三自由度机械臂系统设计及控制(圆柱坐标式机械手,10Kg)(含CAD图)
三自由度机械臂系统设计及控制(圆柱坐标式机械手,10Kg)(含CAD图)(任务书,开题报告,外文翻译,论文说明书10000字,CAD图8张)
摘 要
机器手臂是一种自动化机械装置，能够接收指令，精确地定位到三维或二维上的某一点进行作业，得到广泛的实际应用。机械臂同时也是机械手执行机构的重要部分，能够引导手指准确地抓住工件并运送到所需位置。
本篇论文设计的是圆柱坐标式机械臂,这种机械臂具有两个直线运动和一个旋转运动，所以拥有三个自由度。该机械臂可水平伸缩距离800mm，移动速度约为0.25m/s，机械臂可上下垂直运动，其垂直升降量330mm，移动速度约0.6m/s，机械臂中立柱可相对于机座旋转210度，回转速度为70度/秒，机械臂最大夹持重量10Kg。旋转运动采用旋转液压缸驱动，水平伸缩运动采用液压缸驱动，垂直升降运动仍采用液压缸驱动。
本文首先分析了三自由度圆柱坐标式机械臂的研究现状，提出了满足设计要求的方案，然后对机械臂部分进行了设计与校核，最后对机械臂控制系统进行了分析并设计了系统原理图。
关键字：液压驱动，圆柱坐标，机械臂，液压缸
Abstract
The robotic arm is an automated mechanical device that is widely used in practice and can accept commands to accurately position a point in 3D or 2D. The robotic arm is also an important part of the robotic actuator, guiding the fingers to accurately grasp the workpiece and transport it to the desired location.
This design is a cylindrical coordinate manipulator , the device has three independent movement ( two linear motion, a rotary motion ) , also known as the three degrees of freedom. The agency in the column can rotate relative to the base 210 degrees , rotation speed 70 °/s , horizontally scalable distance 800mm, moving speed of about 0.25m/s, the robot up and down vertical movement , the vertical movements 330mm, moving speed of about 0.6 m/s, the maximum clamping manipulator weight 10Kg. Oscillating rotary motion using rotating cylinder driven , horizontal telescopic hydraulic cylinder driven movement , vertical movement is still driven by hydraulic cylinders .
This paper first analyzes the research status of the three-degree-of-freedom cylindrical coordinate manipulator and proposes a scheme to meet the design requirements. Then the detailed design and check of each part of the manipulator are carried out. Then the assembly drawing and main part drawing of the cylindrical Finally,the manipulator control system is analyzed in detail and the system schematic is designed. [资料来源：https://www.doc163.com]
Keywords:Hydraulic drive, Cylindrical coordinates , Robots, Hydraulic cylinders
设计要求
动作要求
。由手部握紧工件， ，手臂缩回，水平回转90度，手部放下工件。
参数要求
伸缩行程：800mm，伸缩速度：250mm/s
升降行程：330mm，升降速度：60mm/s
：210° ， : 70°/s
目录
摘要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1 背景及意义 1
1.2 机械臂概述 2
1.2.1 机械臂的组成 2
1.2.2 机械臂的分类 2
1.3 国内外发展状况 3
第二章 总体方案设计 5
2.1 设计要求 5
2.1.1 动作要求 5
2.1.2 参数要求 5
2.2 方案拟定 5 [资料来源：http://doc163.com]
2.2.1 初步分析 5
2.2.2 拟定方案 5
第三章 机械手臂部设计 8
3.1 臂部整体设计 8
3.2 手臂伸缩驱动力计算 9
3.2.1 手臂摩擦力的分析与计算 9
3.2.2 手臂密封处的摩擦阻力的计算 10
3.2.3 手臂惯性力的计算 11
3.3 手臂伸缩油缸的设计 11
3.3.1 确定液压缸的结构尺寸 11
3.3.2 液压缸外径的设计 13
3.3.3 活塞杆的计算校核 13
第四章 机械臂机身设计 17
4.1 机身的整体设计 17
4.2 回转机构的设计 18
4.2.1 回转缸驱动力矩的计算 18
4.2.2 回转缸尺寸参数的确定 19
4.3 机身升降机构的设计 22
4.3.1 手臂片重力矩的计算 22
4.3.2 升降导向立柱不自锁条件 23
4.3.3 升降油缸驱动力的计算 24
4.3.4 升降缸尺寸参数的确定 25
第五章 机械臂液压系统设计 27
5.1 液压元件的计算和选择 27
5.1.1 液压泵 27
5.1.2 确定油箱容量 27
5.1.3 液压元件的选择 27
第六章 机械臂的PLC控制设计 33
6.1 可编程序控制器的选择 33
6.2 可编程序控制器的使用步骤 33
6.3 机械手可编程序控制器控制方案 34
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第七章 设计成本估算 36
总结 37
参考文献 38
致谢 39
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