机械原理课程设计说明书

机械原理课程设计

说 明 书

报告题目：车载货物货物装卸机械手运动方案设计 学生姓名： XXX 学生学号： 20XXXXXXXXXX

专业班级： 机械设计制造及其自动化XXXX班 指导老师： XXX

学院名称： 机械与运载工程学院

2014年 7月17 日

目 录

一、设计任务书……………………………………………………………3

1.设计课题

2.技术现状和发展前景 3设计要求

二、系统功能原理分析……………………………………………………6

1. 总功能 2. 系统工作原理 3. 子功能分解

三、机构方案拟订…………………………………………………………7

1. 各执行构件运动设计

2. 功能元候选机构形态学矩阵表 3. 运动实现方案机构网络图 4. 优选方案

四、机构的运动尺寸设计…………………………………………………10

1. 系统工作循环图 2. 各机构的尺度综合

五、系统机构运动简图……………………………………………………12 六、设计总结………………………………………………………………14 参考文献……………………………………………………………………15 附录

一、 设计任务书

1设计课题

2技术现状与发展趋势

装卸活动是随运输和保管等活动而产生的必要活动，在物流过程中，装卸活动是不断出现和反复进行的，它出现的频率高于其它各项物流活动，每次装卸活动都要花费很长时间，装卸活动所消耗的人力也很多，所以装卸费用在物流成本中所占的比重也较高。此外，进行装卸操作时往往需要接触货物，因此，这是在物流过程中造成货物破损、散失、损耗、混合等损失的主要环节。由此可见，装卸活动是影响物流效率、决定物流技术经济效果的重要环节。

传统的车载货物的

装卸靠人抬肩扛，不仅人工成本高，而且效率较低，容易出现货物的损坏。随着物流行业的发展，如何提高货物的装卸效率是各大企业面临的主要问题之一。20世纪70年代中期，具有自动载货功能的AGV（Automatic Guided Vehicle）在欧洲得到迅速的推广和应用，并被美国用于自动化仓储系统和柔性装配系统的运输，极大地提高了货物装卸的能力。同时汽车液压升降尾板的出现也很好的解决了货物搬运中的传动和载重问题。但是以上系统存在着成本高，受时间和空间的限制，需要一定的操作技术等问题，对于一些小规模或私人运输的车主造成了不便。为了解决这些问题，在基于AGV和汽车升降尾板的理论基础上，我们设计了可以利用车载液压系统进行传动，车载式便捷的装卸机械手。所谓机械手，其主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。一般来说自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广。随着计算机和自动控制技术的迅速发展,机械手机器人的应用可以提高劳动生产率和产品质量,改善劳动条件,解决劳动力不足等问题。利用车载系统的液压系统，所设计的机械手可以不用额外的外加动力装置，同时传动平稳保证了装卸过程的稳定，车载式实现了不分时间和地点的装卸。利用机械手实现货物的搬运，举升，卸载，归位等过程，从

而减少了人力劳动，提高了工作效率。

3设计要求

（1）设计题目（包括设计条件和要求）； （2）机构运动简图或设计方案的确定过程； （3）全部原始数据；

（4）完成设计所用方法及其原理的简要说明；

（5）建立设计所需的数学模型并列出必要的计算公式、计算过程及说明；

（6）绘出计算机程序框图，写出自编的程序；若调用其他子程序．应写出子程序名，并自编出主程序； （7）列出设计计算结果并画出主要曲线图；

（8）对设计结果进行分析讨论，写出课程设计的收获和体会； （9）列出主要参考文献资料。

二系统功能原理分析

三机构方案拟定

1 各执行构件运动设计 1）进给执行构件运动设计

由于该运动只是简单的直线往返间歇运动，进给量（位移）S=V*t； 由要求知垃圾箱距车身1.5m，所以最大位移S=1.5m，已知一个周期T=60s，由于预设了此过程的运动时间为10s，所以V=0.15m/s。之后停歇40s，再返回耗时10s。 2）夹放执行构件运动设计 该运动为旋转往复运动，擒纵机构将以展开姿态使两臂平行贴于车体侧面，并且实现能在动力源与夹持装置不在同一水平线上运动。已知垃圾箱直径为Φ500mm，预设加紧时间为5s，旋转构件的半径为90mm，夹子加紧后为正六边型，算得夹子边长为2880mm，最大转角ψ=60°，角速度ω=0.21rad/s。之后在举升往返时均处于加紧状态，此时间为30s，之后5s松开垃圾箱，然后保持。

3）举升执行构件运动设计

该运动为连续旋转往复曲线运动，由已知车厢顶部距机构的位置为1500mm，可得旋转半径1500mm，预设举升为20s,停留4s,返回6s，最大转角100°。可得举升ω=0.087rad/s,返回时ω=0.291rad/s。

3运动实现方案机构网络图

方案Ⅰ：

方案Ⅲ：

四机构的运动尺寸设计

1系统工作循环图

车载货物货物装卸机械手的三个部分为进给机构、夹放机构和举升机构，其工作循环图如图4-1和4-2所示。

2各机构的尺度综合

（1）液压传动机构1 （2）液压传动机构2 （3）曲柄滑块机构 （4）杠杆式夹持机构 （5）线轮摆动机构

1、升举机构的设计思路 即线轮摆动机构

由于动力源的限制，只能使用两个液压泵，系统的功能主要分为三项，其一为进给，其二为抓取，其三为升举，均需要动力，故选择进给与升举为同一个动力源。欲达到指定功能要求，必须在进给的过程中吗，某一时间内以进给动力为输入装置，将其转化为往复摆转机构。在滑块前方放置一个线轮，当推行到某一距离时，使用刹车装置将线轮抱死，使线长不变，举升杆在水平推力及拉力下做摆转运动。

2、举升机构的尺寸设计

欲使进给过程中达到翻转，使预定功能达到往复摆转的目的，使转角在20秒达到100°，在其顶端停留4秒，回来过程中持续6秒。即，φ=100°，t上=20s，t下=6s，线轮绕着滑块运动的同时也绕着线的另一固定铰处。

五系统机构运动简图

由液压缸1推动活塞使液压传动系统1带动与之铰接的曲柄滑块机构运动，滑块推动机械手臂水平进给，位移为1.5米，然后保持，再由液压缸2推动活塞使液压传动系统2带动杠杆式夹持机构中的齿条运动，从而带动与之啮合的齿轮运动，使夹持机构夹紧货箱，并且线轮抱死，此时机械手爪的摆角为120°，之后保持。然后由液压缸1继续推动活塞通过液压传动系统1使滑块继续向前运动，同时机械手臂在抱死的线轮和滑块的作用下绕着线轮外壁向上转动，当滑块运动位移达到2.2米时，机械手臂摆角达到最大，为100°，并且停留4秒倾倒，之后液压缸1带动活塞使液压传动系统1

带动曲柄滑块机构返

回，机械手臂降回水平位置，然后由液压缸2推动活塞通过液压传动系统2反向推动齿条，使就机械手爪松开 …… 此处隐藏：2073字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……