機(jī)械手調(diào)研報(bào)告
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- 調(diào)研報(bào)告 一、本課題的來(lái)源及意義 本課題研究的是直角坐標(biāo)電力控制機(jī)械手升降、伸縮部分的設(shè)計(jì)。機(jī)械手是機(jī)器人的一個(gè)重要組成部分它是隨著機(jī)器人技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷成熟而不斷發(fā)展的。而機(jī)器人在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛作用越來(lái)越重要工業(yè)機(jī)械手尤其如此因此設(shè)計(jì)實(shí)用高效的機(jī)械手對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是個(gè)富有意義和挑戰(zhàn)的課題。 通常機(jī)械手由多自由度機(jī)械臂和末端夾持器組成。機(jī)械手通過(guò)多自由度機(jī)械臂的姿態(tài)調(diào)整和末端夾持器的動(dòng)作完成操作任務(wù)。球坐標(biāo)機(jī)械手突出特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性、靈活性機(jī)構(gòu)承載能力強(qiáng)具有較好的通用性重復(fù)定位精度高動(dòng)作速度快能夠成功的應(yīng)用于包裝、上下料以及工業(yè)生產(chǎn)等廣泛領(lǐng)域而電力控制中步進(jìn)電機(jī)可直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單控制性能好通常不需要反饋就能對(duì)位置和速度進(jìn)行控制位置誤差不會(huì)累積在機(jī)器人中機(jī)械手起著連接和承受外力的作用機(jī)械臂需要承受物料的重量和手部、手腕、手臂自身的重量其結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性以及抓重大小、定位精度等對(duì)機(jī)械手性能影響很大。綜上所述設(shè)計(jì)球坐標(biāo)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手是個(gè)很有意義的課題。 二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 專用機(jī)械手經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的年代。通用機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展又促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。智能機(jī)器人涉及的知識(shí)內(nèi)容不僅包括一般的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)而且還應(yīng)用了一些電子技術(shù)、電視技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)無(wú)線電控制、仿生學(xué)和假肢工藝等因此它是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的新技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)展這一新技術(shù)都很重視。幾十年來(lái)這項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍設(shè)計(jì)在不斷修改品種在不斷增加應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。 早在20世紀(jì)40年代隨著原子能工業(yè)的發(fā)展以出現(xiàn)了模擬關(guān)節(jié)式的第一代機(jī)械手。50~60年代即制成了傳送和裝卸工件的通用機(jī)械手和數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。這種機(jī)械手也稱第二代機(jī)械手。 19681970年又相繼把通用機(jī)械手用于汽車車身的點(diǎn)焊和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)線上使第二代機(jī)械手這一新技術(shù)進(jìn)入了應(yīng)用階段70年代機(jī)械手可以說(shuō)是處于技術(shù)發(fā)展階段。 80年代以來(lái)國(guó)際機(jī)械手的發(fā)展速度平均保持在25%30%的年增長(zhǎng)率其中1986、1987、1993、1994年略低無(wú)增長(zhǎng)。如此高的增長(zhǎng)率有其深刻的社會(huì)背景。首先60年代末70年代初由于世界石油價(jià)格的沖擊國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)加劇產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度也越來(lái)越快致使30年代50年代逐步建立起來(lái)的單一產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)流水線上遇上了在改變產(chǎn)品品種是原有的單一產(chǎn)品專用生產(chǎn)裝置改變的困難時(shí)間、投資、停產(chǎn)等以及如何實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量或混流生產(chǎn)的自動(dòng)化難題。為此“柔性生產(chǎn)”的概念及其試驗(yàn)性的設(shè)計(jì)就誕生了。這些因素都促進(jìn)了機(jī)械手的高速發(fā)展。 我國(guó)機(jī)械手起步較晚,經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展。我國(guó)機(jī)器手的研究有了長(zhǎng)足的發(fā)展有的方面已達(dá)到了世界先進(jìn)水平。但與先進(jìn)的國(guó)家相比還有很大距離從總體上看我國(guó)機(jī)器手的研究仍然任重道遠(yuǎn)。 三、本課題研究目標(biāo)和內(nèi)容 本文研究的直角坐標(biāo)電液控制機(jī)械手升降伸縮部分的設(shè)計(jì)包括機(jī)械結(jié)構(gòu)方案的確定電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的確定設(shè)計(jì)選型和校核編制PLC梯形圖繪制I/O端子接線圖控制系統(tǒng)原理圖驅(qū)動(dòng)電路原理圖升降及伸縮機(jī)構(gòu)零件圖和裝配圖。任務(wù)量為3張零號(hào)圖紙 目標(biāo)是希望通過(guò)本課題能鞏固和加強(qiáng)專業(yè)基本理論知識(shí)理解機(jī)械手的功能、組成及工作原理研究步進(jìn)電機(jī)的性能熟悉以PLC為核心的編程與控制裝置應(yīng)具備的基本功能掌握整個(gè)機(jī)電一體會(huì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和具體方法同時(shí)訓(xùn)練專業(yè)基本技能提高自己查閱資料獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力為以后深造研究打下良好基礎(chǔ)。 四、本課題研究的方法和手段 研究方法主要是搜索相關(guān)文獻(xiàn)包括圖書館電子資源CNKI學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)總庫(kù)Springer link電子期刊專業(yè)圖書上課筆記以及機(jī)器人等期刊網(wǎng)上的豆丁網(wǎng)以及百度文庫(kù)中的許多論文和專利通過(guò)對(duì)已有產(chǎn)品的分析對(duì)信息進(jìn)行分類和整理作為依據(jù)確定在我的機(jī)械手設(shè)計(jì)中相應(yīng)的參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和提高。 研究手段首先是前期準(zhǔn)備收集相關(guān)資料查閱中外文獻(xiàn)請(qǐng)教老師和同學(xué)同時(shí)學(xué)習(xí)使用AutoCAD軟件。然后進(jìn)行機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)包括機(jī)械手俯仰伸縮機(jī)械結(jié)構(gòu)方案的確定...
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