一種抓取圓棒取料手的機械設計-關節(jié)型工業(yè)機械手含開題、SW三維仿真及8張CAD圖
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指導教師|答辯人|日期|20XX年6月28日一種抓取圓棒取料手的機械設計目 錄12345課題研究背景課題研究現(xiàn)狀工作內(nèi)容展示ANSYS分析總結及展望 課題研究背景01隨著制造自動化和智能化技術的發(fā)展，工業(yè)機械手已成為智能化工裝置的重要組成部分。在實際應用中，很多功能均由機械手實現(xiàn)。工業(yè)制造領域主要讓機器手在機械制造業(yè)中代替人完成大批量、高質(zhì)量要求的工作，如汽車制造、艦船制造及某些家電產(chǎn)品；軍事領域主要讓機器手執(zhí)行一些自動的偵察與控制任務，尤其是一些相對較為危險的任務比如,無人偵察機、拆除炸彈的機器人及掃雷機器人等；醫(yī)療領域機器手主要用來輔助護士進行一些日常的工作，比如，幫助醫(yī)生運送用藥品及自動監(jiān)測病房內(nèi)的空氣質(zhì)量。02 課題研究現(xiàn)狀1.1959年，世界上誕生了第一臺工業(yè)機械手，開創(chuàng)了機械手發(fā)展的新紀元。2.本世紀60年代日本、美國和蘇聯(lián)等都已研制成功了能靜態(tài)或動態(tài)的機械手樣機。3.70年代，對機械手控制理論的研究產(chǎn)生了3種非常重要的控制方法，即有限狀態(tài)控制、模型參考控制和算法控制4.1987年，我國的“863”高技術計劃將機械手方面的研究開發(fā)列入其中。5.近些年馬濤等人對新型欠驅動機械手爪的抓取分析和優(yōu)化設計，使之能夠對各種尺寸大小的物體進行穩(wěn)定抓取03 工作內(nèi)容展示3.1結構組成(1)執(zhí)行機構：末端執(zhí)行器（包括機械手爪或者噴涂口）、腕部、大臂部，小臂部、機座。(2)驅動裝置：驅動電機，(3)控制裝置：通過對驅動系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按照規(guī)定的要求進行工作，當發(fā)生錯誤或故障時發(fā)出報警信號。(4)檢測裝置：通過各種檢測裝置、傳感裝置檢測執(zhí)行機構的運動情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設定進行比較，以保證運動符合要求。3.2結構簡圖3.3大臂部分3.4小臂部分3.5底座部分3.5手爪部分通過計算最終選擇 90BYG步進電機3.6電機選擇3.7總體結構3.8裝配圖仿真將軸的的幾何模型導入ANSYS。首先打開SolidWorks將模型另存為x_t格式后導入ANSYS。定義材料屬性。軸的材料為碳素鋼，該材料輕，剛度高，具有很高的抗彎強度，并且堅固耐用，彈性模量E=20600MP。劃分網(wǎng)格建立有限元模型。本文對軸的劃分網(wǎng)格方法是自由劃分，點擊ANSYS中的mesh后，直接進行網(wǎng)格的劃分，最終得到有限元模型。4.有限元分析定義約束。設置搖桿的一段為固定。施加載荷。在在機械手工作的過程中，軸主要受到的力就是兩鏈接部件之間產(chǎn)生的里，所以我們給軸外部加了一個10N的壓力，并施加了載荷。求解并分析結果。設置好上訴所需條件，我們對求解需要的結果中加入了總應變、等效彈性應變以及等效應力，在進行計算，可得到的結果。04 ANSYS分析3.6方位機構展示4位移云圖展示 通過分析，可以得出它的最大位移為20827e-6mm，它的變形量很小，模仿了現(xiàn)實工作的情況。圖中也能看出，大臂軸承變形量較小，并且該圖中的顏色主要以藍綠色為主，可以得出整個結構的最大位移很小，因此不會影響到機構的正常運行，而該零件在此負載下也能夠安全正常的工作。04 ANSYS分析3.6方位機構展示4軸應力圖圖展示 根據(jù)總應變圖所示，軸最大應力發(fā)生在頂部附近，說明所選材料碳鋼的變形能力很適合在此處所受應用，能有效地承受力。根據(jù)軸應力圖分析，軸最大應力為7.92MPa，遠遠小于材料的屈服應力7000MPa，軸的強度能滿足要求。05 總結及展望在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益?？偨Y機械手將在未來的生活中得到越來越廣泛的應用。包括在軍事領域的應用將是發(fā)展的必然趨勢，也是我國國防科技產(chǎn)業(yè)支持的方向之一。通過機械臂系統(tǒng)的設計，我們在整個系統(tǒng)的各個方面積累了豐富的設計經(jīng)驗。相信通過不斷的發(fā)展和完善，機械手會變得成熟和實用。展望感謝各位老師的指導
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