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浙江理工大学本科毕业设计(论文)开题报告
班级
09机械设计制造及其自动化(4)班
姓名
杨永贺
课题名称
气动翻转机械手部件设计
目录
1 选题的背景与意义
2 发展趋势
3 研究的基本内容
、装配
4 研究方案、可行性分析及预期研究成果
5 研究工作计划
参考文献
成绩:
答辩
意见
答辩组长签名:
年月日
系
主
任
审
核
意
见
签名:
年月日
气动翻转机械手设计的设计与分析
杨永贺
(机械设计制造及其自动化09(4)班 B09370126)
1 选题的背景与意义
背景与意义
气动机械手的驱动力为气压,机械手并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,它主要是用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。所以气动机械手能够降低劳动强度,提高生产效率。但它的缺点也很明显,因为气体具有很大的可压缩性, 要做到气动机械手精确定位难度很大, 尤其是难以实现任意位置的多点定位;而且可压缩性也带来不能承受过重的负载的限制。传统气动系统只能靠机械定位置的调定位置而实现可靠定位, 并且其运动速度只能靠单向节流阀单一调定, 经常无法满足许多设备的自动控制要求[1-2]。
近20年来,气动技术的应用领域迅速拓宽, 尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。电气可编程控制技术与气动技术相结合, 使整个系统自动化程度更高, 控制方式更灵活, 性能更加可靠; 气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展, 对气动技术提出了更多更高的要求;由于气动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点, 国内外都在大力研发气动机械手[1]。
目前生产线上的气动翻转机械手一个运动进程只能实现一次抓取和翻转的功能,效率太低。本次设计针对这个缺点,设计出了一个运动进程能实现两次抓取和翻转,提高了工作效率,加快生产效率。
国内外研究现状和发展趋势
国外气动机械手状况
从各国的行业统计资料来看, 近30多年来, 气动行业发展很快。20世纪70年代, 液压与气动元件的产值比约为9:1, 而30多年后的今天, 在工业技术发达的欧美、日本等国家, 该比例已达到6:4, 甚至接近5:5。
90年代初,--"阿基里斯"六脚勘测员,也被称为FESTO的"六足动物"[12]。、可编程控制器和传感器等,创造了一个在荷马史诗中最健壮最勇敢的希腊英雄--阿基里斯。它能在人不易进入的危险区域、污染或放射性的环境中进行地形侦察。六脚电子气动机器人的上方安装了一个照相机来探视障碍物,能安全的绕过它,并在行走过程中记录和收集数据。六脚电子气动机器人行走的所有程序由FPC101-B可编程控制器控制,FPC101-B能在六个不同方向控制机器人的运动,。通常如果有三个脚与地面接触,机器人便能以一种平稳的姿态行走,六脚中的每一个脚都有三个自由度,一个直线气缸把脚提起、放下,一个摆动马达控制脚伸展、退回,另一个摆动马达则负责围绕脚的轴心作旋转运动。每个气缸都装备了调节速度用的单向节流阀,使机械驱动部件在运动时保持平稳,即在无级调速状态下工作。控制气缸的阀内置在机器人体内,由FPC101-B可编程控制器控制。当接通电源时,气动阀被切换到工作状态位置,当关闭电源时,他们便回到初始位置。此外,操作者能在任何一点上停止机器人的运动,如果机器人的传感器在它的有效范围内检测到障碍物,机器人也会自动停止[13]。
由汉诺威大学材料科学研究院设计的气动攀墙机器人,它能在两个相互垂直的表面上行走(包括从地面到墙面或者从墙面到天花板上)。该机器人轴心的圆周边上装备着等距离(根据步距设置)的吸盘和气缸,一组吸盘吸力与另一组吸盘吸力的交替交换,类似脚踏似的运动方式,使机器人产生旋转步进运动。这种攀墙式机器人可被用于工具搬运或执行多种操作,如在核能发电站、高层建筑物气动机械手位置伺服控制系统的研究或船舶上进行清扫、检验和安装工作。机器人用遥控方式进行半自动操作,操作者只需输入运行的目标距离,然后计算机便能自动计算出必要的单步运行。操作者可对机器人进行监控[7]。
国外的设计