搬運機器人結構設計畢業(yè)設計正文-資料下載頁

　　

【正文】 主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。其中PLC特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今。2) 中期的PLC（70年代中期—80年代中，后期）在70年代，微處理器的出現使PLC發(fā)生了巨大的變化。美國，日本，德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為PLC的中央處理單元(CPU)。這樣，使PLC得功能大大增強。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數等功能以外，還增加了算術運算、數據處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴大了存儲器的容量，使各種邏輯線圈的數量增加，還提供了一定數量的數據寄存器，使PLC得應用范圍得以擴大。3) 近期的PLC（80年代中、后期至今）進入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的當次普遍提高。而且，為了進一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。 PLC的選擇可編程邏輯控制器（PLC）是在工業(yè)環(huán)境中使用的數字操作的電子系統(tǒng)，又稱可編程控制器。它使用可編程存儲器存儲用戶設計的程序指令，這些指令用來實現邏輯運算、順序操作、定時、計數及算術運算和通過數字或模擬輸入/輸出來控制各種機電一體化，程序可變、抗干擾能力強、可靠性高、功能強、體積小、耗電低，特別是易于控制、價格便宜等特點。因此我們采用可編程序控制器(PLC)，只需改變PLC程序即可實現，非常方便快捷。 機械人循環(huán)動作說明電磁閥3 得電，氣動手指張開；延遲 2 s 后電磁閥2 得電，汽缸 2 伸長；延遲 2 s 后電磁閥3 斷電，氣動手指閉合夾緊工件；延遲2 s 后電磁閥1得電，汽缸1 上升；延遲 2 s 后步進電機順時針轉動2 s 剛好轉 90176。；停頓 1 s 鐘后電磁閥 3 得電，氣動手指張開松開工件；然后電磁閥2 斷電汽缸2回縮，電磁閥3 斷電氣動手指閉合，電磁閥1 斷電，汽缸1 下降，步進電機逆時針轉動轉 90176。回原點。根據動作要求得出流程圖，如圖41所示。在運用中可根據實際需要修改電路和程序。機械臂上升夾緊工件機械臂伸長氣動手指張開原點 機械手正轉90176。機械手反轉90176。松開工件機械臂下降氣動手指閉合機械臂回縮 圖 41 機械手搬運工件流程圖可編程邏輯控制器（PLC）又稱可編程控制器。它是在工業(yè)環(huán)境中使用的數字操作的電子系統(tǒng)。它使用可編程存儲器存儲用戶設計的程序指令，這些指令用來實現邏輯運算、順序操作、定時、計數及算術運算和通過數字或模擬輸入，輸出來控制各種機電一體化，程序可變、抗干擾能力強、可靠性高、功能強、體積小、耗電低，特別是易于、價格便宜等特點，具有廣泛的應用前景。正是基于PLC這些特點，遠遠可以滿足該套工業(yè)機械手的要求。6 結論為了改善勞動環(huán)境，提高生產效率，快速實現工業(yè)生產的機械化和自動化，搬運機器人受到很多國家的重視，并被廣泛運用。本文研究了國內外機器人發(fā)展的現狀，通過學習機器人的工作原理，熟悉了搬運機器人的運動機理。在此基礎上，確定了搬運機器人的基本系統(tǒng)結構，完成了機器人機械方面的設計（包括傳動部分、執(zhí)行部分、驅動部分）工作。文章從搬運機器人的實用方面入手，提出了一套總體設計方案，并根據機器人自由度的要求選取圓柱坐標系為本次設計坐標系。同時，就搬運機器人的組成（執(zhí)行機構和驅動機構）以及現實作業(yè)，給出了具體的手部、腕部、臂部和機座的結構形式；并選擇氣壓驅動作為本次設計的驅動機構。最后用三維軟件畫出實體圖，如圖6圖62所示。本設計還有很多不足之處，由于自身的知識儲備還很淺薄，所以在結構設計、力的計算及系統(tǒng)分析上還有很多漏洞，這些都需要自己在以后的生活中不斷學習研究并通過實踐加以完善。圖61三維實體圖圖62三維實體圖 參考文獻［1］[M]. 武漢：華中科技大學出版社，2004［2］:北京理工大學出版社，2007［3］，2003［4］金茂青，曲忠萍， ，2005［5］(氣動機械手)，2004［6］朱世強，[M].浙江：浙江大學出版社，2004［7］[M].西安：西北工業(yè)大學出版社，2006［8］嚴學高，:東南大學出版社，2003［9］謝存禧，[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008［10］黃錫愷，:人民教育出版社，2006［11］陸祥生 [M]. 北京：中國鐵道出版社，1983［12］[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1986［13］[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1991［14］隗金文，[M].沈陽：東北大學出版社，2001［15］叢明，[J].自動化學報，2008, 17（4）：10012265［16］[M].北京：電子工業(yè)出版社，1988［17］李成偉 [J] (8184).：北京航空航天大學，10014551（2008）12008104［18］李長春 [J]（1921）.：濟南大學，2007［19］叢明，[J].自動化學報，2008，17（4）：10012265［20］，2001, 2［21］[M].北京：高等教育出版社，2007［22］ :機械工業(yè)出版社，2002［23］:哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004［24］:機械工業(yè)出版社，2007［25］. 機電一體化系統(tǒng)設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2008［26］SMC (中國) 有限公司. 現代實用技術[M ] : 機械工業(yè)出版社, 2003［27］楊惠英，[M].北京：清華大學出版社，2002［28］[M].：高等教育出版社，2004［29］濮良貴，[M].：高等教育出版社，2006［30］(第五版) [M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2002［31］熊幸明，曹才開. ，2006［32］劉軒，王麗偉. 機械手的PLC控制. 機床電器. 2006［33］張應金. ，2008年02月刊7173［34］曾繁鈴. 一種PLC控制的工業(yè)機械手. 常熟理工學院報，2008年4月第22期［35］羅庚合，蔡霞. 搬運機械手的PLC控制. 西安航空技術高等專科學校，2002［36］. 基于PLC控制的搬運機械手的應用. 機械工程與自動化，2008［37］楊峰. SMR搬運機械手的PLC控制系統(tǒng)設計. 機車車輛工藝，1998年第6期［38］[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005［39］Zhenyu Liu ,Jianrong Tan. Constrained behavior mamipulation fof interactive assembly in a virtual environment[J].2007,(32):797810［40］G L Batten. Programmable Logical Controllers: hardware, software and applications. Mc GrawHill. 1994［41］SIEMENS AG. SIMATIC S7200 Programmable Controller System ［42］Gao F,Li W kinematic strctures for 2,3,4,and 5DOF parallel manipulator and machine Theory,2002,37: 1395～1411［43］Zlatanov D,Gosselin C M. A familiy of new parallel architectures with four degrees of of Compulational Kinematics,2001(5): 57～66［44］GASPARETTO A, ZANOTTO V. A new method for smooth trajectory planning of robot manipulators[J]. Mechanism and Machine Theory, 2007, 42(4): 455–471［45］F X. Mei. “Foundations of Mechanics of Nonholonomic Systems”, Beijing: BIT Press, 1985, (in Chinese)［46］WE I Q，DAYAWANSA W W S．Nonlinear controller for all inverted Pendulum having restricted travel[J] .Automatica, 1995. 3l(6): 841850［47］Lionel Birglen, Thierry Laliberte, Clement Gosselin. Underactuated Robotic Hands [M],Scientific Publishing Services Pvt. ［48］F. Mazenc, A Iggudr. “Backstepping with bounded feedbacks”, Systemsamp。 Control Letters, 2004, ,pp. 235245致 謝本次設計是在我的導師悉心指導下完成的。老師嚴謹的治學態(tài)度和精益求精的工作作風使我受益匪淺。在此，我首先向導師表示誠摯的感謝，并致以崇高的敬意! 本次畢業(yè)設計是大學期間所學知識的綜合運用，通過這次設計把所學的基礎理論和專業(yè)課程作了一個總結和回顧，加深了對理論的理解，能夠掌握機械設計的全套思路，為即將走上工作崗位和以后的發(fā)展打下了一定的基礎。在設計過程中，我查閱了大量的圖書資料以及網絡上的資料，包括機械零件、材料力學、氣動控制、機械制圖、機械手設計基礎等等，尤其是在從對各類設計手冊的查閱中，我的知識面得到了很大的提高；通過對該課題的獨立設計，使我對機械知識有了一個更加深入的了解，對機械這門學科有了進一步的理解。也使我獨立設計的能里有了極大的提高。當然，由于本人設計水平有限、在課程中沒有接觸過機械手的相關課程，實際經驗的不足，以及時間上的限制，在設計中難免存在一些錯誤。懇請老師給予以批評以及指正。同時，感謝所有任課老師和所有同學在這四年來給自己的指導和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學習，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！再次表示感謝！附錄A：主 要 符 號 表F 力 NR 半徑 mmD 直徑 mmP 壓強 Pa m 質量 Kg a 加速度 m/s l 長度 mmM 回轉力矩 M慣 慣性力矩 M摩 摩擦力矩 J 轉動慣量 轉動缸轉動角速度 G 總重力 N