p><p>　?、?長(zhǎng)波紋

29、管型吸盤(pán)與短波紋管型吸盤(pán)適用場(chǎng)合相同，但它能適用水平方向更大高度差，并可做較長(zhǎng)距離運(yùn)送動(dòng)作。</p><p>　　特殊型真空吸盤(pán)是為了滿(mǎn)足特殊應(yīng)用場(chǎng)合而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，又分為異形吸盤(pán)和專(zhuān)用吸盤(pán)兩種，這些吸盤(pán)的結(jié)構(gòu)形狀因吸附對(duì)象而異，種類(lèi)繁多。</p><p>　　⑷ 真空吸盤(pán)常用的材料</p><p>　　除結(jié)構(gòu)外，吸盤(pán)材料也是決定其密封性能的關(guān)鍵因素。目前市場(chǎng)上的真空

30、吸盤(pán)采用的材料有丁腈橡膠、硅橡膠、聚氨酯、氟橡膠等。由硅橡膠制成的吸盤(pán)適于抓住表面較粗糙的制品；由聚氨酯制成的吸盤(pán)則很耐用。另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，如果要求吸盤(pán)具有耐油性，則可以考慮使用聚氨酯、丁腈橡膠或含乙烯基的聚合物等材料來(lái)制造吸盤(pán)。具體材料的選擇要根據(jù)工作環(huán)境對(duì)吸盤(pán)耐油、耐水、耐磨、耐熱、耐寒等性能要求確定。</p><p>　?、?真空吸盤(pán)與工件表面的貼合程度</p><p>　　吸盤(pán)

31、與被吸附工件表面的貼合程度直接影著吸盤(pán)內(nèi)的真空壓力，若貼合程度過(guò)差，吸盤(pán)的真空度不易保持，就達(dá)不到吸附工件的目的。在使用真空吸盤(pán)的時(shí)候，我們總希望工件與吸盤(pán)接觸的那部分表面是光滑和密封的，這樣有利于真空吸盤(pán)牢牢抓住工件表面。但這只是個(gè)理想狀態(tài)，通常被抓取的工件表面不具備這樣的理想條件，工件的表面不是有氣孔（如紙張）就是粗糙不平，這些因素就直接影響著吸盤(pán)與工件表面的貼合程度。</p><p>　　當(dāng)吸盤(pán)與工件表面貼

32、合狀態(tài)差的情況下就會(huì)發(fā)生我們常說(shuō)的泄漏現(xiàn)象。彌補(bǔ)泄漏系統(tǒng)的措施通常有兩個(gè)：(a)使用高性能的真空發(fā)生裝置，使泄漏的氣體在最短的時(shí)間里補(bǔ)充上來(lái)。這種方法的缺點(diǎn)是系統(tǒng)中仍存在較大的漏氣量，并且能源耗費(fèi)較高；(b)縮小吸盤(pán)的直徑或通徑。這種辦法的缺點(diǎn)是當(dāng)工件質(zhì)量較大時(shí)達(dá)不到所需要的真空水平。因此針對(duì)表面粗糙且質(zhì)量較大的工件設(shè)計(jì)出一種新型結(jié)構(gòu)的高適應(yīng)性吸盤(pán)就是很有必要的了。</p><p><b>　?、?特點(diǎn)

33、</b></p><p>　?、?易損耗。由于它一般用橡膠制造，直接接觸物體，磨損嚴(yán)重，所以損耗很快。它是氣動(dòng)易損件。 正因如此，它才如此顯著地從眾多氣動(dòng)元件中重點(diǎn)突出出來(lái)了?！　?lt;/p><p>　?、?易使用。不管被吸物體是什么材料做的，只要能密封，不漏氣，均能使用。電磁吸盤(pán)就不行，它只能用在鋼材上，其他材料的板材或者物體是不能吸的。　　</p><p

34、>　　③ 無(wú)污染。真空吸盤(pán)特別環(huán)保，不會(huì)污染環(huán)境，沒(méi)有光、熱，電磁等產(chǎn)生。　　</p><p>　?、?不傷工件。真空吸盤(pán)由于是橡膠材料所造，吸取或者放下工件不會(huì)對(duì)工件造成任何損傷。而掛鉤式吊具和鋼纜式吊具就不行。在一些行業(yè)，對(duì)工件表面的要求特別嚴(yán)格，他們只能用真空吸盤(pán)。</p><p><b>　?、?選擇事項(xiàng) </b></p><p>

35、;　　① 被移送物體的質(zhì)量–決定吸盤(pán)的大小和數(shù)量。</p><p>　?、?被移送物體的形狀和表面狀態(tài)–選定吸盤(pán)的種類(lèi)。</p><p>　?、?工作環(huán)境（溫度）–選擇吸盤(pán)的材質(zhì)。</p><p>　　④ 連接方式–吸盤(pán)、接頭、緩沖連接器。</p><p>　?、?被移送物體的高低。</p><p><b>

36、　　⑥ 緩沖距離。</b></p><p>　　2.1.2 電氣控制系統(tǒng)</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)一般稱(chēng)為電氣設(shè)備二次控制回路，不同的設(shè)備有不同的控制回路，而且高壓電器設(shè)備與高壓電器設(shè)備的控制方式也不相同。 </p><p><b>　?、?主要功能</b></p><p>　　為了保證一次設(shè)備運(yùn)行的

37、可靠與安全，需要有許多輔助電氣設(shè)備為之服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)某項(xiàng)控制功能的若干個(gè)電器組件的組合，稱(chēng)為控制回路或二次回路。這些設(shè)備要有以下功能：</p><p>　?、?自動(dòng)控制功能。高壓和大電流開(kāi)關(guān)設(shè)備的體積是很大的，一般都采用操作系統(tǒng)來(lái)控制分、合閘，特別是當(dāng)設(shè)備出了故障時(shí)，需要開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷電路，要有一套自動(dòng)控制的電氣操作設(shè)備，對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制。 </p><p>　　② 保護(hù)功能。電氣設(shè)備

38、與線(xiàn)路在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生故障，電流(或電壓)會(huì)超過(guò)設(shè)備與線(xiàn)路允許工作的范圍與限度，這就需要一套檢測(cè)這些故障信號(hào)并對(duì)設(shè)備和線(xiàn)路進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整(斷開(kāi)、切換等)的保護(hù)設(shè)備。 </p><p>　?、?監(jiān)視功能。電是眼睛看不見(jiàn)的，一臺(tái)設(shè)備是否帶電或斷電，從外表看無(wú)法分辨，這就需要設(shè)置各種視聽(tīng)信號(hào)，如燈光和音響等，對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行電氣監(jiān)視。 </p><p>　?、?測(cè)量功能。燈光和音響信號(hào)只能定性地表

39、明設(shè)備的工作狀態(tài)(有電或斷電)，如果想定量地知道電氣設(shè)備的工作情況，還需要有各種儀表測(cè)量設(shè)備，測(cè)量線(xiàn)路的各種參數(shù)，如電壓、電流、頻率和功率的大小等。 </p><p>　　在設(shè)備操作與監(jiān)視當(dāng)中，傳統(tǒng)的操作組件、控制電器、儀表和信號(hào)等設(shè)備大多可被電腦控制系統(tǒng)及電子組件所取代，但在小型設(shè)備和就地局部控制的電路中仍有一定的應(yīng)用范圍。這也都是電路實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)。 </p><p><

40、;b>　?、?系統(tǒng)組成</b></p><p>　　常用的控制線(xiàn)路的基本回路由以下幾部分組成。</p><p>　?、?電源供電回路。供電回路的供電電源有AC380V和220V等多種。</p><p>　?、?保護(hù)回路。保護(hù)(輔助)回路的工作電源有單相220、36V或直流220、24V等多種，對(duì)電氣設(shè)備和線(xiàn)路進(jìn)行短路、過(guò)載和失壓等各種保護(hù)，由熔斷器

41、、熱繼電器、失壓線(xiàn)圈、整流組件和穩(wěn)壓組件等保護(hù)組件組成。</p><p>　　③ 信號(hào)回路。能及時(shí)反映或顯示設(shè)備和線(xiàn)路正常與非正常工作狀態(tài)信息的回路，如不同顏色的信號(hào)燈，不同聲響的音響設(shè)備等。</p><p>　?、?自動(dòng)與手動(dòng)問(wèn)路。電氣設(shè)備為了提高工作效率，一般都設(shè)有自動(dòng)環(huán)節(jié)，但在安裝、調(diào)試及緊急事故的處理中，控制線(xiàn)路中還需要設(shè)置手動(dòng)環(huán)節(jié)，通過(guò)組合開(kāi)關(guān)或轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)方式的轉(zhuǎn)換

42、。</p><p>　?、?制動(dòng)停車(chē)回路。切斷電路的供電電源，并采取某些制動(dòng)措施，使電動(dòng)機(jī)迅速停車(chē)的控制環(huán)節(jié)，如能耗制動(dòng)、電源反接制動(dòng)，倒拉反接制動(dòng)和再生發(fā)電制動(dòng)等。</p><p>　?、?自鎖及閉鎖同路。啟動(dòng)按鈕松開(kāi)后，線(xiàn)路保持通電，電氣設(shè)備能繼續(xù)工作的電氣環(huán)節(jié)叫自鎖環(huán)節(jié)，如接觸器的動(dòng)合觸點(diǎn)串聯(lián)在線(xiàn)圈電路中。兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的電氣裝置和組件，為了保證設(shè)備運(yùn)行的安全與可靠，只能一臺(tái)通電啟動(dòng)

43、，另一臺(tái)不能通電啟動(dòng)的保護(hù)環(huán)節(jié)，叫閉鎖環(huán)節(jié)。如兩個(gè)接觸器的動(dòng)斷觸點(diǎn)分別串聯(lián)在對(duì)方線(xiàn)圈電路中。</p><p>　　2.2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　全部運(yùn)動(dòng)副都是轉(zhuǎn)動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　兩個(gè)連架桿中，一為曲柄，一為搖桿。通常曲柄主動(dòng)，搖桿從動(dòng)，但也有搖桿主動(dòng)的情況。應(yīng)用例：牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)、雷達(dá)調(diào)整機(jī)構(gòu)、縫紉機(jī)腳踏機(jī)構(gòu)、復(fù)

44、擺式腭式破碎機(jī)、鋼材輸送機(jī)等。</p><p><b>　　⑴ 急回特性</b></p><p>　　在某些機(jī)械中，為了縮短生產(chǎn)中的輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，要求機(jī)械具有快速的空回行程。平面四桿機(jī)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)這種要求。</p><p>　　如圖2-2所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，曲柄AB在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，有兩次與連桿BC共線(xiàn)，即在A(yíng)B1和AB2位置時(shí)，鉸鏈

45、中心A與C之間的距離AC1和AC2分別為最短和最長(zhǎng)，因而搖桿CD的位置C1D和C2D分別為其左右極限位置。搖桿在兩極限位置間的夾角ψ稱(chēng)為搖桿的擺角。當(dāng)曲柄由AB1按順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)角度φ1（φ1＝180°＋θ）到AB2時(shí)，搖桿由C1D擺到C2D，搖桿擺角為ψ，對(duì)應(yīng)的時(shí)間為ｔ1；當(dāng)曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)角度φ2（φ1＝180°－θ）時(shí)，搖桿又由C2D擺回到C1D，擺角仍為ψ，對(duì)應(yīng)的時(shí)間ｔ2。顯然φ1＞φ2，ｔ1＞ｔ2， 速度Ｖ1＜Ｖ2

46、。如果搖桿由C1D擺到C2D為工作行程，由C2D擺回到C1D為空回行程，則表明Ｃ點(diǎn)在空回行程的速度大于工作行程的速度，即搖桿有急回運(yùn)動(dòng)的特性。</p><p>　　圖2-2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性</p><p>　　所謂急回特性，即當(dāng)主動(dòng)件等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)件在空回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度的特性。</p><p>　　急回運(yùn)動(dòng)特性可用行程

47、速度變化系數(shù)Ｋ來(lái)表示，即：</p><p>　　式中，θ—極位夾角，是搖桿處于兩極限位置時(shí)曲柄所夾的銳角。</p><p>　　上式表明，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)有無(wú)急回特性，取決于有無(wú)極位夾角。當(dāng)θ＝0時(shí)，Ｋ＝1，這時(shí)機(jī)構(gòu)沒(méi)有急回特性；當(dāng)θ≠０時(shí)，Ｋ＞１，則機(jī)構(gòu)有急回特性。Ｋ越大，急回特性越顯著。</p><p><b>　　將上式改寫(xiě)成：</b><

48、;/p><p>　　即可得極位夾角的計(jì)算公式。</p><p>　　當(dāng)設(shè)計(jì)新機(jī)械時(shí)，總是根據(jù)該機(jī)械的急回要求先給出Ｋ值，然后由上式計(jì)算出極位夾角，再確定各構(gòu)件的尺寸。曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)等都具有急回特性。</p><p><b>　　⑵ 死點(diǎn)位置</b></p><p>　　如取圖2-2中的搖桿為主

49、動(dòng)件，則當(dāng)搖桿擺到極限位置C1D和C2D時(shí)，連桿BC和曲柄AB共線(xiàn)。若不計(jì)各桿質(zhì)量，則搖桿通過(guò)連桿施加給曲柄的力將通過(guò)鉸鏈中心。因此，該力對(duì)Ａ點(diǎn)不會(huì)產(chǎn)生使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩。機(jī)構(gòu)的這種位置稱(chēng)為死點(diǎn)位置。為了消除死點(diǎn)位置的不良影響，可對(duì)曲柄施加額外的力，或利用飛輪及構(gòu)件自身的慣性作用，或采用幾個(gè)四桿機(jī)構(gòu)組合的方式，來(lái)保證機(jī)構(gòu)順利通過(guò)死點(diǎn)位置。</p><p>　　縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)（圖2-3），有時(shí)就會(huì)出現(xiàn)踏不動(dòng)或帶輪反

50、轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，這是因?yàn)闄C(jī)構(gòu)正處于死點(diǎn)位置引起的。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可借助帶輪的慣性作用，使機(jī)構(gòu)順利通過(guò)死點(diǎn)位置。 蒸汽機(jī)車(chē)車(chē)輪聯(lián)運(yùn)機(jī)構(gòu)（圖2-4）利用機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列使機(jī)構(gòu)順利通過(guò)死點(diǎn)位置。 </p><p>　　死點(diǎn)位置對(duì)傳動(dòng)雖然不利，但對(duì)某些夾緊裝置卻可用于防松。如圖2-5所示的鉆床夾具，當(dāng)工件被夾緊后，鉸鏈中心B、C、D共線(xiàn)，此時(shí)無(wú)論工件加在桿1上的反作用力有多大，也不能使桿3轉(zhuǎn)動(dòng)。因此保證了夾具在去除外力之后，仍能可

51、靠地夾緊工作。當(dāng)需要取出工件時(shí)，必須向上扳動(dòng)手柄2，才能松開(kāi)夾具。</p><p>　　圖2-5 鉆床夾具</p><p><b>　　⑶ 壓力角和傳動(dòng)角</b></p><p>　　在生產(chǎn)中，不僅要求連桿機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還應(yīng)具有良好的傳力性能，以提高機(jī)械的效率。</p><p>　　在圖2-6所示的曲柄搖桿

52、機(jī)構(gòu)中，若不計(jì)各桿的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)副中的摩擦影響，則連桿BC是二力桿，它作用于從動(dòng)搖桿CD上的力Ｆ沿著B(niǎo)C方向。力F與C點(diǎn)的絕對(duì)速度Vc之間所夾的銳角α就稱(chēng)為壓力角。 力Ｆ沿Vc方向的分力Ft＝Fcosα，它能作功，是推動(dòng)從動(dòng)件的有效分力；力Ｆ沿從動(dòng)件方向的分力Fn=Fsinα，它不能作功，而且增大摩擦阻力，是無(wú)效分力?？梢?jiàn)α直接影響機(jī)構(gòu)的傳力性能，α越小，傳力越好，它是判別機(jī)構(gòu)傳力性能的主要參數(shù)。由于連桿的位置及C點(diǎn)的線(xiàn)速度方向在傳動(dòng)過(guò)程

53、中不斷改變，因此α的大小也在不斷改變。</p><p>　　圖2-6 壓力角和傳動(dòng)角</p><p>　　在連桿設(shè)計(jì)中，為度量方便，習(xí)慣用壓力角α的余角γ（連桿與從動(dòng)搖桿之間所夾的銳角）來(lái)判斷連桿機(jī)構(gòu)的傳力性能。γ就稱(chēng)為傳動(dòng)角。因γ＝90°－α，故α越小，γ越大，機(jī)構(gòu)的傳力性能越好；反之，α越大，γ越小，機(jī)構(gòu)傳力越費(fèi)勁，傳動(dòng)效率越低。</p><p>　

54、　機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)角是變化的。為了保證機(jī)構(gòu)具有較好的傳力性能，必須規(guī)定傳動(dòng)角的下限。對(duì)于一般機(jī)械，通?？扇∽钚鲃?dòng)角γmin≥40°，具體數(shù)值可根據(jù)傳動(dòng)功率的大小而定。對(duì)于鄂式破碎機(jī)、沖床等大功率機(jī)械，最小傳動(dòng)角可取大些，可取γmin≥50°；對(duì)于小功率的控制機(jī)構(gòu)和儀表，γmin可略小于40°。一般最小傳動(dòng)角γmin一定出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線(xiàn)的兩個(gè)位置中的任一位置上。</p><p>

55、　　3 上玻裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　3.1 吸盤(pán)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　翻轉(zhuǎn)物品:玻璃</b></p><p>　　玻璃規(guī)格尺寸:長(zhǎng)3000㎜;寬2000㎜;厚度≤10㎜</p><p>　　玻璃密度:2700 kg/m</p><p&g

56、t;　　玻璃重量m≤165千克</p><p>　　翻轉(zhuǎn)架重量m≤150千克</p><p>　　翻轉(zhuǎn)重量包括翻轉(zhuǎn)架和翻轉(zhuǎn)玻璃重量之和m≤315千克</p><p>　　從豎直位置翻轉(zhuǎn)至水平位置的時(shí)間控制在40秒以?xún)?nèi)，返回時(shí)間控制在20 秒以?xún)?nèi)</p><p><b>　　翻轉(zhuǎn)角度95°</b></p&g

57、t;<p>　　真空吸盤(pán)摩擦系數(shù)為=2.5</p><p>　　大氣壓強(qiáng)P=1.013×Pa/m </p><p><b>　　吸盤(pán)面積S=r</b></p><p><b>　　吸盤(pán)數(shù)量N=9</b></p><p><b>　　玻璃重量G=mg</b>

58、;</p><p>　　則得吸盤(pán)半徑r15.03mm，取r=16mm。選取相應(yīng)吸盤(pán)。</p><p>　　為了確保粘合的緊密性和不至于壓碎玻璃，在吸盤(pán)機(jī)構(gòu)上安裝一個(gè)傳感電路。當(dāng)吸盤(pán)端面接觸并壓緊玻璃時(shí)，傳感器感應(yīng)端就向控制端反饋信號(hào)，控制端則發(fā)出信號(hào)，由電機(jī)帶動(dòng)真空泵抽出吸盤(pán)中空氣，使得吸盤(pán)吸住玻璃，完成后續(xù)動(dòng)作。當(dāng)玻璃與軌道接觸后，再次反饋信號(hào)回控制端，控制端則發(fā)出信號(hào)，使得真空泵停止工

59、作，則吸盤(pán)松開(kāi)，玻璃隨軌道運(yùn)走。</p><p><b>　　3.2 機(jī)架的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　A由于隨著玻片的逐漸減少，上片臺(tái)與玻片間的距離則在增大，那么要使吸盤(pán)能夠接觸到玻片，則需上片臺(tái)能夠在軌道上運(yùn)動(dòng)。于是就在上玻臺(tái)上配有輪子，就能在電機(jī)帶動(dòng)下沿Y軸運(yùn)動(dòng)。由于運(yùn)輸玻璃的軌道高度為860mm，所以翻轉(zhuǎn)臺(tái)翻轉(zhuǎn)成水平后高度應(yīng)為860mm。初步得圖3-1。

60、</p><p><b>　　圖3-1 機(jī)架</b></p><p>　　3.2 翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 CPG齒輪減速器電機(jī)</p><p>　　圖3-2 CPG齒輪減速器電機(jī)</p><p>　　曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的角度為θ=180°-22°+19°

61、;=177°</p><p><b>　　取小鏈輪齒數(shù)</b></p><p><b>　　大鏈輪齒數(shù)</b></p><p><b>　　則傳動(dòng)比</b></p><p>　　CPG齒輪減速器電機(jī)選擇：轉(zhuǎn)速n=750r/min</p><p>

62、;<b>　　電機(jī)額定輸出轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　電機(jī)輸出角速度</b></p><p><b>　　經(jīng)減速后角速度</b></p><p><b>　　小鏈輪角速度</b></p><p><b>　　大鏈輪角速度</b

63、></p><p>　　得回轉(zhuǎn)時(shí)間，滿(mǎn)足要求。</p><p>　　大鏈輪分度圓直徑d2=364.12mm，小鏈輪分度圓直徑d1=122.17mm，而總體高度為860mm，則取安置高度為小鏈輪h1=454.5mm，大鏈輪h2=476.5mm。則得圖3-3。</p><p>　　圖3-3 電機(jī)和鏈輪</p><p>　　3.2.2 確定

64、各桿尺寸</p><p>　　翻轉(zhuǎn)曲柄機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為。連接在大鏈輪上的鉸鏈板初始位置AB與水平方向的夾角為22，終止位置AB與水平方向的夾角為19。由于大鏈輪和關(guān)節(jié)軸承套中心是固定不動(dòng)的，則取為機(jī)架AD，其長(zhǎng)度為648.2mm。而從動(dòng)搖桿初始位置與水平方向的夾角為57，終止位置與水平方向的夾角為28。取AB=460mm，CD=700mm。于是得從動(dòng)搖桿的兩位置為CD,CD。利用反轉(zhuǎn)機(jī)架法，取CD為機(jī)架，將AB、

65、CD整體翻轉(zhuǎn)，使得CD轉(zhuǎn)到CD處，CB轉(zhuǎn)到CB位置。連接BB，做其中垂線(xiàn)交CD于C點(diǎn)。則得鉸鏈C的位置，也就得CD=635.3mm,BC=601.5mm。作圖過(guò)程見(jiàn)下圖3-4。</p><p>　　圖3-4 作圖過(guò)程</p><p>　　3.2.3 用復(fù)數(shù)矢量法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　初始位置矢量圖如圖3-5所示：</p><p>

66、;<b>　　圖3-5 矢量圖</b></p><p><b>　　位置分析</b></p><p>　　將各桿件用桿矢量表示，則有：</p><p>　　大?。骸?√ √ √</p><p><b>　　方向：√ ？？√</b></p><p>

67、;　　將矢量式改寫(xiě)為復(fù)數(shù)矢量式，</p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　(1-1)</b></p><p>　　由歐拉公式將上式的實(shí)部和虛部分離，得：</p><p><b>　　(1-2)</b></p><p>　　

68、將方程組平方后相加得：</p><p>　　整理后得 (1-3)</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　解三角方程得： (1-4)</p><p>　　得到，再代到式（1-2）得。</p

69、><p><b>　　速度分析</b></p><p>　　將式（1-1）對(duì)時(shí)間求導(dǎo)得：</p><p>　　即： (1-5)</p><p><b>　　(1-6)</b></p><p><b>

70、　　(1-7)</b></p><p><b>　　加速度分析</b></p><p>　　將式(1-4)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，得到兩加速度</p><p><b>　　(1-8)</b></p><p><b>　　(1-9)</b></p><p>

71、;　　取點(diǎn)驗(yàn)算得表3-1。</p><p><b>　　表3-1 取點(diǎn)</b></p><p>　　經(jīng)取點(diǎn)驗(yàn)算得上述計(jì)算過(guò)程正確可靠。以θ1為X軸，a2為Y軸，提取信息于圖3-6和圖3-7。</p><p>　　圖3-6 θ1-a2圖</p><p>　　圖3-7 θ1-a3圖</p><p&g

72、t;　　由上圖可得在，即182°時(shí)有最大加速度，則對(duì)應(yīng)有最大的慣性力。由得，。而重力，則知重力遠(yuǎn)大于慣性力，那么可不考慮慣性力。由受力分析，外力轉(zhuǎn)化到桿三上得一力F和力矩。，。選機(jī)構(gòu)初始位置做受力分析圖如圖3-8所示。</p><p><b>　　由圖3-8有</b></p><p>　　圖3-8 初始位置做受力分析圖</p><p&g

73、t;　?、?求（即） 取構(gòu)件3為分離體，并將該構(gòu)件上的諸力對(duì)D點(diǎn)取矩（規(guī)定逆時(shí)針者為正，順時(shí)針者為負(fù)），則根據(jù),并應(yīng)用歐拉公式，可得</p><p>　　由上式的實(shí)部等于零可得</p><p><b>　　（a）</b></p><p>　　同理，取構(gòu)件2為分離體，并將諸力對(duì)B點(diǎn)取矩，則根據(jù),可得</p><p>　　由

74、上式的實(shí)部等于零，可得</p><p><b>　?。╞）</b></p><p>　　可知2桿是一二力桿，桿上力的方向沿桿的方向。</p><p>　　由式（a）、（b）聯(lián)解可得</p><p>　?、?求（即） 根據(jù)構(gòu)件3上的諸力平衡條件，,得</p><p><b>　　得,。&l

75、t;/b></p><p>　?、?求（即） 由于2桿為二力桿，則有力平衡條件,得</p><p>　　，據(jù)構(gòu)件1的平衡條件，得，而</p><p>　　由上式的等式兩端的實(shí)部相等可得</p><p><b>　　則知,設(shè)計(jì)合理。</b></p><p><b>　?、?校核構(gòu)件2

76、</b></p><p><b>　　,則滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。</b></p><p>　?、?校核翻轉(zhuǎn)座鉸鏈板</p><p><b>　　，則滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。</b></p><p>　　由于CD所代表的桿應(yīng)該能夠繞D轉(zhuǎn)動(dòng)，則構(gòu)成CD的機(jī)構(gòu)與機(jī)架間應(yīng)是轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，所以在機(jī)架上裝配上帶有轉(zhuǎn)動(dòng)副

77、的側(cè)板。見(jiàn)圖3-9。再在側(cè)板上安裝上帶有轉(zhuǎn)動(dòng)副的翻轉(zhuǎn)坐鉸鏈板，見(jiàn)圖3-10。</p><p><b>　　圖3-9 側(cè)板</b></p><p>　　圖3-10 翻轉(zhuǎn)座鉸鏈板</p><p>　　而桿CD則由翻轉(zhuǎn)坐鉸鏈板和翻轉(zhuǎn)支撐板通過(guò)框架連接板連接在一起構(gòu)成，見(jiàn)圖5。而桿BC則由連桿，桿端機(jī)構(gòu)，軸承，軸承套，聯(lián)軸器組成，并與翻轉(zhuǎn)支撐板及翻

78、轉(zhuǎn)鉸鏈板連接，最終構(gòu)成翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。所得結(jié)果于圖3-11。</p><p>　　圖3-11 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</p><p>　　運(yùn)動(dòng)過(guò)程為，AB鉸鏈板在電機(jī)的帶動(dòng)下順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而拉動(dòng)BC鉸鏈板，BC板再帶動(dòng)CD組合板運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)玻璃的翻轉(zhuǎn)。最終使得AB板運(yùn)動(dòng)到AB位置，BC板運(yùn)動(dòng)到BC位置，CD板運(yùn)動(dòng)到CD位置。</p><p>　　3.4 臺(tái)升架的設(shè)計(jì)</p&g

79、t;<p>　　隨著吸盤(pán)緊貼玻璃，傳感器則向控制端反饋回信號(hào)，控制端就向臺(tái)升電機(jī)發(fā)出指令，電機(jī)啟動(dòng)，玻璃則被提升。電動(dòng)機(jī)取用普通電機(jī)Y112M-4,功率4KW,滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1440r/min，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩2.2N·m，最大轉(zhuǎn)矩2.2 N·m，重43千克。電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，在通過(guò)四桿機(jī)構(gòu)，驅(qū)使吸盤(pán)架運(yùn)動(dòng)，而提升玻璃。下面對(duì)四桿機(jī)構(gòu)做出設(shè)計(jì)。設(shè)兩相對(duì)位置不變的構(gòu)件中心為A,D,連接AD為機(jī)架，長(zhǎng)為150mm，用AB

80、桿代表驅(qū)動(dòng)曲柄，AB桿長(zhǎng)取為100mm，初始位置為AB,終止位置為AB。從動(dòng)搖桿為CD,任取長(zhǎng)200mm，初始位置為CD,終止位置為CD。連桿為BC。此時(shí)，以CD為機(jī)架，采用反轉(zhuǎn)機(jī)架法，將終止位置的機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)到初始位置，即反轉(zhuǎn)使得CD與CD重合，這樣得到新的B點(diǎn)為B。連接BB，再做其中垂線(xiàn)，交CD于C點(diǎn)。則可得CD長(zhǎng)為150mm，BC長(zhǎng)為150。作圖過(guò)程見(jiàn)圖3-12。</p><p>　　圖3-12 臺(tái)升架作圖過(guò)

81、程</p><p>　　根據(jù)工作，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖3-13。</p><p>　　臺(tái)升焊接鉸鏈設(shè)計(jì)如圖3-14。</p><p>　　臺(tái)升電機(jī)底座板設(shè)計(jì)如要就圖3-15。</p><p>　　由上得臺(tái)升機(jī)構(gòu)于圖3-16。</p><p>　　圖3-13 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖3

82、-14 臺(tái)升焊接鉸鏈</p><p>　　圖3-15 臺(tái)升電機(jī)底座板</p><p><b>　　（a）</b></p><p><b>　　(b)</b></p><p>　　圖3-16 臺(tái)升機(jī)構(gòu)</p><p>　　開(kāi)始鉸鏈板分別處于A(yíng)B,BC,CD位置，隨著電機(jī)帶

83、動(dòng)鉸鏈板AB順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，AB再帶動(dòng)其他鉸鏈板運(yùn)動(dòng)，以及隨翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，最終總體運(yùn)動(dòng)到位置ABCD。</p><p>　　翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與臺(tái)升機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)于圖3-17。</p><p>　　圖3-17 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與臺(tái)升機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)</p><p>　　安裝吸盤(pán)的平行四邊形機(jī)構(gòu)，當(dāng)兩桿間距離減小時(shí)，玻璃被提升。機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖3-18。</p><p>　

84、　圖3-18 平行四邊形機(jī)構(gòu)</p><p>　　最終整體為圖3-19。</p><p>　　圖3-19 整體圖</p><p>　　4 四桿機(jī)構(gòu)的實(shí)體建模與裝配</p><p>　　4.1 pro/e軟件介紹</p><p>　　Pro/E（Pro/Engineer操作軟件）是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（Parametr

85、ic Technology Corporation，簡(jiǎn)稱(chēng)PTC）的重要產(chǎn)品。在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。</p><p>　　Pro/E第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決特征的相關(guān)性問(wèn)題。另外，它采用模塊化方式，用戶(hù)可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。P

86、ro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過(guò)程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。</p><p>　　Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶(hù)可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。</p><p>　　Pro/Engineer是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、

87、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色實(shí)體或線(xiàn)框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖（三維造型還可移動(dòng)，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)）。Pro/Engineer是一個(gè)功能定義系統(tǒng)，即造型是通過(guò)各種不同的設(shè)計(jì)專(zhuān)用功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用這種手段來(lái)建立形體，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)是更自然，更直觀(guān)，無(wú)需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。</p><p>　　4.2 零部件的實(shí)體建

88、模</p><p><b>　?、?底座的建模</b></p><p>　　底座零件的三維實(shí)體模型如圖4-1所示：</p><p><b>　　圖4-1 底座</b></p><p>　?、?翻轉(zhuǎn)鉸鏈板的建模</p><p>　　翻轉(zhuǎn)鉸鏈板的三維實(shí)體模型如圖4-2所示：&l

89、t;/p><p>　　圖4-2 翻轉(zhuǎn)鉸鏈板</p><p><b>　?、?連桿的建模</b></p><p>　　連桿零件的三維實(shí)體模型如圖4-3所示：</p><p><b>　　圖4-3 連桿</b></p><p>　?、?翻轉(zhuǎn)支撐板的建模</p>&l

90、t;p>　　翻轉(zhuǎn)支撐板的三維實(shí)體模型如圖4-4所示：</p><p>　　圖4-4 翻轉(zhuǎn)支撐板</p><p>　　4.3 裝配原理簡(jiǎn)介與裝配模型的建立</p><p>　　4.3.1 Pro/E仿真裝配原理介紹</p><p>　　⑴ 裝配模型的配合聯(lián)接信息</p><p>　　裝配體的配合聯(lián)接信息即為構(gòu)成裝

91、配體的所有零部件間的互相關(guān)聯(lián)的信息，它包括三維幾何約束和拓?fù)渎?lián)接關(guān)系。</p><p>　　三維幾何約束就是裝配體內(nèi)各零部件的幾何配合關(guān)系，它把零部件約束在某個(gè)三維幾何空間中，使這些零部件只能在此特定的三維空間中或固定或運(yùn)動(dòng)。裝配體中的各個(gè)零件是不可能孤立存在的，它總是和周?chē)牧慵新?lián)系，各個(gè)零部件是有機(jī)的統(tǒng)一在一起的。只有這樣，裝配體才能完成人們賦予它的預(yù)期功能。零部件間的這種關(guān)聯(lián)性和有機(jī)統(tǒng)一性體現(xiàn)于各個(gè)零部件

92、間的約束之中。這些約束包括設(shè)計(jì)變量約束和三維幾何約束，設(shè)計(jì)變量約束控制裝配體中零件的實(shí)體，三維幾何約束確定零件的位置。</p><p>　　部件和部件之間的幾何空間關(guān)系籠統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一種拓?fù)渎?lián)接關(guān)系，它描述的是一個(gè)零件在另一個(gè)零件的內(nèi)部、外部、上面、下面等的定性關(guān)系和它們相互之間的距離、角度等定量關(guān)系。這種關(guān)系可以通過(guò)約束關(guān)系來(lái)描述，這種約束關(guān)系最終反映到零件的最基本的元素上：一個(gè)裝配約束作用于兩個(gè)零件，實(shí)質(zhì)上就是約

93、束分屬于兩個(gè)零件上的兩個(gè)幾何元素，這些幾何元素主要有點(diǎn)、直線(xiàn)、二次曲線(xiàn)、平面、二次曲面等，它可以是零件上實(shí)際存在的元素，也可以是零件的延伸或擴(kuò)展，或者說(shuō)是零件的虛擬部分，如基準(zhǔn)和參考元素等。對(duì)這些虛擬元素的約束其實(shí)也就是對(duì)實(shí)體零件的約束。</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)部件的定位必須由兩個(gè)或兩個(gè)以上的三維約束完成。這些約束在建立裝配模型，確定零部件在裝配體中的相對(duì)空間位置時(shí)就建立起來(lái)了。它們是裝配模型的重要組

94、成信息之一。</p><p>　?、?裝配模型中的語(yǔ)義信息</p><p>　　裝配模型中的語(yǔ)義信息即附加于裝配模型的一些輔助語(yǔ)義信息，它在裝配模型中也同樣具有比較重要的作用。如：把每個(gè)零部件分類(lèi)，并冠以不同的類(lèi)別名稱(chēng)，這樣便于對(duì)不同類(lèi)別零部件采取不同的處理方法。裝配工藝路徑規(guī)劃模塊可依據(jù)該語(yǔ)義信息按照一定的判別使序列規(guī)劃更合理更具智能型，如遇到的子裝配體是標(biāo)準(zhǔn)件(如軸承)或作為整體的外購(gòu)

95、裝配體，則當(dāng)作不可拆分的零件處理直接拆卸；如遇到聯(lián)接件、緊固件則應(yīng)當(dāng)首先拆卸。這些分類(lèi)在實(shí)現(xiàn)裝配規(guī)劃時(shí)有利于提高各個(gè)模塊的運(yùn)算效率。還有零件的材料、重量、體積、重心與熱處理方法等，也是屬于裝配模型中的語(yǔ)義信息。這些信息對(duì)零件的裝配特性有一定的影響，如體積或重量很大的零件其裝配性能差；同樣，體積很小的零件裝配性能也差。</p><p><b>　?、茄b配規(guī)則</b></p>&l

96、t;p>　　裝配規(guī)劃即裝配工藝規(guī)劃形象的描述，就是指裝配過(guò)程中按要求制定的裝配計(jì)劃，它研究產(chǎn)品裝配體是用什么工具、沿怎樣的路徑、按照怎樣的次序裝配起來(lái)的。</p><p>　　裝配規(guī)劃研究的重點(diǎn)是裝配過(guò)程設(shè)計(jì)。裝配過(guò)程設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜，它不但要受零部件設(shè)計(jì)的幾何和功能的影響，而且受制造、裝配過(guò)程以及經(jīng)濟(jì)性的影響。由于裝配設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性相當(dāng)強(qiáng)的過(guò)程，而目前計(jì)算機(jī)的創(chuàng)造能力仍無(wú)法與人的創(chuàng)造能力相比擬，所以，目前的

97、裝配規(guī)劃基本上都是以自動(dòng)裝配規(guī)劃為輔、以計(jì)算機(jī)輔助裝配規(guī)劃為主。用戶(hù)在進(jìn)行裝配規(guī)劃時(shí)，可以隨意的調(diào)入任意裝配模型進(jìn)行零部件的拆卸與路徑的調(diào)整，并可以根據(jù)個(gè)人的意愿任意的選擇所要拆卸的零部件數(shù)目，如果用戶(hù)不想繼承建模者所建立的裝配模型，也可以很方便的打破原有模型的子裝配體等框架進(jìn)行裝配。同時(shí)也可以通過(guò)實(shí)時(shí)仿真功能可視化的驗(yàn)證規(guī)劃的合理性與可行性，由于在這個(gè)模塊中采用了一種特殊的動(dòng)畫(huà)生成模式，所以在整個(gè)仿真過(guò)程中，整個(gè)界面保持了激活狀態(tài)，便

98、于用戶(hù)隨時(shí)調(diào)整視角進(jìn)行觀(guān)察。</p><p>　　4.3.2裝配模型建立</p><p><b>　?、?設(shè)置工作目錄</b></p><p>　　依次單擊主菜單中的“文件（File）”→“設(shè)置工作目錄（Set Working Directory...）”命令,在彈出“選取工作目錄（Select Working Directory）”對(duì)話(huà)框中選

99、擇*：\…\結(jié)果，單擊按鈕。</p><p>　?、?建立新的裝配文件</p><p>　　單擊工具欄中的（新建）工具，彈出“新建（New）”對(duì)話(huà)框，在“類(lèi)型（Type）”欄選擇“組件（Assembly）”，在“子類(lèi)型（Sub-type）”欄選擇 “設(shè)計(jì)（Design）”，在“名稱(chēng)（Name）”處接受默認(rèn)名稱(chēng)“asm0001”，取消對(duì)“使用缺省模板（Use default template

100、）”復(fù)選框的勾選，單擊按鈕。在出現(xiàn)“新文件選項(xiàng)（New File Options）”對(duì)話(huà)框中選擇“mmns_asm_design”作為模板，單擊按鈕，即進(jìn)入裝配環(huán)境，此時(shí)工作區(qū)顯示坐標(biāo)系A(chǔ)SM_DEF_CSYS及基準(zhǔn)平面ASM_FRONT、ASM_RIGHT、ASM_TOP。</p><p><b>　?、?裝配零件</b></p><p>　　單擊工具欄中的（裝配）

101、工具，在彈出的“打開(kāi)（Open）”對(duì)話(huà)框中選擇*：\…\結(jié)果→dizuo.prt，單擊按鈕。在“元件放置（Component Placement）”操控板的對(duì)話(huà)欄中單擊“約束（Constraint）”列表，在列表中選擇“缺?。―efault）”項(xiàng)，單擊（確認(rèn)）按鈕，完成主體零件的放置，如圖4-5所示。</p><p>　　單擊工具欄中的（裝配）工具，在彈出的“打開(kāi)（Open）”對(duì)話(huà)框中選擇*：\…\結(jié)果→fanz

102、huanzhichengban.prt，單擊按鈕。在“元件放置（Component Placement）”操控板的對(duì)話(huà)欄中單擊“預(yù)定義集（Predefine Set）” 列表，在列表中選擇“銷(xiāo)釘（Pin）”選項(xiàng)，設(shè)置如圖4-6所示的約束。</p><p>　　圖4-5 底座的放置</p><p>　　圖4-6 銷(xiāo)釘約束</p><p>　　單擊（確認(rèn)）按鈕，完成

103、翻轉(zhuǎn)鉸鏈板的放置，如圖4-7所示。</p><p>　　圖4-7 凸輪的放置</p><p>　　單擊工具欄中的（裝配）工具，在彈出的“打開(kāi)（Open）”對(duì)話(huà)框中選擇*：\…\結(jié)果→liangan.prt，單擊按鈕。在“元件放置（Component Placement）”操控板的對(duì)話(huà)欄中單擊“預(yù)定義集（Predefine Set）”列表，在列表中選擇“銷(xiāo)釘（Pin）”選項(xiàng)，設(shè)置如圖4-8

104、所示的約束。</p><p>　　圖4-8 銷(xiāo)釘約束</p><p>　　單擊（確認(rèn)）按鈕，完成連桿的放置，如圖4-9所示。</p><p>　　圖4-9 連桿的放置</p><p>　　單擊工具欄中的（裝配）工具，在彈出的“打開(kāi)（Open）”對(duì)話(huà)框中選擇*：\…\結(jié)果→fanzhuanzhichengban.prt，單擊按鈕。在“元件放

105、置（Component Placement）”操控板的對(duì)話(huà)欄中單擊“預(yù)定義集（Predefine Set）”列表，在列表中選擇“銷(xiāo)釘（Pin）”選項(xiàng)，設(shè)置如圖4-10所示的約束1。</p><p>　　在“元件放置（Component Placement）”操控板中單擊“放置（Placement）”上滑面板，單擊該上滑面板中的“新設(shè)置（New Set）”，然后在對(duì)話(huà)欄中單擊“預(yù)定義集（Predefine Set）

106、”列表，在列表中選擇“銷(xiāo)釘（Pin）”選項(xiàng)，設(shè)置如圖4-10所示的約束2。</p><p>　　圖4-10 銷(xiāo)釘約束</p><p>　　單擊（確認(rèn)）按鈕，完成翻轉(zhuǎn)支撐板的放置，如圖4-11所示。</p><p>　　4-11 翻轉(zhuǎn)支撐板的放置</p><p>　　5 四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真</p><p>　　5.

107、1 Pro/E運(yùn)動(dòng)仿真簡(jiǎn)介</p><p>　　5.1.1 Pro/E運(yùn)動(dòng)仿真的特點(diǎn)</p><p>　　在Pro/E中，我們可以通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)添加運(yùn)動(dòng)副、驅(qū)動(dòng)器使其運(yùn)動(dòng)起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真。而機(jī)構(gòu)又是由構(gòu)件組合而成的，其中每個(gè)構(gòu)件都是以一定的方式至少與另一個(gè)構(gòu)件相連接，這種連接既使兩個(gè)構(gòu)件直接接觸，又使兩個(gè)構(gòu)件產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。創(chuàng)建機(jī)構(gòu)的過(guò)程與零件裝配的過(guò)程極為相似。與其他的軟件相比

108、較，用Pro/E做運(yùn)動(dòng)仿真的主要特點(diǎn)如下：</p><p><b>　　⑴ 運(yùn)動(dòng)輸入</b></p><p>　　運(yùn)動(dòng)輸入(Motion Input)是賦給運(yùn)動(dòng)副控制運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副參數(shù)。當(dāng)創(chuàng)建或編輯調(diào)用一個(gè)運(yùn)動(dòng)副時(shí)，就會(huì)彈出運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)對(duì)話(huà)框。使用者可以根據(jù)需要選擇無(wú)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)函數(shù)、恒定運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)以及關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)等5種可能的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)中的一種。</p>

109、<p><b>　?、?關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析</b></p><p>　　當(dāng)使用者只需要了解某一關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，可以選擇分析工具條中的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析圖標(biāo)，并輸入步長(zhǎng)和步數(shù)進(jìn)行分析。</p><p><b>　　⑶ 靜力學(xué)分析</b></p><p>　　靜力學(xué)分析(Static Analysis)將模型移動(dòng)到平衡位置

110、，并輸入運(yùn)動(dòng)副上的反作用力。當(dāng)選擇靜力學(xué)分析后，時(shí)間和步數(shù)的輸入項(xiàng)將不可選。</p><p>　?、?機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)/機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析</p><p>　　機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)/機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析(Kinematic/Dynamci Analysis)按輸入的時(shí)間和步數(shù)進(jìn)行仿真分析。時(shí)間值代表運(yùn)動(dòng)分析模型所分析的時(shí)間段內(nèi)的時(shí)間，步數(shù)值代表在此時(shí)間段內(nèi)分幾個(gè)瞬態(tài)位置進(jìn)行分析或顯示。</p><

111、;p>　?、?設(shè)計(jì)位置和裝配位置</p><p>　　模型的裝配位置可能不同于模型的設(shè)計(jì)位置。裝配位置與設(shè)計(jì)位置的區(qū)別是:裝配位置是在裝配機(jī)構(gòu)時(shí)產(chǎn)生的，與使用者裝配時(shí)所選取的配合面有關(guān)；而設(shè)計(jì)位置是使用者在運(yùn)動(dòng)仿真前人為設(shè)置的，使用者可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定或者調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)位置。</p><p><b>　?、?多種形式輸出</b></p><p&g

112、t;　　Pro/E運(yùn)動(dòng)仿真的結(jié)果可以以多種格式進(jìn)行輸出，這些形式主要有MPEG、AnimatedGFI以及VRML等。</p><p>　　⑺ 預(yù)測(cè)工程和工程判斷準(zhǔn)則</p><p>　　Pro/E的運(yùn)動(dòng)分析模塊是用于預(yù)測(cè)工程的應(yīng)用軟件。就是說(shuō)，在許多情況下，在機(jī)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)前或者說(shuō)在機(jī)構(gòu)真正生產(chǎn)出來(lái)前，用該軟件預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性，即它類(lèi)似于有限元分析Pro/E有限元分析模塊)和注塑流動(dòng)分析

113、(Pro/E塑料零件分析顧問(wèn)模塊)。這些預(yù)測(cè)都是基于非常復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論以及公認(rèn)的物理和工程原理。</p><p>　　5.1.2 Pro/E運(yùn)動(dòng)仿真的基本術(shù)語(yǔ)</p><p>　　在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真過(guò)程中經(jīng)常會(huì)用到以下的基本術(shù)語(yǔ)：</p><p>　?、?放置約束：件中放置元件并限制該元件是否運(yùn)動(dòng)的圖元。</p><p>　?、?自由度：構(gòu)件所具

114、有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目(或是確定構(gòu)件位置所需要的獨(dú)立參變量的數(shù)目)稱(chēng)為構(gòu)件的自由度。</p><p>　?、?主體：元件或相對(duì)不動(dòng)的一組元件。</p><p>　?、?連接：成為聯(lián)接。它是定義并限制相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的關(guān)系。聯(lián)接的作用是約束構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，減少機(jī)構(gòu)的總自由度。</p><p>　?、?環(huán)連接：加到運(yùn)動(dòng)環(huán)中的最后一個(gè)連接。</p><p