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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




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。

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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;

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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

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