❶ 畢業設計：基於嵌入式系統的無線環境監測機器人的硬體電路設計
摘要 在工業上，自動控制系統有著廣泛的應用，如工業自動化機床控制，計算機系統，機器人等。而工業機器人是相對較新的電子設備，它正開始改變現代化工業面貌。本設計為三自由度圓柱坐標型工業機器人，其工作方向為兩個直線方向和一個旋轉方向。在控制器的作用下，它執行將工件從一條流水線拿到另一條流水線這一簡單的動作,本文是對整個設計工作較全面的介紹和總結。關鍵詞：三自由度，圓柱坐標，工業機器人第一章 緒論 機器人工程是近二十多年來迅速發展起來的綜合學科。它集中了機械工程、電子工程、計算機工程、自動控制工程以及人工智慧等多種學科的最新研究成果，是當代科學技術發展最活躍的領域之一，也是我 國科技界跟蹤國際高科技發展的重要方面。工業機器人的研究、製造和應用水平，是一個國家科技水平和經濟實力的象徵，正受到許多國家的廣泛重視。目前，工業機器人的定義，世界各國尚未統一，分類也不盡相同。最近聯合國國際標准化組織採納了美國機器人協會給工業機器人下的定義：工業機器人是一種可重復編程的多功能操作裝置，可以通過改變動作程序，來完成各種工作，主要用於搬運材料，傳遞工件。參考國外的定義，結合我國的習慣用語，對工業機器人作如下定義：工業機器人是一種機體獨立，動作自由度較多，程序可靈活變更，能任意定位，自動化程度高的自動操作機械。主要用於加工自動線和柔性製造系統中傳遞和裝卸工件或夾具。工業機器人以剛性高的手臂為主體，與人相比，可以有更快的運動速度，可以搬運更重的東西，而且定位精度相當高，它可以根據外部來的信號，自動進行各種操作。工業機器人的發展，由簡單到復雜，由初級到高級逐步完善，它的發展過程可分為三代：第一代工業機器人就是目前工業中大量使用的示教再現型工業機器人，它主要由手部、臂部、驅動系統和控制系統組成。它的控制方式比較簡單，應用在線編程，即通過示教存貯信息，工作時讀出這些信息，向執行機構發出指令，執行機構按指令再現示教的操作。第二代機器人是帶感覺的機器人。它具有尋力覺、觸覺、視覺等進行反饋的能力。其控制方式較第一代工業機器人要復雜得多，這種機器人從1980年開始進入了實用階段，不久即將普及應用。第三代工業機器人即智能機器人。這種機器人除了具有觸覺、視覺等功能外，還能夠根據人給出的指令認識自身和周圍的環境，識別對象的有無及其狀態，再根據這一識別自動選擇程序進行操作，完成規定的任務。並且能跟蹤工作對象的變化，具有適應工作環境的功能。這種機器人還處於研製階段，尚未大量投入工業應用。 第2章 工業機器人的總體設計 2.1 工業機器人的組成及各部分關系概述 圖2-1 工業機器人的組成圖 它主要由機械繫統(執行系統、驅動系統)、控制檢測系統及智能系統組成。A、執行系統：執行系統是工業機器人完成抓取工件，實現各種運動所必需的機械部件，它包括手部、腕部、機身等。（1） 手部：又稱手爪或抓取機構，它直接抓取工件或夾具。（2） 腕部：又稱手腕，是連接手部和臂部的部件，其作用是調整或改變手部的工作方位。（3） 臂部：是支承腕部的部件，作用是承受工件的負荷，並把它傳遞到預定的位置。（4） 機身：是支承手臂的部件，其作用是帶動臂部自轉、升降或俯仰運動。B、 驅動系統：為執行系統各部件提供動力，並驅動其動力的裝置。常用的機械傳動、液壓傳動、氣壓傳動和電傳動。C、 控制系統：通過對驅動系統的控制，使執行系統按照規定的要求進行工作，當發生錯誤或故障時發出報警信號。D、檢測系統：作用是通過各種檢測裝置、感測裝置檢測執行機構的運動情況，根據需要反饋給控制系統，與設定進行比較，以保證運動符合要求。 2.2工業機器人的設計分析2.2.1 設計要求綜合運用所學知識,搜集有關資料獨立完成三自由度圓柱坐標型工業機器人操作機和驅動單元的設計工作。原始數據：自動線上有Ａ，Ｂ兩條輸送帶之間距離為1.5m，需設計工業機器人將一零件從A帶送到B帶。零件尺寸：內孔 ￠100，壁厚 10，高 100。零件材料：45鋼。2.2.2 總體方案擬定 在工業機器人的諸多功能中，抓取和移動是最主要的功能。這兩項功能實現的技術基礎是精巧的機械結構設計和良好的伺服控制驅動。本次設計就是在這一思維下展開的。根據設計內容和需求確定圓柱坐標型工業機器人，利用步進電機驅動和諧波齒輪傳動來實現機器人的旋轉運動；利用另一台步進電機驅動滾珠絲杠旋轉，從而使與滾珠絲杠螺母副固連在一起的手臂實現上下運動；考慮到本設計中的機器人工作范圍不大，故利用液壓缸驅動實現手臂的伸縮運動；末端夾持器則採用內撐連桿杠桿式夾持器，用小型液壓缸驅動夾緊。圖2-3 機器人外形圖2.2.3工業機器人主要技術性能參數工業機器人的技術參數是說明其規格和性能的具體指標。主要技術參數有如下：A、抓取重量：抓取重量是用來表明機器人負荷能力的技術參數，這是一項主要參數。這項參數與機器人的運動速度有關，一般是指在正常速度下所抓取的重量。B、 抓取工件的極限尺寸：抓取工件的極限尺寸是用來表明機器人抓取功能的技術參數，它是設計手部的基礎。C、 坐標形式和自由度：說明機器人機身、手部、腕部等共有的自由度數及它們組成的坐標系特徵。D、運動行程范圍：指執行機構直線移動距離或回轉角度的范圍，即各運動自由度的運動量。根據運動行程范圍和坐標形式就可確定機器人的工作范圍。E、 運動速度：是反映機器人性能的重要參數。通常所指的運動速度是機器人的最大運動速度。它與抓取重量、定位精度等參數密切有關，互相影響。目前，國內外機器人的最大直線移動速度為1000mm/s左右，一般為200～400mm/s；回轉速度最大為180
❷ 機器人連桿杠桿式手爪是什麼
在活塞的推力下，連桿和杠桿使手爪產生夾緊（放鬆）運動，由於杠桿的力放大作用，這種手爪有可能產生較大的夾緊力。通常與彈簧聯合使用。
❸ 求氣動機械手的簡單工作原理
氣動機械手主要由執行機構、驅動系統、控制系統以及位置檢測裝置等所組成。在PLC程序控制的條件下，採用氣壓傳動方式，來實現執行機構的相應部位發生規定要求的，有順序，有運動軌跡，有一定速度和時間的動作。同時按其控制系統的信息對執行機構發出指令。
必要時可對氣動機械手的動作進行監視，當動作有錯誤或發生故障時即發出報警信號。位置檢測裝置隨時將執行機構的實際位置反饋給控制系統，並與設定的位置進行比較，然後通過控制系統進行調整，從而使執行機構以一定的精度達到設定位置。
(3)內撐連桿杠桿式夾持器擴展閱讀：
機械手氣壓傳動採用的壓縮空氣往往含有水分，直接使用會影響氣缸工作和腐蝕工件。故需設置一個分水裝置，將壓縮空氣中的水分分離出去。一般選用低於6kg/c㎡的壓縮空氣時，需用減壓閥控制氣體壓力，並用蓄壓器儲備足夠的氣體，以保證氣缸消耗氣體時，壓力不致降低。
由於氣壓低，機械手速度就減慢，動作就失調，故在氣路上需安一個壓力繼電器，當氣壓低於規定的壓力時，電路斷開，停止工作。
❹ 螺絲塞的裝配夾持器的氣缸選型問題
氣缸的選型
根據氣缸推力拉力的大小要求，選定氣缸使用壓力參數以及缸徑尺寸
氣缸推力計算公式：氣缸推力F1=0.25πD2P
氣缸拉力計算公式F2=0.25π（D2-d2）P
公式式中：D-氣缸活塞直徑（cm）
d-氣缸活塞桿直徑（cm）
P-氣缸的工作壓力（kgf/cm2）
F1，F2-氣缸的理論推拉力（kgf）
• 上述出力計算適用於氣缸速度50~500mm/s的范圍內
• 氣缸以上下垂直形式安裝使用，向上的推力約為理論計算推力的50%
• 氣缸橫向水平使用時，考慮慣性因素，實際出力與理論出力基本相等
為了避免用戶選用時的有關計算，下附雙作用氣缸輸出力換算表，用戶可根據負載、工作壓力、動作方向從表格中選擇合適的缸徑尺寸
雙作用氣缸輸出力表單位Kgf
缸徑
mm 氣缸的理論輸出力（推力）單位：KG/公斤
使用空氣壓力MPa
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
10 1.57 2.36 3.14 3.93 4.71 5.50 6.28
16 4.02 6.03 8.04 10.1 12.1 14.1 16.1
20 6.28 9.42 12.6 15.7 18.8 22.0 25.0
25 9.81 14.7 19.6 24.5 29.4 34.4 39.2
32 16.0 24.1 32.2 40.2 48.3 56.3 64.4
40 25.1 37.7 50.3 62.8 75.4 88.0 100.5
50 39.2 58.9 78.5 98.2 117 137 157
63 62.3 93.5 125 156 187 218 250
80 100 151 201 251 300 352 402
100 157 236 314 393 471 550 628
125 245 368 491 615 736 859 982
160 402 603 804 1005 1206 1407 1608
180 508 763 1018 1272 1527 1781 2036
200 628 942 1257 1571 1885 2199 2514
250 981 1473 1963 2454 2945 3436 3926
320 1608 2412 3216 4021 4825 5629 6432
400 2531 3796 5026 6283 7539 8796 10052
• 選定氣缸的行程：確定工作的移動距離，考慮工況可選擇滿行程或預留行程。當行程超過推薦的最長行程時，要考慮活塞桿的剛度，可以選擇支撐導向或選擇特殊氣缸。
• 選定氣缸緩沖方式：根據需要選擇緩沖形式，無緩沖氣缸，固定緩沖氣缸，可調緩沖氣缸
• 選擇潤滑方式：有給油潤滑氣缸，無給油潤滑氣缸
• 選擇氣缸系列：根據以上條件，按需選擇適當系列的氣缸
• 選擇氣缸的安裝形式：根據不同的用途和安裝需要，選用適當的安裝形式
氣缸附件的選擇：前（後）法蘭，腳架，單（雙）懸耳，中間鉸軸式，鉸軸支座式
❺ 課題十 機械手控制設計（1人）
你好朋友，我正好有你要的畢業設計，我做的設計就是這個！機械手的控制設計！免費的給你！發一點你看看啊！第一章 引 言 1.1 工業機械手概述工業機器人由操作機(機械本體)、控制器、伺服驅動系統和檢測感測裝置構成，是一種仿人操作，自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業的機電一體化自動化生產設備。特別適合於多品種、變批量的柔性生產。它對穩定、提高產品質量，提高生產效率，改善勞動條件和產品的快速更新換代起著十分重要的作用。機器人應用情況，是一個國家工業自動化水平的重要標志。生產中應用機械手可以提高生產的自動化水平，可以減輕勞動強度、保證產品質量、實現安全生產;尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。因此，在機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業、交通運輸業等方面得到越來越廣泛的引用。機械手的結構形式開始比較簡單，專用性較強，僅為某台機床的上下料裝置，是附屬於該機床的專用機械手。隨著工業技術的發展，製成了能夠獨立的按程序控制實現重復操作，適用范圍比較廣的「程序控制通用機械手」，簡稱通用機械手。由於通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，所以它在不斷變換生產品種的中小批量生產中獲得廣泛的引用。氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅動執行機構運動的機械手。其主要特點是:介質李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結構簡單，成本低。但是，由於空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結構大，所以適用於高速、輕載、高溫和粉塵大的環境中進行工作。氣動技術有以下優點: (1)介質提取和處理方便。氣壓傳動工作壓力較低，工作介質提取容易，而後排入大氣，處理方便，一般不需設置回收管道和容器:介質清潔，管道不易堵存在介質變質及補充的問題. (2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過程中，阻力損失較小(一般不卜澆塞僅為油路的千分之一)，空氣便於集中供應和遠距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣，造成壓力明顯降低和嚴重污染。 (3)動作迅速，反應靈敏。氣動系統一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的壓力和速度。氣動系統也能實現過載保護，便於自動控制。 (4)能源可儲存。壓縮空氣可存貯在儲氣罐中，因此，發生突然斷電等情況時，機器及其工藝流程不致突然中斷。 (5)工作環境適應性好。在易燃、易爆、多塵埃、強磁、強輻射、振動等惡劣環境中，氣壓傳動與控制系統比機械、電器及液壓系統優越，而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。 (6)成本低廉。由於氣動系統工作壓力較低，因此降低了氣動元、輔件的材質和加工精度要求，製造容易，成本較低。傳統觀點認為:由於氣體具有可壓縮性，因此，在氣動伺服系統中要實現高精度定位比較困難(尤其在高速情況下，似乎更難想像)。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。雖然氣動技術作為機器人中的驅動功能已有部分被工業界所接受，而且對於不太復雜的機械手，用氣動元件組成的控制系統己被接受，但由於氣動機器人這一體系己經取得的一系列重要進展過去介紹得不夠，因此在工業自動化領域里，對氣動機械手、氣動機器人的實用性和前景存在不少疑慮。 1.2 氣動機械手的設計要求 1.2.2 課題的設計要求本課題將要完成的主要任務如下: (1)機械手為通用機械手，因此相對於專用機械手來說，它的適用面相對較廣。 (2)選取機械手的座標型式和自由度。 (3)設計出機械手的各執行機構，包括:手部、手腕、手臂等部件的設計。為了使通用性更強，手部設計成可更換結構，不僅可以應用於夾持式手指來抓取棒料工件，在工業需要的時候還可以用氣流負壓式吸盤來吸取板料工件。 (4)氣壓傳動系統的設計本課題將設計出機械手的氣壓傳動系統，包括氣動元器件的選取，氣動迴路的設計，並繪出氣動原理圖。 (5)機械手的控制系統的設計本機械手擬採用可編程序控制器(PLC)對機械手進行控制，本課題將要選取PLC型號，根據機械手的工作流程編制出PLC程序，並畫出梯形圖。 1.3 機械手的系統工作原理及組成機械手的系統工作原理框圖如圖1-1所示。 圖1-1機械手的系統工作原理框圖 機械手的工作原理：機械手主要由執行機構、驅動系統、控制系統以及位置檢測裝置等所組成。在PLC程序控制的條件下，採用氣壓傳動方式，來實現執行機構的相應部位發生規定要求的，有順序，有運動軌跡，有一定速度和時間的動作。同時按其控制系統的信息對執行機構發出指令，必要時可對機械手的動作進行監視，當動作有錯誤或發生故障時即發出報警信號。位置檢測裝置隨時將執行機構的實際位置反饋給控制系統，並與設定的位置進行比較，然後通過控制系統進行調整，從而使執行機構以一定的精度達到設定位置. (一)執行機構包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設行走機構。 1、手部即與物件接觸的部件。由於與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們採用夾持式手部結構。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機構所構成。手指是與物件直接接觸的構件，常用的手指運動形式有回轉型和平移型。回轉型手指結構簡單，製造容易，故應用較廣泛。平移型應用較少，其原因是結構比較復雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結構取決於被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內孔)和物件的重量及尺寸。而傳力機構則通過手指產生夾緊力來完成夾放物件的任務。傳力機構型式較多時常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。 2、手腕是連接手部和手臂的部件，並可用來調整被抓取物件的方位(即姿勢) 3、手臂手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動手指去抓取物件，並按預定要求將其搬運到指定的位置。工業機械手的手臂通常由驅動手臂運動的部件(如油缸、氣缸、齒輪齒條機構、連桿機構、螺旋機構和凸輪機構等)與驅動源(如液壓、氣壓或電機等)相配合，以實現手臂的各種運動。 4、立柱立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉運動和升降(或俯仰)運動均與立柱有密切的聯系。機械手的立柱因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。 5、機座機座是機械手的基礎部分，機械手執行機構的各部件和驅動系統均安裝於機座上，故起支撐和連接的作用。 (二)驅動系統驅動系統是驅動工業機械手執行機構運動的。它由動力裝置、調節裝置和輔助裝置組成。常用的驅動系統有液壓傳動、 氣壓傳動、機械傳動。 (三)控制系統控制系統是支配著工業機械手按規定的要求運動的系統。目前工業機械手的控制系統一般由程序控制系統和電氣定位(或機械擋塊定位)系統組成。該機械手採用的是PLC程序控制系統，它支配著機械手按規定的程序運動，並記憶人們給予機械手的指令信息(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，同時按其控制系統的信息對執行機構發出指令，必要時可對機械手的動作進行監視，當動作有錯誤或發生故障時即發出報警信號。 (四)位置檢測裝置控制機械手執行機構的運動位置，並隨時將執行機構的實際位置反饋給控制系統，並與設定的位置進行比較，然後通過控制系統進行調整，從而使執行機構以一定的精度達到設定位置. 第二章 機械手的整體設計方案
參考資料： http://sunqiliang99.blog.163.com
❻ 某工業機器人末端需要設計楔塊杠桿式回轉行夾持器，如圖所示
行路難·大道如青天(李白)