光伏板组装线上输送机械手结构设计开题报告

全文总字数：4909字

1. 研究目的与意义（文献综述）

一、目的意义及国内外的研究现状分析

1. 国内外现状

(1) 光伏应用发展情况

2. 研究的基本内容与方案

一、研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

1. 研究（设计）的基本内容

本课题设计一输送机械手满足向两条生产线上投料。设计机械手的执行机构，驱动-传动机构和控制系统，根据实际情况选择具体机构类型，完成机械手结构设计，完成受力部件的基本力学分析，后续对机械结构进行CAE强度等力学分析，并设计气动及驱动部分，完成装配图及零件图的绘制。

2. 拟采用的技术方案及措施

2.1机械手总体设计

机械手的结构类型主要包括：直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节型等。直角坐标型运动简单，精度较高，但操作空间限制较大、承载力大，多用于较大物体搬运；圆柱坐标型结构简单，运动空间大，控制较容易适合本次的流水线搬运工作；球坐标型机械手柔性好，空间尺寸不大，但结构复杂，成本高；关节型柔性好，可行域大，但结构复杂，控制较难。结合实际情况，考虑成本，操作难度，拟选用圆柱坐标型机械手。考虑到要保证光伏板清洁，若采用液压方式驱动，则易发生液体泄露污染工件，而采用电机驱动方式，系统比较复杂成本相对较高，故该机械手采用气压传动方式进行驱动。

具体机械手结构如上图所示，拟定为立式圆柱坐标型搬运机械手，包括：横向移动机构、升降机构、旋转机构以及抓持机构等。当需要投料时，旋转机构旋转至相应工位，同时升降机构调整至合适高度，横向移动机构直线移动至堆料垛处，抓持机构抓取待加工光伏板，随后横向机构缩回完成取物工作；向生产线上投料时，旋转机构回转，横向机构伸长移动至生产线上方，升降机构高度调整，放下光伏板。机械臂镜像运动完成后半周期送料工作，实现两条组装线上光伏板的自动输送。

2.2受力部件力学分析与气动部分设计

抓持机构：抓取工件时气动吸盘抓取，根据工件重量与气缸传递效率计算实际抓紧力

横向移动机构：考虑外部摩擦力，惯性力等因素，计算所需推力

升降机构：考虑最大工作载荷G，各部件摩擦力换算等效摩擦力，通过受力平衡计算得到所需推力

回转机构：考虑整个机械手转动惯量，计算所需力矩，摩擦力矩，回转气缸所需输出力矩

根据计算选择合适的气缸型号，满足使用要求。

3. 研究计划与安排

一、进度安排

4. 参考文献（12篇以上）

一、参考文献

[1] 王海叶.轻型气动平动搬运机械手设计[j].机械制造与自动化，2010，39（4）：167，178.

[2] 邱敏敏，陈谊超，靳龙，一种无聊抓取机器人的运动学研究[j].机床与液压，2017，45（3）：58-61.