空調整機搬運機械手的動態仿真與結構設計

論文編號:JX1515  論文字數:15911.頁數:42

空調整機搬運機械手的動態仿真與結構設計

摘  要

 機械手是能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。機械手是最早出現的工業機器人，也是最早出現的現代機器人，它可代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，能在有害環境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。隨著工業自動化的發展，機械手在工業領域中的地位越來越重要，特別是在倉庫堆垛方面的優勢很突出。
 論文主要講述了空調整機搬運機械手的設計理論和設計方法與主要設計計算過程。手爪抓取物體采用真空吸附式；手臂主體采用液壓缸進行升降；機身是橋式軌道結構，可根據倉庫的具體環境進行搭建。根據前面的分析計算選擇，最后在CATIA軟件上建立三維實體模型，并對模型的裝配約束，分析了模型結構的合理性和適用性。這在機械手結構設計上是一個極其重要的環節，為機械手的設計制造降低了成本，縮短了開發周期。
 
關鍵詞：機械手 運動仿真 氣壓傳動 真空吸附 真空發生器 CATIA

Dynamic simulation and structural design of air-conditioning machine handling manipulator
Abstract

 Manipulator is an automatic operation device operation,which is able to mimic certain actions of staff functions,following a fixed procedure to grap and carry objects or tools . Manipulator is the earliest industrial robots, is the earliest of the modern robot, it can replace human labor in order to achieve production of the mechanization and automation, also can operate in hazardous environments to protect the personal safety, so it is widely used in machinery manufacturing, Metallurgy, electronics, light industry and atomic energy and other sectors. With the development of industrial automation, robot's position in the industry more and more important, in particular the advantages of stacking in the warehouse is very prominent.
 Paper describes air-conditioning machine handling robot design theory and design methods and the main design calculation. Paw grabs the object with the vacuum gripper adsorption; the main body of the arm uses hydraulic cylinder for lifting; body is bridge rail structure, according to the specific environment of the warehouse to build. According to the analysis and calculation of the previous to choice, and finally in CATIA software to create three-dimensional solid model and the model of the assembly constraints, analysis of the model structure is reasonable and applicable. This in manipulator design is an extremely important aspect ,for the design and manufacture of manipulator to reduce the cost and shorten the development cycle.

Key words: manipulator  dynamic simulation  pneumatic transmission  vacuum adsorption  vacuum generator  CATIA

目  錄

摘  要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
1.1  前言 1
1.2  工業機械手發展簡史 1
1.3  機械手在生產中的應用 3
1.4  工業機械手的發展趨勢 3
1.5  空調搬運機械手在生產中的應用和工作要求 4
1.5.1  空調搬運機械手在生產中的應用環境 4
1.5.2  對空調搬運機械手所搬運貨物的規格調查 4
1.6  課題主要的研究內容 5
1.7  本章小結 5
第二章   空調搬運機械手的總體設計方案 6
2.1  機械手的組成 6
2.1.1  機械系統設計 6
2.1.2  驅動系統選型 6
2.1.3  控制策略 7
2.2  機械手總體布局設計 7
2.3  機械手的主要部件及運動 7
2.4  驅動機構的設計 8
2.5  機械手的技術參數列表 8
2.6  本章小結 9
第二章 空調搬運機械手手爪的設計與計算 10
3.1  機械手手爪的氣動部分設計與計算 10
3.1.1  真空吸盤的選擇與設計 11
3.1.1.1  真空吸盤 11
3.1.1.2  真空吸盤的性能參數及選擇 11
3.1.1.3  真空吸盤粗選 12
3.1.1.4  真空吸盤運動時的分析與受力計算 13
3.1.2  真空發生器的選擇與計算 15
3.1.2.1  真空發生器的原理： 15
3.1.2.2  相關定義 16
3.1.2.3  真空發生器和配管的選擇計算 16
3.1.3  其他元件的選定 19
3.1.3.1  過濾器的選定 20
3.1.3.2  管接頭的選定 20
3.1.3.3  真空閥的選定 20
3.2  機械手手爪的結構設計 21
3.2.1  真空吸盤固定架的結構設計 21
3.2.2  手爪的結構設計和液壓缸的選擇計算 21
3.3  本章小結 24
第四章  空調搬運機械手手臂的設計與計算 25
4.1  空調搬運機械手液壓缸的選擇計算 25
4.2  手臂的結構設計 26
4.3  本章小結 28
第五章 機身的設計計算 29
5.1  滾柱導軌塊和工字鋼的選擇 29
5.2  機身結構設計 30
5.3  本章總結 31
第六章  基于CATIA軟件的空調搬運機械手運動仿真 32
6.1  運動仿真技術及其發展 32
6.2  空調搬運機械手結構三維建模 32
6.3  基于CATIA環境的運動仿真 34
主要結論與展望 35
參考文獻 36
致   謝 37