搬运机器人设计

搬运机器人设计班级：姓名：学号：搬运机器人能够模仿人手部的部分动作，按照设定的程序、轨迹和要求，代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，实现一些人工不可能完成的工作，这不仅可以使人手避免出现可能的危险情况，保障生产安全，还能促进工作线的流水化，提高了工作效率，降低了劳动强度，改善了劳动环境，已经成为现代制造业中不可或缺的一种自动化装置。本机器人用于生产线上工件的自动搬运，下图为机器人动作示意图，机械手按下述顺序周而复始地工作：根据对机器人的工艺过程及控制要求分析，机械手的动作过程如图所示：一、搬运机械手总体结构设计（1）该机器人采用圆柱坐标型，具有三个自由度，即手臂的伸长、缩短，手臂的上升、下降和整体旋转。（2）该机器人采用液压驱动，其具有体积小、质量轻、结构紧凑、传动平稳、操作简单、安全、经济、易于实现过载保护且液压元件能够自行润滑等一系列优点。（3）在控制方式选择上，由于其功能只是在两个传送带之间搬移工件，运动简单，控制要求不高，因此采用点位控制方式。（4）此搬运机器人是在两个工作台之间搬运工件，其动作比较简单，选用电位器进行定位。（5）此机器人应用于自动生产线上，因此，它应该能够按照控制程序自动运行,即具有自动运行模式。二、搬运机械手机械结构设计1、机身设计因为圆柱坐标式机器人把回转与升降两个自由度归属于机身，所以设计回转与升降机身，选用旋转液压缸与升降液压缸单独驱动的回转型机身，如图1所示，升降液压缸在上，旋转液压缸在下。2、臂部设计采用双导向杆的臂部伸缩结构。缸体直接固定在升降立柱上，活塞杆与两根导向杆连接一起组成伸缩臂，由于活塞杆与导向杆全部藏在缸体内，油管也从活塞杆内部通过，其特点是结构紧凑，外观整洁。结构如图2所示。3、手部腕部设计因为工件的形状为圆柱形，所以带“V”型钳口的手爪，本次设计的搬运机器人手爪采用滑槽杠杆式结构，夹紧缸采用单作用弹簧复位式结构，杠杆端部固定安装着圆柱销，当拉杆向上拉时，圆柱销就在两个钳爪的滑槽中移动，带动钳爪绕两支点回转，夹紧工件；拉杆向下推时，使钳爪松开工件。结构如图3所示。4、整体机械结构设计搬运机器人整体结构如图4所示。三、搬运机器人液压系统设计包括夹紧液压缸液压回路设计、伸缩液压缸液压回路设计、升降液压缸液压回路设计、旋转（齿条）液压缸液压回路。液压传动具有较大的功率体积比，压力、流量均容易控制，可无级调速，反应灵敏，可实现连续轨迹控制，维修方便。四、搬运机械手控制系统设计采用PLC控制，包括操作面板设计、I/O点数确定及PLC选型、PLC外部接线图设计、PLC控制程序设计。通过分析控制要求，应该设计机械手复位程序、手动运行程序和自动运行程序。搬运机械手在暂停或者等待指令时，液压系统的液压泵一般要处于卸荷状态，因此，还要设计控制液压泵卸荷与否的程序，对液压泵进行控制。