机械手调研报告
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- 调研报告 一、本课题的来源及意义 本课题研究的是直角坐标电力控制机械手升降、伸缩部分的设计。机械手是机器人的一个重要组成部分它是随着机器人技术和传感器技术的不断成熟而不断发展的。而机器人在现代生产中应用日益广泛作用越来越重要工业机械手尤其如此因此设计实用高效的机械手对于机械设计者来说是个富有意义和挑战的课题。 通常机械手由多自由度机械臂和末端夹持器组成。机械手通过多自由度机械臂的姿态调整和末端夹持器的动作完成操作任务。球坐标机械手突出特点是具有较强的机动性、灵活性机构承载能力强具有较好的通用性重复定位精度高动作速度快能够成功的应用于包装、上下料以及工业生产等广泛领域而电力控制中步进电机可直接实现数字控制控制结构简单控制性能好通常不需要反馈就能对位置和速度进行控制位置误差不会累积在机器人中机械手起着连接和承受外力的作用机械臂需要承受物料的重量和手部、手腕、手臂自身的重量其结构、工作范围、灵活性以及抓重大小、定位精度等对机械手性能影响很大。综上所述设计球坐标步进电机驱动的机械手是个很有意义的课题。 二、国内外发展状况 专用机械手经过几十年的发展如今已进入以通用机械手为标志的年代。通用机械手的应用和发展又促进了智能机器人的研制。智能机器人涉及的知识内容不仅包括一般的机械、液压、气动等基础知识而且还应用了一些电子技术、电视技术、通信技术、计算技术无线电控制、仿生学和假肢工艺等因此它是一项综合性较强的新技术。目前国内外对发展这一新技术都很重视。几十年来这项技术的研究和发展一直比较活跃设计在不断修改品种在不断增加应用领域也在不断扩大。 早在20世纪40年代随着原子能工业的发展以出现了模拟关节式的第一代机械手。50~60年代即制成了传送和装卸工件的通用机械手和数控示教再现型机械手。这种机械手也称第二代机械手。 19681970年又相继把通用机械手用于汽车车身的点焊和冲压生产自动线上使第二代机械手这一新技术进入了应用阶段70年代机械手可以说是处于技术发展阶段。 80年代以来国际机械手的发展速度平均保持在25%30%的年增长率其中1986、1987、1993、1994年略低无增长。如此高的增长率有其深刻的社会背景。首先60年代末70年代初由于世界石油价格的冲击国际竞争加剧产品更新换代的速度也越来越快致使30年代50年代逐步建立起来的单一产品的大规模生产流水线上遇上了在改变产品品种是原有的单一产品专用生产装置改变的困难时间、投资、停产等以及如何实现多品种、中小批量或混流生产的自动化难题。为此“柔性生产”的概念及其试验性的设计就诞生了。这些因素都促进了机械手的高速发展。 我国机械手起步较晚,经过30多年的发展。我国机器手的研究有了长足的发展有的方面已达到了世界先进水平。但与先进的国家相比还有很大距离从总体上看我国机器手的研究仍然任重道远。 三、本课题研究目标和内容 本文研究的直角坐标电液控制机械手升降伸缩部分的设计包括机械结构方案的确定电动机控制系统的确定设计选型和校核编制PLC梯形图绘制I/O端子接线图控制系统原理图驱动电路原理图升降及伸缩机构零件图和装配图。任务量为3张零号图纸 目标是希望通过本课题能巩固和加强专业基本理论知识理解机械手的功能、组成及工作原理研究步进电机的性能熟悉以PLC为核心的编程与控制装置应具备的基本功能掌握整个机电一体会系统的设计思想和具体方法同时训练专业基本技能提高自己查阅资料独立分析问题和解决问题的能力为以后深造研究打下良好基础。 四、本课题研究的方法和手段 研究方法主要是搜索相关文献包括图书馆电子资源CNKI学术网络总库Springer link电子期刊专业图书上课笔记以及机器人等期刊网上的豆丁网以及百度文库中的许多论文和专利通过对已有产品的分析对信息进行分类和整理作为依据确定在我的机械手设计中相应的参数并对其进行改进和提高。 研究手段首先是前期准备收集相关资料查阅中外文献请教老师和同学同时学习使用AutoCAD软件。然后进行机械手的总体设计包括机械手俯仰伸缩机械结构方案的确定...
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