采摘機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化專業(yè)論文設(shè)計(jì)

《采摘機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化專業(yè)論文設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《采摘機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化專業(yè)論文設(shè)計(jì)（37頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、本科論文 目 錄 摘 要 I Abstract III 引 言 1 1 諸論 3 1.1 研究目的與意義 3 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4 1.2.1 國(guó)外采摘機(jī)械手技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 5 1.2.2 國(guó)內(nèi)采摘機(jī)械手技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 5 1.3 本文研究?jī)?nèi)容 7 2 采摘機(jī)械手工作原理 9 2.1 采摘機(jī)械手的工作原理 9 2.2 采摘機(jī)械手裝置總體方案設(shè)計(jì) 9 2.3 采摘機(jī)械手裝置動(dòng)力 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 2.4 采摘機(jī)械手裝置大臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 2.5 采摘機(jī)械手裝置抓手機(jī)構(gòu) 11 2.6 采摘機(jī)械手裝置傳送機(jī)構(gòu) 12 2.7 采摘機(jī)械手裝置機(jī)架

2、設(shè)計(jì) 13 2.8 整體方案模型 13 3 采摘機(jī)械手裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 3.1 電機(jī)選型計(jì)算 14 3.2 旋轉(zhuǎn)氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算 14 3.2.1缸內(nèi)徑 15 3.2.2氣缸缸桿直徑 15 3.2.3氣缸缸筒長(zhǎng)度 15 3.2.4導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度 16 3.2.5最小導(dǎo)向的長(zhǎng)度 16 3.3 抓手氣缸的計(jì)算 16 3.3.1驅(qū)動(dòng)力 16 3.3.2氣缸的直徑 18 3.3.3缸筒壁厚的設(shè)計(jì) 20 3.4 軸承選型和壽命計(jì)算 21 3.4.1軸承類型 21 3.4.2軸承選擇的基本原則 22 結(jié) 論 24 參考文獻(xiàn) 26 致 謝 28

3、 摘 要 著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，各種加工制造技術(shù)的不斷提升,使得機(jī)械手的相關(guān)研發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)也得到較快的發(fā)展，使用性能日益穩(wěn)定，功能日益趨向多樣化,使得采摘機(jī)械手設(shè)備在生產(chǎn)實(shí)際中的諸行諸業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，為生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)揮著巨大價(jià)值。21世紀(jì)之后,機(jī)器人技術(shù)同樣取得了較大的基本和發(fā)展,特別是在采摘機(jī)械手方面，取得的進(jìn)步成果顯著,在現(xiàn)代多品種小批量的柔性生產(chǎn)制造模式中得到較好的應(yīng)用，具有極強(qiáng)的實(shí)際使用價(jià)值。本文設(shè)計(jì)針對(duì)采摘機(jī)械手設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，對(duì)其主要機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)確定，并對(duì)機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 首先

4、研究分析本文設(shè)計(jì)制造采摘機(jī)械手設(shè)備的實(shí)際工作要求，對(duì)其所涉及的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行明確,積累設(shè)備設(shè)計(jì)制造的理論參數(shù)。基于現(xiàn)有相關(guān)機(jī)器人設(shè)備的相關(guān)內(nèi)容和設(shè)計(jì)技術(shù),結(jié)合本文設(shè)計(jì)制造機(jī)械手設(shè)備的實(shí)際使用工況，綜合各項(xiàng)因素，設(shè)計(jì)確定采摘機(jī)械手設(shè)備的整體設(shè)計(jì)方案，并確定其主要部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)。本文深入研究采摘機(jī)械手裝置應(yīng)用背景和發(fā)展情況，通過學(xué)習(xí)和查閱相關(guān)學(xué)習(xí)資料和文獻(xiàn)，了解了采摘機(jī)械手結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和傳動(dòng)原理等專業(yè)特點(diǎn)，充分運(yùn)用所學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠保證工作質(zhì)量、縮短工作流程，結(jié)構(gòu)緊湊合理，傳動(dòng)高效的采摘機(jī)械手裝置。設(shè)計(jì)的采摘機(jī)械手裝置主要由采摘機(jī)械手裝置動(dòng)力機(jī)構(gòu)、采摘機(jī)械手裝置動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、采摘

5、機(jī)械手裝置抓手機(jī)構(gòu)和采摘機(jī)械手裝置機(jī)架。經(jīng)過多次試運(yùn)行和試驗(yàn)，本文設(shè)計(jì)的采摘機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)高效率實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采摘果蔬功能，進(jìn)而提高工作效果和工作質(zhì)量。在設(shè)計(jì)完成整個(gè)設(shè)備之后，借助計(jì)算機(jī)三維軟件SolidWorks繪制本文設(shè)計(jì)制造采摘機(jī)械手設(shè)備各個(gè)零部件的三維結(jié)構(gòu)模型，同時(shí)裝配得到整套設(shè)備的總體三維模型，借助該軟件還能夠?qū)υO(shè)備各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，確保各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)作業(yè)過程不會(huì)發(fā)生相互干涉影響。 關(guān)鍵詞：采摘功能；機(jī)械手；氣壓傳動(dòng)；機(jī)械設(shè)計(jì)；三維模型 Abstract With the development of science and technology, and the

6、 continuous improvement of various processing and manufacturing technologies, the relevant R & D and design technologies of the manipulator have also been developed rapidly, with the increasingly stable use performance and diversified functions, making the picking manipulator equipment widely used i

7、n various industries in the production practice, playing a huge value for the production practice. After the 21st century, robot technology has also made great basic and development, especially in the picking manipulator, the progress achieved is significant, in the modern multi varieties and small

8、batch flexible production and manufacturing mode has been better application, has a strong practical value. In this paper, the design and manufacture of picking manipulator equipment, the design and determination of its main mechanism structure, and the design and calculation of the main parameters

9、of the mechanism. First of all, this paper studies and analyzes the actual work requirements of the design and manufacture of the picking manipulator equipment, makes clear the technical parameters involved, and accumulates the theoretical parameters of the design and manufacture of the equipmen

10、t. Based on the relevant content and design technology of the existing robot equipment, combined with the actual use conditions of the design and manufacturing manipulator equipment in this paper, the overall design scheme of the picking manipulator equipment is designed and determined, and the mech

11、anical structure of the main part is determined. This paper deeply studies the application background and development of the picking manipulator device. Through studying and consulting the relevant learning materials and literature, it understands the structural characteristics and transmission prin

12、ciple of the picking manipulator, and fully uses the relevant knowledge of the mechanical design learned to design a picking manipulator assembly that can guarantee the work quality, shorten the work flow, compact and reasonable structure, and drive efficiently Set. The design of the picking manipul

13、ator mainly consists of the power mechanism of the picking manipulator, the power transmission mechanism of the picking manipulator, the grab mechanism of the picking manipulator and the frame of the picking manipulator. After many trial operation and tests, the picking manipulator designed in this

14、paper can realize the function of automatic picking fruits and vegetables with high efficiency, and then improve the working effect and quality. After the design of the whole equipment, with the help of Solidworks, this paper draws the three-dimensional structure model of each part of the picking ma

15、nipulator equipment, and at the same time assembles the overall three-dimensional model of the whole equipment. With the help of this software, the operation state of each mechanism of the equipment can also be checked to ensure that the movement process of each mechanism will not interfere with eac

16、h other influence. Key words: picking function; manipulator; high efficiency; mechanical design; 3D model 引 言 二十一世紀(jì)以來，在我國(guó)強(qiáng)大的科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的推動(dòng)下，機(jī)器人越來越廣泛的應(yīng)用在勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)和危險(xiǎn)性行業(yè)之中，例如傳統(tǒng)物流行業(yè)的碼垛機(jī)，或者農(nóng)機(jī)領(lǐng)域、制造業(yè)中的焊接技術(shù)、涂膠技術(shù)等。機(jī)器人是可以模仿人的動(dòng)作，自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器，其可以通過預(yù)先設(shè)定好的程序或通過人工智能自助判斷，來輔助人們完成工作。 廣義上一般將用于工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)器人命名為工業(yè)機(jī)器人，

17、目前已全部實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。這種機(jī)電一體化的運(yùn)動(dòng)裝置已經(jīng)可以代替人來實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的基本動(dòng)作，比如說搬運(yùn)材料或者焊接、涂膠等技術(shù)操作，主要通過編程來實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作。機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用是對(duì)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域、傳感器領(lǐng)域、人工智能領(lǐng)域成果價(jià)值的體現(xiàn)。 采摘機(jī)器人是農(nóng)業(yè)機(jī)器人的重要一部分，可從分離用機(jī)器人的信息感知力，通過機(jī)器視覺識(shí)別被采集對(duì)象的成熟度，從而保證果實(shí)的采摘質(zhì)量。采摘機(jī)器人能夠在降低采集成本的同時(shí)提高等水果蔬菜的采摘效率，并且水果采摘機(jī)器人有很大的市場(chǎng)缺口，其未來發(fā)展?jié)摿薮?。摘果機(jī)械手作為采摘機(jī)器人的核心部件，在采摘機(jī)器人的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用. 在促進(jìn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化發(fā)展，降低

18、生產(chǎn)成本的前提下，提高果實(shí)采摘質(zhì)量與采摘效率。通過查閱相關(guān)資料與深入調(diào)研，市場(chǎng)上相關(guān)產(chǎn)品較少且實(shí)用性不足，因此果實(shí)采摘機(jī)械手的的市場(chǎng)前景廣闊。涉及一款輕巧，靈便，且滿足使用要求的水果采摘機(jī)械手變得十分迫切且意義重大 在傳統(tǒng)的農(nóng)機(jī)行業(yè)，由于采摘的工作形式簡(jiǎn)單，但工作強(qiáng)度高。但在機(jī)器人行業(yè)廣泛發(fā)展的今天，僅靠人力來實(shí)現(xiàn)采摘已經(jīng)不現(xiàn)實(shí)了，其所帶來的人力成本也非常的高昂。這時(shí)候利用機(jī)械設(shè)備對(duì)果品進(jìn)行采摘開始走進(jìn)科學(xué)研究的范疇。計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域、傳感器領(lǐng)域、人工智能領(lǐng)域高速發(fā)展的今天，通過編程來控制采摘機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)來克服上述人力困難已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)。

19、 1 諸論 1.1 研究目的與意義 黨的十九大報(bào)告明確提出要不斷改善人民生活和現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系。新時(shí)代黨和國(guó)家更加重視民生，本文設(shè)計(jì)的采摘機(jī)械手既能夠改善民生也能推進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能夠提高人們生活質(zhì)量和為制造業(yè)創(chuàng)效，因此采摘機(jī)械手也孕育而生。農(nóng)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的根基, 尤其是當(dāng)前我國(guó)正處于全面建設(shè)小康社會(huì)的決勝期。我國(guó)又是水果大國(guó)，采摘也是一種繁重的體力工作，需要一個(gè)裝置替代人們實(shí)現(xiàn)采摘功能，因此采摘機(jī)械手裝置也孕育而生。 隨科技不斷發(fā)展和智能制造的興起，機(jī)器人已經(jīng)越來越廣泛應(yīng)用在多種領(lǐng)域，機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用是對(duì)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活服務(wù)領(lǐng)域成果價(jià)值的體現(xiàn)。隨著水果豐收

20、季節(jié)到來，采摘工作量也隨之增加，因此對(duì)采摘機(jī)械手要求也隨之提高，進(jìn)而對(duì)機(jī)械制造業(yè)提出了更高要求，促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，自動(dòng)采摘工作效率和質(zhì)量也是農(nóng)機(jī)行業(yè)加速發(fā)展的關(guān)鍵。隨著社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展，人們對(duì)生活的舒適度要求也日益提高，為了提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量就是當(dāng)務(wù)之急，改變傳統(tǒng)的直接人工方式或者半自動(dòng)采摘機(jī)械手，采用一種新型的全自動(dòng)采摘機(jī)械手機(jī)構(gòu)，該裝置大大提升生產(chǎn)效率的同時(shí)還能夠提高成品質(zhì)量，隨著批量生產(chǎn)和裝置的廣泛應(yīng)用，因此成品的成本也隨之降低。本文設(shè)計(jì)的采摘機(jī)械手在傳統(tǒng)的采摘機(jī)械手基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)工作，能夠大大降低人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且提高高端行業(yè)的工作效率，而且能夠滿足不同

21、場(chǎng)合對(duì)采摘機(jī)械手的需求。 早期采摘果蔬工作是通過人工或半自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，即人工采摘，這樣不僅僅工作效率低，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對(duì)于過太高的地方，人們需要借助工具采摘，一個(gè)人無法勝任，需求多人，這樣就大大增加成本，而且受人工經(jīng)驗(yàn)影響，采摘質(zhì)量不高。因此傳統(tǒng)的方式方法已經(jīng)逐漸被淘汰，退出市場(chǎng)。隨著社會(huì)進(jìn)步，人們?cè)O(shè)計(jì)了電動(dòng)代替人工，實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工，這樣可以一定程度提高工作效率和精度，因此一個(gè)穩(wěn)定可靠的采摘機(jī)械手，進(jìn)而提高工作效率和精度，進(jìn)一步提高企業(yè)收益。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著世界經(jīng)濟(jì)和科技加速發(fā)展的腳步，智能制造推進(jìn)的速度也隨之加快，而且市場(chǎng)對(duì)其需求也越來越多，市場(chǎng)需求對(duì)農(nóng)機(jī)行業(yè)設(shè)備加工效率、生產(chǎn)質(zhì)

22、量及成品質(zhì)量也提出了更高的要求。國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展較早，農(nóng)機(jī)等行業(yè)起步也相對(duì)國(guó)內(nèi)較早，而且經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，國(guó)外的人工成本較高，因此采摘機(jī)械手也孕育而生，并且較早的應(yīng)用在各種行業(yè)領(lǐng)域，采摘機(jī)械手技術(shù)也日趨成熟。近年來隨之國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)崛起，國(guó)內(nèi)用人成本也與日俱增，而且市場(chǎng)對(duì)采摘質(zhì)量要求也越來越高，因此采摘機(jī)械手在國(guó)內(nèi)的需求也會(huì)越來越廣泛，也受到人們和專家的關(guān)注。和很多機(jī)械裝置類似，國(guó)外率先著手研究和設(shè)計(jì)采摘機(jī)械手，這也導(dǎo)致了國(guó)外的技術(shù)更加成熟更加可行可靠，因此早期的時(shí)候采摘機(jī)械手能夠投入使用。由于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展較晚，對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)內(nèi)著手研究采摘機(jī)械手相對(duì)較晚，因此科技發(fā)展初期，只能通過購(gòu)買國(guó)外技術(shù)或

23、者外國(guó)設(shè)計(jì)。 隨著機(jī)器人逐漸趨向自動(dòng)化、智能化，并且應(yīng)用用于許多領(lǐng)域，但在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域還沒有達(dá)到實(shí)際應(yīng)用。從20世紀(jì)80年代中期開始，很多國(guó)家都展開了果蔬收獲機(jī)器人方面的研究工作，涉及到的研究對(duì)象主要有蘋果、甜橙、蘑菇、西紅柿、藍(lán)莓還有蘑菇等多種果蔬。 1.2.1 國(guó)外采摘機(jī)械手技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 西班牙和法國(guó)的合作項(xiàng)目“CITRUS”使比較成功的柑橘采摘機(jī)器人，該項(xiàng)目于1988年開始啟動(dòng)，研制的柑橘采摘機(jī)器人最高能達(dá)到80％的采摘率。 蘋果采摘機(jī)器人在美國(guó)、法國(guó)、日本等過已有研究，其中Johan Baete和Seven Boedrij等人研制的蘋果采摘機(jī)器人，利用工業(yè)機(jī)器人的六自由度手

24、臂做機(jī)械手主體，手臂整體可在架子上金星水瓶和豎直方向移動(dòng)，在果園作業(yè)時(shí)，機(jī)械手由一臺(tái)拖拉機(jī)牽引。 從上世紀(jì)80年代開始，日本荷蘭等過都曾開發(fā)出個(gè)中國(guó)是采摘末端執(zhí)行器，取得了不少研究成果，但普遍存在采摘質(zhì)量和采摘效率偏低，機(jī)器比較笨重，通用性較差等缺點(diǎn)。美國(guó)弗羅里達(dá)大學(xué)研制了柑橘采摘末端執(zhí)行器，其依靠末端執(zhí)行器的內(nèi)部CCD攝像機(jī)和超聲波傳感器來探測(cè)水果位置。Johan Baete和Seven Boedrij等人研制的末端執(zhí)行器其前端樹脂管中裝有微型攝像頭，用于獲取末端執(zhí)行器正前方蘋果。 1.2.2 國(guó)內(nèi)采摘機(jī)械手技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 隨著世界經(jīng)濟(jì)和科技加速發(fā)展的腳步，智能制造推進(jìn)的速度也隨

25、之加快，而且市場(chǎng)對(duì)其需求也越來越多，市場(chǎng)需求對(duì)農(nóng)機(jī)行業(yè)設(shè)備加工效率、生產(chǎn)質(zhì)量及成品質(zhì)量也提出了更高的要求。國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展較早，農(nóng)機(jī)等行業(yè)起步也相對(duì)國(guó)內(nèi)較早，而且經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，國(guó)外的人工成本較高，因此采摘機(jī)械手也孕育而生，并且較早的應(yīng)用在各種行業(yè)領(lǐng)域，采摘機(jī)械手技術(shù)也日趨成熟。近年來隨之國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)崛起，國(guó)內(nèi)用人成本也與日俱增，而且市場(chǎng)對(duì)采摘質(zhì)量要求也越來越高，因此采摘機(jī)械手在國(guó)內(nèi)的需求也會(huì)越來越廣泛，也受到人們和專家的關(guān)注。和很多機(jī)械裝置類似，國(guó)外率先著手研究和設(shè)計(jì)采摘機(jī)械手，這也導(dǎo)致了國(guó)外的技術(shù)更加成熟更加可行可靠，因此早期的時(shí)候采摘機(jī)械手能夠投入使用。由于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展較晚，對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家

26、，國(guó)內(nèi)著手研究采摘機(jī)械手相對(duì)較晚，因此科技發(fā)展初期，只能通過購(gòu)買國(guó)外技術(shù)或者外國(guó)設(shè)計(jì)。中國(guó)作為一個(gè)果蔬生產(chǎn)大國(guó)，中國(guó)在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化方面起步晚于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，因此加快我國(guó)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化機(jī)械化進(jìn)程，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必經(jīng)之路。農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展大大推動(dòng)機(jī)械手的發(fā)展，機(jī)械手的發(fā)展將大大提高機(jī)器人的實(shí)用性和高效性。我國(guó)在農(nóng)業(yè)機(jī)器人采摘方面的研究始于20世紀(jì)90年代中期，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，但不少院校、研究所都在進(jìn)行采摘機(jī)器人和智能農(nóng)業(yè)機(jī)械相關(guān)的研究。東北東林大學(xué)陸懷民開發(fā)了林木球果采摘機(jī)器人，浙江大學(xué)對(duì)番茄采摘機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析，上海交通大學(xué)對(duì)黃瓜采摘機(jī)器人進(jìn)行了相應(yīng)的研究。在這之中，東北林業(yè)

27、大學(xué)的陸懷民研制的林木球果采摘機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)行了采摘實(shí)驗(yàn)。 深入研究其總體設(shè)計(jì)方案和工作原理，然后再對(duì)采摘機(jī)械手進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，這樣會(huì)嚴(yán)重制約國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，也會(huì)造成采摘機(jī)械手成本過高，而且由于采購(gòu)國(guó)外技術(shù)，售后很不方便，有時(shí)候不僅僅要支付很高的費(fèi)用，而且也會(huì)受到國(guó)外技術(shù)的掣肘，這樣就會(huì)嚴(yán)重影響國(guó)內(nèi)技術(shù)進(jìn)步和和經(jīng)濟(jì)發(fā)展介于上述多種不利因素的影響，國(guó)內(nèi)通過長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)和研究，發(fā)現(xiàn)采摘機(jī)械手工作原理和總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，國(guó)內(nèi)的研究院或者專家有能力通過自己努力研究，設(shè)計(jì)出高效高質(zhì)量的采摘機(jī)械手，因此很多國(guó)內(nèi)科學(xué)家和研究院著手設(shè)計(jì)采摘機(jī)械手，這樣不僅僅能夠提高國(guó)家科技進(jìn)步，快速發(fā)展經(jīng)濟(jì)，更主

28、要的是國(guó)內(nèi)的研發(fā)能夠便于采摘機(jī)械手維護(hù)，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本。通過國(guó)內(nèi)專家多年潛心研究，采摘機(jī)械手技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，而且將生產(chǎn)的采摘機(jī)械手投放到市場(chǎng)試運(yùn)行的過程中，其部分工作指標(biāo)甚至優(yōu)于國(guó)外設(shè)備。通過上述對(duì)比國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，不難發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)的技術(shù)研究雖然晚于國(guó)外，但是實(shí)力已經(jīng)趕上甚至超過國(guó)外技術(shù)水平，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)采摘機(jī)械手已經(jīng)能夠滿足國(guó)民需求。 1.3 本文研究?jī)?nèi)容 本文針對(duì)提高民生質(zhì)量的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量高效率采摘機(jī)械手，進(jìn)而提高農(nóng)機(jī)行業(yè)加工效率和質(zhì)量，其主要功能是能夠平穩(wěn)可靠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采摘功能，而且還能提高銷量，提高企業(yè)收益。為此要設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率和質(zhì)量符合要求采摘機(jī)械

29、手。 本文研究思路： （1）通過查閱相關(guān)資料，結(jié)合國(guó)內(nèi)外該裝置的發(fā)展情況，論述采摘機(jī)械手歷史發(fā)展和現(xiàn)階段的裝置的發(fā)展現(xiàn)狀，以及采摘機(jī)械手未來的發(fā)展演變，充分運(yùn)用所學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，對(duì)采摘機(jī)械手有了更加深刻的了解。 （2）根據(jù)所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)采摘機(jī)械手的傳動(dòng)原理，并制定整個(gè)裝置的設(shè)計(jì)方案，使得采摘機(jī)械手能夠滿足預(yù)期的目標(biāo)功能和實(shí)際工況。 （3）確定采摘機(jī)械手工作原理和結(jié)構(gòu)，對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行選型計(jì)算，并對(duì)部分的機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算和校核，確保所設(shè)計(jì)的方案和原理可行性和可靠性。 （4）根據(jù)設(shè)計(jì)方案、工作原理，利用SolidWorks建立采摘機(jī)械手的三維模型，在建模的過程中，對(duì)設(shè)計(jì)方案再進(jìn)行修改完善

30、，確保所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能夠符合工況和實(shí)際需求。 2 采摘機(jī)械手工作原理 2.1 采摘機(jī)械手的工作原理 通過分析采摘機(jī)械手裝置的機(jī)械原理，設(shè)計(jì)了采摘機(jī)械手裝置裝置，其由電機(jī)、傳動(dòng)齒輪、旋轉(zhuǎn)氣缸、伸縮氣缸、傳送帶和軸承等零部件組成，通過一部機(jī)器就能完成水果采摘功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。本文選擇電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，通過齒輪嚙合傳動(dòng)將電機(jī)動(dòng)力傳遞至傳動(dòng)齒輪，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手大臂的轉(zhuǎn)動(dòng)；通過旋轉(zhuǎn)氣缸和伸縮氣缸實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)和抓緊松開動(dòng)作；通過電機(jī)帶動(dòng)傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)水果的輸送

31、。通過以上裝置的相互配合實(shí)現(xiàn)采摘機(jī)械手的相關(guān)功能。 通過機(jī)構(gòu)分析和簡(jiǎn)單的控制原理，設(shè)計(jì)采摘機(jī)械手裝置，可以實(shí)現(xiàn)采摘機(jī)械手裝置全自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)。即提高了水果采摘的效率，還能夠大大降低人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且能夠滿足生產(chǎn)加工企業(yè)對(duì)采摘裝置的需求。下面介紹該裝置的設(shè)計(jì)思路和機(jī)構(gòu)組成。 2.2 采摘機(jī)械手裝置總體方案設(shè)計(jì) 采摘機(jī)械手裝置主要分為三個(gè)部分，動(dòng)力源的產(chǎn)生、動(dòng)力傳遞以及動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的功能。根據(jù)其分類，本裝置設(shè)計(jì)為動(dòng)力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)、動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及支撐結(jié)構(gòu)四大部分。 上述結(jié)構(gòu)方案包括四部分，采摘機(jī)械手裝置動(dòng)力機(jī)構(gòu)、采摘機(jī)械手裝置動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、采摘機(jī)械手裝置抓手

32、機(jī)構(gòu)、采摘機(jī)械手裝置傳送機(jī)構(gòu)和采摘機(jī)械手裝置機(jī)架。采摘機(jī)械手裝置動(dòng)力機(jī)構(gòu)，選用電機(jī)提供動(dòng)力源。采摘機(jī)械手裝置大臂機(jī)構(gòu)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，分別實(shí)現(xiàn)采摘機(jī)械手的水平旋轉(zhuǎn)，第一節(jié)和第二節(jié)大臂在垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)和機(jī)械手手腕的垂直轉(zhuǎn)動(dòng)。采摘機(jī)械手裝置抓手機(jī)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)氣缸帶動(dòng)抓手進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮氣缸帶動(dòng)拉桿前后移動(dòng)帶動(dòng)手抓圍繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)抓手的抓取和松開。采摘機(jī)械手裝置傳送機(jī)構(gòu)，通過電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)，張緊軸將傳送帶張緊。采摘機(jī)械手裝置機(jī)架為了操作方便，平穩(wěn)運(yùn)行，設(shè)計(jì)機(jī)架裝置，保證整體設(shè)計(jì)平穩(wěn)高效。 2.3 采摘機(jī)械手裝置動(dòng)力 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 隨著時(shí)代進(jìn)步，動(dòng)力源產(chǎn)生裝置主要有柴油機(jī)、

33、汽油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)等一些新能源動(dòng)力機(jī)等。綜合考慮本裝置設(shè)計(jì)方案、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為了后期便于維護(hù)等因素，采摘機(jī)械手裝置選用電機(jī)作為動(dòng)力源產(chǎn)生機(jī)構(gòu)。 了解和分析采摘機(jī)械手裝置實(shí)際工況，綜合考慮本裝置設(shè)計(jì)方案、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、轉(zhuǎn)速和功率的需求，本裝置采用220V，200W的電機(jī)。該電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)就是不僅僅實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)位置精度，而且能夠很好控制速度，這樣就能夠平穩(wěn)可靠的驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。 2.4 采摘機(jī)械手裝置大臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 采摘機(jī)械手裝置大臂機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)、傳動(dòng)齒輪、軸承和支架等組成。采摘機(jī)械手裝置大臂機(jī)構(gòu)的作用是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，分別實(shí)現(xiàn)采摘機(jī)械手的水平旋轉(zhuǎn)，第一節(jié)和第二節(jié)大臂在垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)和機(jī)械

34、手手腕的垂直轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)計(jì)的采摘機(jī)械手裝置大臂機(jī)構(gòu)如圖2.1所示。 圖2.1 采摘機(jī)械手裝置大臂機(jī)構(gòu) 2.5 采摘機(jī)械手裝置抓手機(jī)構(gòu) 采摘機(jī)械手裝置抓手機(jī)構(gòu)是采摘機(jī)械手裝置的核心機(jī)構(gòu)。采摘機(jī)械手裝置抓手機(jī)構(gòu)主要由旋轉(zhuǎn)氣缸、伸縮氣缸、手抓和鉸鏈等組成。采摘機(jī)械手裝置抓手機(jī)構(gòu)作用是通過旋轉(zhuǎn)氣缸帶動(dòng)抓手進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮氣缸帶動(dòng)拉桿前后移動(dòng)帶動(dòng)手抓圍繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)抓手的抓取和松開。設(shè)計(jì)的采摘機(jī)械手裝置抓手機(jī)構(gòu)如圖2.2所示。 圖2.2 采摘機(jī)械手裝置抓手機(jī)構(gòu) 2.6 采摘機(jī)械手裝置傳送機(jī)構(gòu) 采摘機(jī)械手裝置傳送機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)、傳送帶、驅(qū)動(dòng)軸、張緊軸和軸承等組成。采摘機(jī)械手裝置傳送機(jī)構(gòu)作用

35、是通過電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)，張緊軸將傳送帶張緊。通過調(diào)節(jié)螺栓伸出長(zhǎng)度調(diào)節(jié)張緊輪的前后位置使皮帶能夠張緊，通過調(diào)節(jié)手輪實(shí)現(xiàn)傳送帶高度的調(diào)整。設(shè)計(jì)的采摘機(jī)械手裝置傳送機(jī)構(gòu)如圖2.3所示。 圖2.3 采摘機(jī)械手裝置傳送機(jī)構(gòu) 2.7 采摘機(jī)械手裝置機(jī)架設(shè)計(jì) 本裝置不僅僅是為了便于機(jī)構(gòu)安裝，而且還提供了各裝置的安裝接口，要考慮如何能夠快速高效的完成水果采摘等關(guān)于采摘機(jī)械手裝置功能的實(shí)現(xiàn)，因此機(jī)架對(duì)整個(gè)裝置也很重要。 為了合理布置機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率高，將動(dòng)力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)和動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在一起。機(jī)架材質(zhì)采用型鋼和鋼板焊接成骨架，這樣經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，還便于安裝、固定和后期維護(hù)。機(jī)架

36、和機(jī)構(gòu)的連接通過螺栓實(shí)現(xiàn)的，通過墊塊調(diào)整固定，這樣既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，還符合設(shè)計(jì)要求。 2.8 整體方案模型 通過上述設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)思路，以及各機(jī)構(gòu)的工作原理，通過三維軟件繪制采摘機(jī)械手裝置裝置三維模型，繪制過程中及時(shí)調(diào)整不合理的設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而得出比較合理可行的三維模型，如圖2.3所示。 圖2.4 采摘機(jī)械手裝置三維模型 3 采摘機(jī)械手裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 電機(jī)選型計(jì)算 電機(jī)選擇是否合理直接決定了整個(gè)裝置的性能，價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)的電機(jī)往往存在轉(zhuǎn)速和穩(wěn)定性不夠的缺點(diǎn)；價(jià)格高昂，轉(zhuǎn)速和穩(wěn)定性雖然滿足，但是會(huì)造成性能過剩，出現(xiàn)浪費(fèi)的現(xiàn)象，這樣不經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。因此在電機(jī)選型計(jì)

37、算的同時(shí)，不能只關(guān)注一點(diǎn)，要多指標(biāo)比較，權(quán)衡，而且根據(jù)工作環(huán)境不同，綜合考慮多種因素影響，找一個(gè)性價(jià)比最高的電機(jī)。 計(jì)算電機(jī)功率： （3-1） 本裝置承受果蔬的重量90KG，需要載荷為900N，其運(yùn)行速度v=0.2m/s,因此 通過考慮多方面因素影響，和裝置實(shí)際需求，為了考慮余量，本裝置選取功率為200W電機(jī)，其轉(zhuǎn)速為1000r/min，型號(hào)為臺(tái)達(dá)200。 3.2 旋轉(zhuǎn)氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)采摘機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)際工況，氣缸理論負(fù)載900N，氣缸在工作過程中要考慮摩擦

38、力對(duì)其影響，因此氣缸的實(shí)際負(fù)載值要大于氣缸理論負(fù)載值，這樣才能滿足實(shí)際工作需求，而氣缸理論負(fù)載值與實(shí)際值為負(fù)債率，其計(jì)算公式如下： β=（氣缸的理論負(fù)載/氣缸的實(shí)際負(fù)載）100% （3-2） 查閱相關(guān)資料可得表3.1： 表3.1氣缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與負(fù)載率 阻性負(fù)載（靜負(fù)載） 慣性負(fù)載的運(yùn)動(dòng)速度v 通過結(jié)構(gòu)分析和實(shí)際工況可知，本機(jī)構(gòu)的負(fù)載運(yùn)動(dòng)速度為v=50mm/s,， 查表2.1可知，β=0.55。 3.2.1缸內(nèi)徑 已知?dú)飧讓?shí)際負(fù)載值和安全系數(shù)1.3，則氣缸內(nèi)徑計(jì)算公式如下：

39、 （3-3） 將所得數(shù)值帶入公式，得 通過計(jì)算可得，氣缸的內(nèi)徑 為了設(shè)計(jì)余量，查閱相關(guān)資料可知，氣缸直徑選取D=80 mm 3.2.2氣缸缸桿直徑 （3-4） 通過計(jì)算得出氣缸直徑為24mm 3.2.3氣缸缸筒長(zhǎng)度 氣缸缸筒的長(zhǎng)度計(jì)算公式如下： （3-5） 式中，l—表示活塞的行程，本機(jī)構(gòu)l=25mm A—表示活塞厚度： 將計(jì)算所得數(shù)值帶入公式得 L=l+A+30=25+64+3

40、0=119mm 3.2.4導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度 導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度B和氣缸直徑存在一定關(guān)系，其系數(shù)取值取決于氣缸的直徑在D<80mm時(shí)，可取B=（0.6—1）D，計(jì)算公式如下： B=0.880=64mm （3-6） 3.2.5最小導(dǎo)向的長(zhǎng)度 已知?dú)飧椎闹睆胶妥畲笮谐?，?jì)算最小導(dǎo)向的長(zhǎng)度，其計(jì)算公式如下： （3-7） 活塞桿的長(zhǎng)度： （3-8） 根據(jù)本小節(jié)對(duì)氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算，可知?dú)飧字睆綖?0mm，選用為PNC80-25-500-01氣缸。 3.3 抓手氣缸的計(jì)算 3

41、.3.1驅(qū)動(dòng)力 通常情況下，抓手在抓取重物時(shí)，重物在抓手的中心線處，這樣設(shè)計(jì)，能夠保證氣缸活塞縮回時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩等于重物對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，其公式如下： （3-9） 重物對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式如下： （3-10） 式中 重物質(zhì)量， 代入重物對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩計(jì)算式得 氣缸活塞縮回時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式為 （3-11） 式中 代入上

42、式氣缸活塞縮回時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式得 （3-12） 根據(jù)壓縮空氣壓力為0.9MPa以及上述計(jì)算得到的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值，初步選用SMC氣缸，型號(hào)為CG3F50-50，該氣缸輸出力為1.4KN，其輸出力能夠符合設(shè)計(jì)和使用要求。 在設(shè)計(jì)夾持器的同時(shí)，抓手的夾緊力是機(jī)械手的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，首先要分析和計(jì)算抓手夾緊力。本機(jī)構(gòu)的夾緊力主要是為了抵消重物的重力，保證抓手能夠抓緊重物，而不會(huì)掉落。 抓手夾緊力的計(jì)算公式如下： （3-13） ，該數(shù)值取值范圍1.2-1.6，具體數(shù)值選擇根據(jù)機(jī)械加工技術(shù)要求，本裝置的工況和技術(shù)要求，取值為1

43、.6； ，其計(jì)算公式如下： ，具體數(shù)值確定需要根據(jù)工件的位置和形狀來選擇，本裝置抓取的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為類似手式V型結(jié)構(gòu)，其計(jì)算公式如下： （為V型手指的半角） g 3.3.2氣缸的直徑 根據(jù)上述計(jì)算，初選的氣缸型號(hào)為單作用氣缸。氣缸受到的彈簧的反作用力和活塞的阻力，通過力平衡原理可知，單向作用氣缸活塞輸出的推力需求抵消上述的阻力，其計(jì)算公式如下 （3-14） 式中: 彈簧反作用計(jì)算公式如下：

44、 （3-15） 其中 式中: ，初步確定行程為60mm； G——彈簧材料剪切模量，一般取G=79.4X 109Pa 在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，需要考慮負(fù)載對(duì)其的影響，其計(jì)算公式如下： （3-16） 通過受力分析可以計(jì)算出單向作用氣缸的直徑，其計(jì)算公式如下：

45、 （3-17） 將計(jì)算所得數(shù)值代入上述公式，可得： 所以： =18mm 為了設(shè)計(jì)余量，查閱相關(guān)資料可知，氣缸直徑選取活塞計(jì)算公式為，可得活塞桿直徑: 通過計(jì)算，得活塞桿直徑d=6mm 校核活塞直徑是否符合要求，計(jì)算公式如下： （3-18） 有: 其中， 則

46、: =1.5 6 滿足設(shè)計(jì)要求和實(shí)際工況。 3.3.3缸筒壁厚的設(shè)計(jì) 壓縮空氣的壓力直接作用到氣缸筒，因此缸筒壁厚需要設(shè)計(jì)一定厚度才能承受壓縮空氣的壓力。通常情況下，氣缸缸筒壁厚小于等于氣缸內(nèi)徑的1/10，則氣缸缸筒壁厚計(jì)算公式如下： （3-19） 式中: ， 氣缸缸筒材質(zhì)材料選為ZL3,[] =3MPa 將上述計(jì)算數(shù)值帶入上述公式，則壁厚為: = =2.25mm 取=2.5 mm，則缸筒外徑為:D=20+2.

47、52 =25 mm。 通過上述設(shè)計(jì)計(jì)算和受力分析，結(jié)合氣缸的選型標(biāo)準(zhǔn)，選用氣缸直徑為20mm，行程為40mm的動(dòng)手指標(biāo)氣準(zhǔn)氣缸，氣缸的型號(hào)為代號(hào)為HFZ40。 3.4 軸承選型和壽命計(jì)算 3.4.1軸承類型 在機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中，廣泛用到軸承部件，它是生產(chǎn)實(shí)際中較為多用的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件，需要結(jié)合實(shí)際使用情況進(jìn)行選型。 （1）依據(jù)承載方向以及公稱接觸角能夠?qū)⑤S承的類型劃分成向心軸承和推力軸承兩種； （2）依據(jù)滾動(dòng)體種類能夠?qū)⑤S承的類型進(jìn)行劃分成球軸承和滾子軸承兩種； （3）依據(jù)軸承是否能夠調(diào)心能夠?qū)⑤S承的類型劃分成調(diào)心軸承和非調(diào)心軸承兩種； （4）依據(jù)軸承滾動(dòng)體的列數(shù)夠?qū)⑤S承的

48、類型劃分成單列、雙列以及多列等多種類型的軸承； （5）依據(jù)軸承自身部件是否可以分離夠?qū)⑤S承的類型劃分成可分離軸承以及不可分離軸承等兩種類型。 3.4.2軸承選擇的基本原則 選用的軸承類型會(huì)直接影響采摘機(jī)械手設(shè)備的性能，故需要結(jié)合實(shí)際工況，選擇最為合適的軸承類型，確保所選軸承能夠滿足實(shí)際使用需求。選擇軸承主要要從以下方面進(jìn)行考慮。 （1）軸承選型設(shè)計(jì)需要考慮軸承的載荷，確保選用軸承的承載滿足實(shí)際使用需求。 （2）軸承選型設(shè)計(jì)需要考慮軸承的轉(zhuǎn)速，確保選用軸承在保持正常工作狀態(tài)下能夠達(dá)到設(shè)備的速度需求，安全可靠的進(jìn)行工作。 （3）軸承選型設(shè)計(jì)需要考慮軸承的的調(diào)心性能，確保軸承在設(shè)計(jì)安裝的

49、過程中能夠較好的滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 （4）選擇的軸承要利于安裝和拆卸，如此能夠使得設(shè)備的裝配過程得到有效簡(jiǎn)化。 軸承作為一個(gè)連接件，是機(jī)械設(shè)備極其重要的零部件，其直接影響了機(jī)械設(shè)備的使用壽命。軸承的壽命直接影響了整個(gè)裝置的使用壽命，因此軸承壽命是本裝置的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在本文采摘機(jī)械手設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)安裝的軸承部件是與一軸進(jìn)行連接，該軸的轉(zhuǎn)速相對(duì)較小，故無需該軸承承受較高的轉(zhuǎn)速，同時(shí)該主軸不存在因?yàn)槭芰Χl(fā)生彎曲的情況，故無需選用調(diào)心軸承，由于本文設(shè)計(jì)僅存在軸向載荷，結(jié)合本文設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，綜合各種因素，選用深溝球軸承進(jìn)行設(shè)計(jì)。 根據(jù)使用工況和載荷情況，選用型號(hào)為6208深溝球軸承，其額

50、定動(dòng)載荷Cr=29.1kN，靜載荷Cor=17.9kN，由于轉(zhuǎn)速較低，采用的潤(rùn)滑形式為脂，可以承受極限轉(zhuǎn)速為10000r/min。 計(jì)算軸承軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P 本裝置中軸承承受的徑向力為900N，通過受力分析，軸承承受的軸向力可以忽略不計(jì)，則軸承承載的徑向力為。 。 （3-20） 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算公式: （3-21） 由于主要承受徑向力，軸向力可以忽略不計(jì)，則查

51、表得系數(shù)X=1，Y=0,所以有 （3-22） 查相關(guān)技術(shù)資料可知，=1.1，則 則計(jì)算該軸承的最短壽命為 通過計(jì)算可知軸承最短壽命為小時(shí)，符合裝置設(shè)計(jì)要求 結(jié) 論 本文第一章介紹國(guó)內(nèi)外該裝置的發(fā)展情況，以及采摘機(jī)械手未來的發(fā)展演變，同時(shí)介紹一下本文的研究思路；第二章和第三者設(shè)計(jì)采摘機(jī)械手的傳動(dòng)原理，并制定整個(gè)裝置的設(shè)計(jì)方案，對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行選型計(jì)算，并對(duì)部分的機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算和校核，進(jìn)而得出的以下結(jié)論。 （1）我們?cè)诓烧獧C(jī)械手研究設(shè)計(jì)方面進(jìn)

52、步顯著，但是與國(guó)外一些先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備還有差距，因此我們依然要虛心學(xué)習(xí)，潛心專研，盡可能以最快速度縮短差距，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)全面反超，這就給我們這一代大學(xué)生一定的任務(wù)和使命，壓力大，動(dòng)力也足。 （2）在制定采摘機(jī)械手裝置的設(shè)計(jì)方案同時(shí)，對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行選型計(jì)算，并對(duì)部分的機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算和校核，這樣最為合理，也相對(duì)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。結(jié)合查閱相關(guān)資料，充分運(yùn)用所學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，深入了解采摘機(jī)械手設(shè)計(jì)思路和工作原理，進(jìn)一步完善整個(gè)裝置的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而保證采摘機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)高效、高質(zhì)的設(shè)計(jì)理念。 （3）采摘機(jī)械手通過機(jī)械代替人工，能夠大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，已經(jīng)成為趨勢(shì)，隨著市場(chǎng)需求越來越大，采摘機(jī)械手也迎來了發(fā)展機(jī)遇

53、，我們應(yīng)該接續(xù)奮斗，爭(zhēng)取研究設(shè)計(jì)更好的裝置，適應(yīng)未來發(fā)展需要。 （4）繪制完成采摘機(jī)械手的總裝配圖，繪制主要機(jī)構(gòu)和零部件的零件圖。結(jié)合本文設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，編寫完成設(shè)備的設(shè)計(jì)說明書。 本文設(shè)計(jì)制造的采摘機(jī)械手可以較好的滿足實(shí)際使用需求，可以在一定程度上有效解決自動(dòng)采摘功能。本文設(shè)計(jì)的氣采摘機(jī)械手具有相對(duì)較小的體積，且其的結(jié)構(gòu)形式也相對(duì)較為簡(jiǎn)單，具有相對(duì)較好的的經(jīng)濟(jì)性，在生產(chǎn)實(shí)際中具有較好的適用性。  參考文獻(xiàn) [1]孫恒,葛文杰等.機(jī)械原理(第八版) [M]北京:高等教育出版版,2013. [2] 李益民. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M]北京:機(jī)械工業(yè)出版 社,2

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59、影響，時(shí)間更是寶貴，初期我甚至迷茫和懷疑，我是否能夠順利完成設(shè)計(jì)，但是在老師的尊尊教誨和同學(xué)之間的互幫互助，互相鼓勵(lì)下，我順利完成課程設(shè)計(jì)，看著成型的三維模型，成就感和滿足感油然而生。 本設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從最初的選定設(shè)計(jì)題目直到現(xiàn)在設(shè)計(jì)的完成，花費(fèi)了老師很多時(shí)間和精力，在此，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表達(dá)我最衷心的感謝并致以崇高的敬意，感謝您在百忙之中對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的悉心指導(dǎo)。在這里我還要感謝機(jī)電學(xué)院，這四年對(duì)我的培養(yǎng)和教導(dǎo)，不僅僅教會(huì)我理論知識(shí)，還教會(huì)一些社會(huì)實(shí)踐，讓我這個(gè)初入社會(huì)的小青年，不再迷茫和擔(dān)憂。當(dāng)然，還要感謝我的小伙伴們，我可愛可親的同學(xué)們，不是在你們的幫助和鼓勵(lì)下，我不能

60、這么順利完成大學(xué)學(xué)業(yè)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，和你們?cè)谝黄鸬臅r(shí)光，我將永遠(yuǎn)珍惜，這注定是人生最好的時(shí)光，不舍得說分開，但是時(shí)間如白駒過隙，轉(zhuǎn)眼就畢業(yè)了，愿再見時(shí)，你們都會(huì)變成更好的自己。 最后我要感謝我的父母，是你們默默支持，我才能走到今天，也是你們無微不至的照顧，我才能不斷前行，如今我即將步入社會(huì)，我一定會(huì)照顧好，會(huì)繼續(xù)奮斗，爭(zhēng)取早日回報(bào)父母，回報(bào)社會(huì)。 大學(xué)學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束，感謝學(xué)校為我們提供優(yōu)越的學(xué)習(xí)場(chǎng)所，感謝各位老師的諄諄教導(dǎo)，感謝各位同學(xué)的關(guān)心與幫助。老師們辛勤工作的精神值得我學(xué)習(xí)，各位老師對(duì)待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，一絲不茍，是我今后工作和學(xué)習(xí)的榜樣，我將秉承校志，不斷進(jìn)取，為我國(guó)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。 天下沒有不散的宴席，轉(zhuǎn)眼四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，再多的不舍，難說的再見，也要道一聲珍重，我會(huì)珍惜大學(xué)的時(shí)光，也會(huì)帶著這份甜蜜繼續(xù)努力奮斗，做一名新時(shí)代有理想、有擔(dān)當(dāng)?shù)男虑嗄辍?