多自由度重载搬运液压机械臂运动分析及驱动控制系统设计任务书
2020-02-20 08:02
1. 毕业设计（论文）主要内容：
待完善
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地铁隧道钢护板搬运机械臂结构和作业工况示意如图示，拟设计的工况、功能及技术参数要求如下：
图1，机械臂机械臂结构和作业工况
1. 机器人以电机为动力源，分为两个系统，即机械臂基座支腿和6自由度（含基座纵向滑移）机械臂装置，各关节和支腿均为液压驱动，由无线遥控器操控，机械臂各关节可独立运行，也可任意组合运行，手动操控，无需编程。
2. 技术参数要求如下表所示：
| 名 称 | 规 格 | |
| 结 构 | 多关节机械手（六自由度） | |
| 最大搬运负载 | 1000kg | |
| 机械臂总装重量 | ≤3000㎏ | |
| 机械臂 驱动方式
| T（滑移） | 液压缸 |
| R1（基座回转） | 回转驱动 | |
| R2（大臂变幅） | 液压缸 | |
| R3（小臂变幅） | 液压缸 | |
| R4(小臂腕端回转） | 摆动液压缸 | |
| R5（腕俯仰摆动） | 液压缸 | |
| 动作范围 | T（滑移） | ±100mm |
| R1（基座回转） | 0°~360° | |
| R2（大臂变幅） | 60°~150° | |
| R3（小臂变幅） | 30°~100° | |
| R4(小臂腕端回转） | ±10° | |
| R5（腕俯仰摆动） | -10°~＋50° | |
| 最大速度 | T（滑移） | 200mm/s |
| R1（基座回转） | 90°/s | |
| R2（大臂变幅） | 1.05rad/s，60°/s | |
| R3（小臂变幅） | 1.05 rad/s ，60°/s | |
| R4(小臂腕端回转） | 0.35 rad/s ，20°/s | |
| R5（腕俯仰摆动） | 0.87 rad/s ，50°/s | |
| 液压动力站和多路阀组 | 安装在机械臂回转台上并作为平衡配重 | 700㎏ |
| 支腿油缸 | 4只，带液压锁和球铰支撑垫 | 缸径80㎜，杆径50㎜，行程600㎜ |
| 施工工况和护板规格 | 施工隧道直径 | 5400㎜ |
| 小车行走轨道面玄高 | 800㎜ | |
| 小车平台高度 | 1000㎜ | |
| 护板规格（材料为热轧板） | 板宽均为1200㎜，厚度10㎜，弯曲半径2700㎜，6片不同圆弧角的钢板焊接，其中3片圆弧夹角67°，1片50°，1片30°，1片20°。 |
3. 机械臂安装在小车底盘车架承载台上，钢护板放置在搬运机械臂和焊接机器人之间的车架承载台上，作业环境布局如图1所示。
4. 机械臂回转由液压马达驱动，腕部转动由液压摆动缸驱动，其它由活塞液压缸驱动，均由比例多路阀操控（带手动操控杆），各液压驱动执行元件均要求能实现锁紧保压定位；
5，钢板上有吊耳，利用插销与机械臂手抓连接，与另一片钢板点焊固定后再脱开。
6，液压系统具有散热、过载保护、运行参数显示等监控功能。2. 毕业设计（论文）主要任务及要求
针对以上设计内容要求，完成不少于1.0万字的毕业设计论文，要求论文文理通顺、系统方案分析论证充分、运动分析明确，设计计算过程清晰完整、液压驱动控制系统合理实用、机构和系统设计结果明确，有独立见解和一定创新，并符合各项设计规范要求。
图纸要求提供总液压系统原理图，机械臂装配图和基座支撑及滑移台设计图，总计不少于折合4张1#图纸。
英文资料翻译折合不少于5千汉字，并与原文一并装订提交。
3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排
1-2周 收集资料进行整体方案设计；
3-4周 完成开题报告和英文文献翻译；
5-7周 机械臂运动分析，设计并绘制机械臂机构图；
4. 主要参考文献
1.雷天觉，新编液压工程手册，机械工业出版社，1998，北京2.李壮云，液压元件与系统设计，机械工业出版社，2005，北京
3.熊有伦，机器人学.华中科技大学出版社，2018，武汉
4.王春行，液压控制系统，机械工业出版社，2003，北京
