毕业论文直角坐标搬运机械臂

旋转物的转矩的计算有以下三个公式：

1，M=N/ω（扭矩等于功率除以角速度）

2，M=Jα   （扭矩等于转动惯量乘以角加速度）

3，M=FL  （扭矩等于力乘以力距）

电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积，在国际单位制(SI)中，转矩的计量单位为牛顿・米(N・m)。

工程技术中也曾用过公斤力・米等作为转矩的计量单位。电机轴端输出转矩等于转子输出的机械功率除以转子的机械角速度。直流电动机堵转转矩计算公式TK= 。

三相异步电动机的转矩公式：

SR2

M=CU12 公式

R22+（S X20）2

C：为常数同电机本身的特性有关； U1 ：输入电压 ；

R2 ：转子电阻； X20 ：转子漏感抗； S：转差率

可以知道M∝U12 转矩与电源电压的平方成正比，设正常输入电压时负载转矩为M2 ，电压下降使电磁转矩M下降很多；由于M2不变，所以M小于M2平衡关系受到破坏，导致电动机转速的下降，转差率S上升。

也就是定子电流I1随之增加（由变压器关系可以知道）；同时I2增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升，直到与M2相等为止。这时电动机转速又趋于新的稳定值。

参考资料来源：百度百科-转矩

计算：在物理学里， 作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向， 称为力矩(torque)。 转动力矩又称为转矩。 力矩能够使物体改变其旋转运动。 推挤或拖拉涉及到作用力 ， 而扭转则涉及到力矩。力矩 等于径向矢量 与作用力 的叉积。 简略地说，力矩是一种施加于好像螺栓或飞轮一类的物体的扭转力。例如，用扳手 的开口箝紧螺栓或螺帽，然后转动扳手，这动作会产生力矩来转动螺栓或螺帽。 根据国际单位制，力矩的单位是牛顿 米；根据英制单位，力矩的单位则是英尺 磅。 力矩的表示符号是希腊字母 。或 力矩与三个物理量有关：施加的作用力 、从转轴到施力点的位移矢量 矢量之间的夹角 。力矩 以方程表示为 。 力矩的大小为 。 其中的θ是 r 和 F 的夹角。 这就是所谓的叉积，计算方法是 、两个 力矩等于作用于杠杆的作用力乘以支点到力的垂直距离。例如，3 牛顿 的作用力，施加于离支点 2 米处，所产生的力矩，等于 1 牛顿的作用力， 施加于离支点 6 米处，所产生的力矩。力矩是个矢量。力矩的方向与它所 造成的旋转运动的旋转轴同方向。力矩的方向可以用右手定则来决定。假设 作用力垂直于杠杆。将右手往杠杆的旋转方向弯卷，伸直的大拇指与支点的 旋转轴同直线，则大拇指指向力矩的方向。 力矩的方向用右手定则判定，上面这个图所示的力矩就是垂直纸面向里 的。 力矩的直接计算方法就是这一个，不过更多的是间接计算出来的。

直角坐标机械手有着广泛的应用，如点胶、焊接、注塑、喷涂、码垛、分拣、包装、搬运、上下料、装配、CCD检测等常见的工业生产领域。 工业直角机械手能模仿人手臂和手的某些动作，针对不同的行业需求，可以二轴、三轴、四轴、五轴（XY XZ XYZ轴）或更多的直线模组组合为多轴直角坐标机械手，配合电机驱动+控制系统和末端操作器便成为结构简单、价格便宜的工业机器人。

直角坐标机械手主要特点有：1）高可靠性、高速度、高精度；2）自动控制的，可重复编程，所有的运动均按程序运行；3）灵活，多功能，因操作工具的不同功能也不同；

4) 可用于恶劣的环境 ，可长期工作，便于操作维修。

针对不同的应用场合，对直角坐标机器人有不同的设计要求，比如根据对精度、速度的要求选择不同的传动方式，根据特定的工艺要求为末端工作头选择不同的夹持设备（夹具、爪手、安装架等），以及对于示教编程，坐标定位、视觉识别等工作模式的设计选择等，从而使之能满足于不同领域、不同工况的应用要求。    在替代人工，提高生产效率，稳定产品质量等方面都具备显著的应用价值。

先给你发点类似的看看，满意的话加分，给你发一篇完整的，不满意就算了。摘要 1第一章 机械手设计任务书 毕业设计目的 本课题的内容和要求 2第二章 抓取机构设计 手部设计计算 腕部设计计算 臂伸缩机构设计 8第三章 液压系统原理设计及草图 手部抓取缸 腕部摆动液压回路 小臂伸缩缸液压回路 总体系统图 14第四章 机身机座的结构设计 电机的选择 减速器的选择 螺柱的设计与校核 17第五章 机械手的定位与平稳性 常用的定位方式 影响平稳性和定位精度的因素 机械手运动的缓冲装置 20第六章 机械手的控制 21第七章 机械手的组成与分类 机械手组成 机械手分类 24第八章 机械手Solidworks三维造型 上手爪造型 螺栓的绘制 30毕业设计感想 35参考资料 36送料机械手设计及Solidworks运动仿真摘要本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。本课题通过应用AutoCAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计，运用Solidworks技术对上料机械手进行三维实体造型，并进行了运动仿真，使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。它能实行自动上料运动；在安装工件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。关键字 机械手，AutoCAD，Solidworks 。第一章 机械手设计任务书毕业设计目的毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。其主要目的：一、 培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。二、 培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。三、 培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。四、 培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。本课题的内容和要求（一、）原始数据及资料（1、）原始数据：a、 生产纲领：100000件（两班制生产）b、 自由度（四个自由度）臂转动180?臂上下运动 500mm臂伸长（收缩）500mm手部转动 ±180?（2、）设计要求：a、上料机械手结构设计图、装配图、各主要零件图（一套）b、液压原理图（一张）c、机械手三维造型d、动作模拟仿真e、设计计算说明书（一份）（3、）技术要求主要参数的确定：a、坐标形式：直角坐标系b、臂的运动行程：伸缩运动500mm，回转运动180?。c、运动速度：使生产率满足生产纲领的要求即可。d、控制方式：起止设定位置。e、定位精度：±。f、手指握力：392Ng、驱动方式：液压驱动。（二、）料槽形式及分析动作要求（ 1、）料槽形式由于工件的形状属于小型回转体，此种形状的零件通常采用自重输送的输料槽,如图所示，该装置结构简单，不需要其它动力源和特殊装置，所以本课题采用此种输料槽。图机械手安装简易图（2、）动作要求分析如图所示动作一：送 料动作二：预夹紧动作三：手臂上升动作四：手臂旋转动作五：小臂伸长动作六：手腕旋转预夹紧手臂上升手臂旋转小臂伸长手腕旋转手臂转回图 要求分析第二章 抓取机构设计手部设计计算一、对手部设计的要求1、有适当的夹紧力手部在工作时，应具有适当的夹紧力，以保证夹持稳定可靠，变形小，且不损坏工件的已加工表面。对于刚性很差的工件夹紧力大小应该设计得可以调节，对于笨重的工件应考虑采用自锁安全装置。2、有足够的开闭范围夹持类手部的手指都有张开和闭合装置。工作时，一个手指开闭位置以最大变化量称为开闭范围。对于回转型手部手指开闭范围，可用开闭角和手指夹紧端长度表示。手指开闭范围的要求与许多因素有关，如工件的形状和尺寸，手指的形状和尺寸，一般来说，如工作环境许可，开闭范围大一些较好，如图所示。图 机械手开闭示例简图3、力求结构简单，重量轻，体积小手部处于腕部的最前端，工作时运动状态多变，其结构，重量和体积直接影响整个机械手的结构，抓重，定位精度，运动速度等性能。因此，在设计手部时，必须力求结构简单，重量轻，体积小。4、手指应有一定的强度和刚度5、其它要求因此送料，夹紧机械手，根据工件的形状，采用最常用的外卡式两指钳爪，夹紧方式用常闭史弹簧夹紧，松开时，用单作用式液压缸。此种结构较为简单，制造方便。二、拉紧装置原理如图所示【4】：油缸右腔停止进油时，弹簧力夹紧工件，油缸右腔进油时松开工件。图 油缸示意图1、右腔推力为FP=（π／4）D?P （）=（π／4） 25 10?=、根据钳爪夹持的方位，查出当量夹紧力计算公式为：F1=（2b／a） （cosα′）?N′ （）其中 N′=4 98N=392N，带入公式得：F1=（2b／a） （cosα′）?N′=(2 150/50) （cos30?）? 392=1764N则实际加紧力为 F1实际=PK1K2/η （）=1764 经圆整F1=3500N3、计算手部活塞杆行程长L,即L=（D/2）tgψ （）=25×tg30?=经圆整取l=25mm4、确定"V"型钳爪的L、β。取L/Rcp=3 （）式中： Rcp=P/4=200/4=50 （）由公式（）（）得：L=3×Rcp=150取"V"型钳口的夹角2α=120?，则偏转角β按最佳偏转角来确定，查表得：β=22?39′5、机械运动范围（速度）【1】（1）伸缩运动 Vmax=500mm/sVmin=50mm/s

1、手臂应承载能力大、刚性好、自重轻手臂的刚性直接影响到手臂抓取工件时动作的平稳性、运动的速度和定位精度。如刚性差则会引起手臂在垂直平面内的弯曲变形和水平面内侧向扭转变形，手臂就要产生振动，或动作时工件卡死无法工作。为此，手臂一般都采用刚性较好的导向杆来加大手臂的刚度，各支承、连接件的刚性也要有一定的要求，以保证能承受所需要的驱动力。2、手臂的运动速度要适当，惯性要小机械手的运动速度一般是根据产品的生产节拍要求来决定的，但不宜盲目追求高速度。手臂由静止状态达到正常的运动速度为启动，由常速减到停止不动为制动，速度的变化过程为速度特性曲线。手臂自重轻，其启动和停止的平稳性就好。3、手臂动作要灵活手臂的结构要紧凑小巧，才能做手臂运动轻快、灵活。在运动臂上加装滚动轴承或采用滚珠导轨也能使手臂运动轻快、平稳。此外，对了悬臂式的机械手，还要考虑零件在手臂上布置，就是要计算手臂移动零件时的重量对回转、升降、支撑中心的偏重力矩。偏重力矩对手臂运动很不利，偏重力矩过大，会引起手臂的振动，在升降时还会发生一种沉头现象，还会影响运动的灵活性，严重时手臂与立柱会卡死。所以在设计手臂时要尽量使手臂重心通过回转中心，或离回转中心要尽量接近，以减少偏力矩。对于双臂同时操作的机械手，则应使两臂的布置尽量对称于中心，以达到平衡。4、位置精度高机械手要获得较高的位置精度，除采用先进的控制方法外，在结构上还注意以下几个问题：（1）机械手的刚度、偏重力矩、惯性力及缓冲效果都直接影响手臂的位置精度。（2）加设定位装置和行程检测机构。（3）合理选择机械手的坐标形式。直角坐标式机械手的位置精度较高，其结构和运动都比较简单、误差也小。而回转运动产生的误差是放大时的尺寸误差，当转角位置一定时，手臂伸出越长，其误差越大；关节式机械手因其结构复杂，手端的定位由各部关节相互转角来确定，其误差是积累误差，因而精度较差，其位置精度也更难保证。5、通用性强，能适应多种作业；工艺性好，便于维修调整以上这几项要求，有时往往相互矛盾，刚性好、载重大，结构往往粗大、导向杆也多，增加手臂自重；转动惯量增加，冲击力就大，位置精度就低。因此，在设计手臂时，须根据机械手抓取重量、自由度数、工作范围、运动速度及机械手的整体布局和工作条件等各种因素综合考虑，以达到动作准确、可靠、灵活、结构紧凑、刚度大、自重小，从而保证一定的位置精度和适应快速动作。此外，对于热加工的机械手，还要考虑热辐射，手臂要较长，以远离热源，并须装有冷却装置。对于粉尘作业的机械手还要添装防尘设施。