机械手说明书完整标准版

SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

课程设计说明书

二维机械手，二号黑体

学院：农业工程与食品科学学院

专业：农业机械化及自动化

学生姓名：

指导教师：***

2011 年7 月

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目录

第一章绪论································································错误!未定义书签。

1.1设计目的·······························································错误!未定义书签。

1.2设计内容 (2)

1.3设计要求 (2)

第二章总体方案设计 (2)

2.1机械部分设计 (2)

2.2控制部分设计 (3)

2.21技术要求 (3)

2.22驱动控制系统 (3)

2.23设计方案简图 (4)

第三章结构设计 (5)

3.1手抓的设计 (5)

第四章驱动系统设计 (5)

4.1 气缸设计 (5)

4.11气缸1的设计 (5)

4.12气缸2的设计 (6)

4.13气缸3的设计 (6)

4.2 空压机及控制元件的选择 ········································错误!未定义书签。

4.21耗气量的计算 (7)

4.22控制元件的选择 (7)

4.3 步进电机的选择 (9)

4.4 谐波齿轮减速器的选用 (9)

4.5 压力传感器的选用 (10)

第五章控制系统设计 (10)

5.1回原点程序 (12)

5.2手动程序 (14)

5.3自动程序 (16)

参考文献 (20)

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二维机械手设计任务书

本文对二维机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的座标型式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时设计了机械手的夹持式手部结构，计算出了回转气缸的驱动力矩。

设计出了机械手的气动控制系统，为避免气缸的旋转，采用双导杆气缸，确定了气缸的尺寸外形。采用步进电机与谐波齿轮减速器实现机械手的旋转，同时对步进电机和谐波齿轮减速器进行了选型。采用压力传感器控制气爪的夹持力，同时对压力传感器进行了选型。

利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图和梯形图，并编制了可编程序控制器的控制程序。

第1章绪论

3

4

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气缸控制图

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计算及说明结果

第3章结构设计

3.1手爪的设计

1.设计需满足的要求：

①手爪所抓起物块尺寸为直径100mmX高度300mm,重

量为20kg

其行程为0~275mm

②能实现对工件的加紧和放松，主要设计在于其是否有

足够的力来抓起物块。

③手爪的传感器为压电传感器用来检测是否抓起物块。

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手爪的总重量为:G=40N

2、型号：肘节型气爪MHT2

缸径：40mm

特点：采用肘节结构，故在支持点的保持力矩大，压缩空气切断时工件也能保持

/html/products/60/606494.asp

第4章驱动系统设计

4.1气缸的设计

4.11与手爪相连的气缸的确定

F=F≈500N

取d=0.5D,气缸压强取p=0.5MPa

求得：气缸的内径D=40mm

活塞杆d=20mm

材料缸体：铝合金=2.7g/cm3 活塞杆：合金钢=7.9g/cm3

重量：G=20N

缸体：L

缸

=53mm

4.12横向移动双导杆气压缸的确定

本缸主要承受悬臂、爪部以及物件等的重量，活塞杆受压缩和弯曲

由气动手册知：可选中小型气缸最大行程250mm G=40N

F≈500N

p=0.5MPa D=40mm

d=20mm

G=20N

L

缸

=53mm

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产品名称：导杆气缸-FEC

/product_Show.asp?id=604

气缸的内径：D=32mm

活塞杆：d=20mm

适用压力范围：0~0.5MPa

缸体材料：Q235 活塞杆材料：Q235

缸体：346mm

4.13确定Z轴的双导杆气压缸

产品名称：导杆气缸-FEC

由气动手册得知：可选中小型气压缸

缸的内径：D=50mm

活塞杆d=25mm

适用压力范围：0~0.5MPa

缸体材料：铝合金=2.7g/cm3

活塞杆材料：合金钢=7.9g/cm3

缸体：513mm

4.2空压机及控制元件的选择

4.21耗气量的计算

取活塞的伸出速度v=0.1m/s,经计算水平气压缸的压缩空气量为Q1=V*A 竖直气压缸缸Q2=785mm3/s

4.22选择控制元件D=32mm

d=20mm p：0~0.5MPa

L=346mm

D=50mm d=25mm

0~0.5MPa L=513mm

v=0.1m/s

Q1=312mm3/s Q2=785mm3/s

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