毕业设计（论文）无攀爬式全自动高空接线机器人结构设计（全套CAD图纸）.doc

本科学生毕业设计无攀爬式全自动高空接线机器人结构设计部分原因说明书删除部分，完整版说明书，全套CAD图纸，联系 153893706系部名称：机电工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化 08-4班学生姓名：指导教师：职 称：二一二年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeStructure Design of No Climbing Full-automatic High Altitude Wiring RobotCandidate: Specialty: Mechanical Design andManufacturing & AutomationClass: B08-4Supervisor: Associate Professor Heilongjiang Institute of Technology2012-06·Harbin摘 要在一切追求人性化的今天，越来越多繁重、危险和高难度的工作，开始采用机器人（包括机械手）来代替人类完成。裸高压导线输电线路的高空接线工作，一直是困扰高空作业人员的棘手问题，由于其危险性极大，作业条件艰难，仅靠人力很难做到，所以都是借助高空作业车的帮助来实现的。近年来，越来越多的人致力于多自由度的高空全自动绕线装置的研究，试图找到一种简便、经济、安全、有效的方法，来解决这一难题。因此，无攀爬式全自动高空接线机器人应运而生，该机器人通过实现高空握持导线、不规则的圆周绕线运动和横向进给运动等动作，来完成绕线任务。通过对各种方案的对比，决定采用斜齿轮传动绕线，螺旋传动进给来实现主要功能。本设计构思新颖，而且具有结构轻便、经济适用、效率高、安全等显著优势，顺应时代发展方向，具有很高的可行性，适用于各种工作场合。关键词：无攀爬式；自动绕线；斜齿轮传动；进给；螺旋传动ABSTRACTIn this information era, more and more heavy, dangerous and difficult works are being done by robot, manipulator included. The connection of bare high-tension wire has always been troubled steeplejacks. Its extremely dangerous, and the work condition is hard, so people have to get help from the aloft working car. In recent years, more and more people are concentrated on development of device of full-automatic high altitude wiring. They try to find a convenient, economical, safely and efficient program to solve this problem. Then the no climbing full-automatic high altitude wiring robot comes out. It accomplishes its task by holding wires in high attitude, coiling in circle irregularly and transverse feed. Through the comparison of several programs, the helical gearing and screw driven are used to wiring and feed, respectively. This design has a novel idea, and it has advantage of light structure, economic and applicable, efficient and safely. It complies with the development of era and can work in any conditions. Key words: no climbing; full-automatic wiring; helical gearing; feed; screw driven目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题研究背景11.2 课题研究目的和意义11.2.1 课题研究目的11.2.2 课题研究意义11.3 国内外发展现状21.4 发展前景展望4第2章 总体方案确定52.1 齿轮齿条绕线机构52.2 内啮合齿轮绕线机构72.3 斜齿轮啮合绕线机构错误！未定义书签。2.4 本章小结错误！未定义书签。第3章 参数的确定及电机的选择错误！未定义书签。3.1 绕线机构参数的确定错误！未定义书签。3.2 进给机构参数的确定错误！未定义书签。3.3 抓线和导线握持机构参数的确定错误！未定义书签。3.3.1 抓线机构参数确定错误！未定义书签。3.3.2 导线握持机构参数的确定错误！未定义书签。3.4 电机的选择错误！未定义书签。3.4.1 进给机构电机的选择错误！未定义书签。3.4.2 握持机构电机的选择错误！未定义书签。3.5 本章小结错误！未定义书签。第4章 绕线机构设计错误！未定义书签。4.1 绕线机构结构设计错误！未定义书签。4.2 进给机构结构设计204.3 支架结构设计204.4 本章小结22第5章 抓取机构的设计115.1 抓线机构结构设计115.2 导线握持机构结构设计115.3 本章小结12第6章 实体机构装配136.1 实体机构装配136.2 本章小结16结论30参考文献31致谢32第1章 绪 论1.1 课题研究背景裸高压导线输电线路的备用导线高空接线，其绕线轨迹不规范、转自线圈的线径粗、折弯力较大、折弯运动空间受限等，给高空接线增加了难度，而多自由度的高空全自动绕线装置的研究是高空接线中亟待解决的瓶颈问题。而且高空绕线工作危险大、难度高，需借助高空作业车的帮助来完成，并且对工作环境的要求较高，在恶劣环境条件下无法正常工作，由于种种因素的限制，裸高压导线输电线路的备用导线高空接线工作一直困扰着人们。无攀爬式全自动高空接线机器人的应运而生，能够代替工人进行操作，避免了工作中潜在的各种危险，同时能够提高工作效率，并且减少了高压输电线路的电流损耗。1.2 课题研究目的和意义1.2.1 课题研究目的 针对传统接线工作中存在的各种弊端，无攀爬式全自动高空接线机器人出现了，它是为实现无攀爬式全自动高空接线而设计的机器人装置。裸高压导线输电线路的备用导线高空接线，其绕线轨迹不规范、转子线圈的线径粗、折弯力较大、折弯运动空间受限等，给高空接线增加了难度，而多自由度的高空全自动绕线装置的研究是高空接线中亟待解决的瓶颈问题。本课题根据仿生学和机器人学的原理，运用常用的机械运动机构及其组合，实现高空握持导线、不规则的圆周绕线运动和横向进给运动的全新自动绕线机器人的研究。1.2.2 课题研究意义在一切智慧化、人性化、高效率化的今天，越来越多的机器人代替人进行繁重、危险的劳动，在一很多高度危险和繁重的工作中，都采用了机器人，它们的高效率和几乎为零的风险是人类无法与之相比的优势。机器人技术的采用显著减轻了工人的劳动强度和工作负担，大大改善了劳动条件，提高了劳动生产率和自动化水平。在高空裸导线的接线中，以前都需要操作人员攀高接线，劳动强度大、安全性不可靠；而无攀爬式全自动高空接线机器人能够代替工人进行高空作业，避免了工作中潜在的各种危险，同时提高了工作效率，并且减少了高压输电线路的电流损耗，也为低碳经济提供了一个新的探索方案。该设计经济实用性高，具有光明的发展前景。本设计是主要实现高空握持导线、不规则的圆周绕线运动和横向进给运动的全新自动绕线装置具体设计要求如下：导线直径： 10mm 绕线直径：2 mm绕线材料： 铝导线高度：20m整机重量：7.5kg完成绕线时间：1分钟左右要求经济适用，效率高。1.3 国内外发展现状本课题设计的无攀爬式全自动高空接线机器人主要实现高空握持导线、不规则的圆周绕线运动和横向进给运动，其主要结构有：导线握持机构和绕线机构。导线握持机构采用机械手。机械手是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于20世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人和机械手控制系统的开发奠定了基础。另一方面，核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国于1947年开发了遥控机械手控制系统和遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手控制系统和机械手。机械手控制系统首先是从美国开始研制的。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人控制系统。现有的机器人控制系统差不多都采用这种控制方式。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人控制系统。作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人和相关控制系统主要由类似人的手和臂组成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手控制系统经历了以下几个阶段：机械手完成放射源转运年代、化工产品垛机械手年代、工业用机械手兴起和发展年代。随着汽车行业和塑胶行业的发展，西欧、日本、苏联和中国等地域机械手及其控制系统也开始百花争艳。尤其注塑机机械手，发展更为迅猛，应用非常普遍，其控制系统经过几十年的发展，现在已经趋于成熟和完善。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。20世纪40年代后期，美国在原子能实验中，首先采用了机械手搬运放射性材料，人在安全间操纵机械手进行各种操作和实验。50年代以后机械手逐步推广到工业部门，用于在高温污染严重的地方取放工件和卸料，也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用，完成上下料和从刀库中取放刀具并按国定程序更换刀具等。本设计的另一主要功能是绕线，而现今最常见的绕线装置就是绕线机。绕线机，顾名思义是把线状的物体缠绕到特定的工件上的机器。欧美绕线机以其加工精度高、质量稳定而在国际绕线机市场上占有重要地位。 欧美绕线机一般可绕0.01-2mm的线径，转动误差极小。绕线机用精密微机控制，以程序控制操作，这些程序极易掌握，人机对话简单，即使工作人员并无绕线工作的经验也可应付自如。目前欧洲生产的绕线机已经趋于自动化，而美国的绕线机介于自动和半自动之间，德国制造的外形比较美观，零件比较讲究，但是造价高。随着国际绕线机市场的蓬勃发展，相互间的竞争越来越激烈，各国的厂家都必须开发出新一代的绕线机。现在主要是趋向自动化的发展方向。全自动绕线机是近几年才发展起来的新机种，为了适应高效率、高产量的要求，全自动机种一般都采用多头联动设计，国内的生产厂家大多都是参照了台湾等地的进口机型的设计，采用可编程控制器作为设备的控制核心，配合机械手、气动控制元件和执行附件来完成自动排线、自动缠脚、自动剪线、自动装卸骨架等功能，这种机型的生产效率极高，大大的降低了对人工的依赖，一个操作员工可以同时照看几台这样的设备，生产品质比较稳定，非常适合产量要求高的加工场合。这种机型由于集成了数控、气动、光控许多的新技术，所以价格小则几万元高则十几万元，价格也使得许多的用户望而叹步，另外由于功能要求决定了该设备的零部件采用了大量非标准件和定制件，所以一旦出现故障相对的维修过程将会很复杂，周期也会比较长。能够实现绕线功能的机构还有很多，例如齿轮齿条、齿轮传动、槽轮机构等，只要能实现圆周运动，即可实现绕线功能。工作原理：槽轮是由圆销的主动拨盘和具有若干径向槽轮及机架组成。当拨盘作等速连续转动时，槽轮做反向或同向的单向间歇运动，在圆销未进入槽轮径向时，槽轮上的内凹锁住拨销，槽轮被主动拨盘的外凹锁住弧卡住，使槽轮停歇在确定的位置上不动。当拨盘上拨销进入槽轮径向槽时，锁住弧松开，拨销驱动槽轮转动，循环往复，时停时动，因此，槽轮机构是一种间歇运动机构。应用示例：机床自动转为机构，电影放映机卷片等。当放映卷片时，胶片上的画面依次在方框中停留，以适应人眼的视觉停留现象。槽轮机构结构简单，易加工，工作可靠，转角准确，机械效率高。但是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起停时的角速度大，有冲击，并随着转速的增加或槽轮数的减少而加剧，故不宜用于高速场合。对于本设计的绕线部分，齿轮传动是首选。1.4 发展前景展望无攀爬式全自动高空接线机器人的主要优点：(1)经济性：现在使用的高空作业车格价一般为几百万不等，经济性低，需要使用者的经济承受能力很强；而无攀爬式全自动高空接线机器人的价格在几千元左右，与前者相比，优越性一目了然。(2)安全性：高空作业安全一直是我国的重中之重，而本设计可避免这一问题，安全性高。(3)效率高：无攀爬式全自动高空接线机器人在绕线过程中的时间约为1分钟，而整个过程约为2分钟，与较传统的方法相比较，工作效率大大提高。(4)适用范围广：在何种环境均可工作，对工作条件没有特别高的要求，实用性强。鉴于以上优点，无攀爬式全自动高空接线机器人具有很高的可行性，发展前景广阔。第2章 总体方案确定2.1 齿轮齿条绕线机构现有使用较广泛的绕线装置是较大型的绕线机。绕线机，顾名思义是把线状的物体缠绕到特定的工件上的机器。欧美绕线机以其加工精度高、质量稳定而在国际绕线机市场上占有重要地位。 欧美绕线机一般可绕0.012mm的线径，转动误差极小。绕线机用精密微机控制，以程控操作，这些程序极易掌握，人机对话简单，即使工作人员并无绕线工作的经验也可应付自如。目前欧洲生产的绕线机已经趋于自动化，而美国的绕线机介于自动和半自动之间，德国制造的外形比较美观，零件比较讲究，但是造价高。随着国际绕线机市场的蓬勃发展，相互间的竞争越来越激烈，各国的厂家都必须开发出新一代的绕线机。现在主要是趋向自动化的发展方向。然而本设计课题，要求结构简便，对重量有要求，大型的绕线机显然不符合设计要求，因此，不考虑使用绕线机。图2.1 全自动十二轴绕线机绕线主要是通过圆周运动实现，可以实现圆周运动的机构有很多，本方案选择齿轮齿条传动作为绕线机构。齿轮齿条传动将旋转运动变为直线运动，它的传动功率大，速度范围广，效率高，工作可靠，寿命长，结构紧凑，能保证恒定传动比。但是，这样的机构可以反向驱动，也就是齿条做直线运动来带动齿轮旋转，适合大距离的传动，如机床导轨底下带动拖板箱移动的就是齿轮齿条传动，齿轮齿条机构需要外加锁紧装置，因为齿轮齿条机构不能自锁。而且它的制造及其安装精度要求高，成本高，不适于两轴中心距过大的传动及振动冲击较大的场合。在本设计方案中，齿条的上、下面均有轮齿，分别于两个齿轮啮合，其中上面的齿轮负责绕线工作，而下面的齿轮则负责进给，下面的齿轮通过螺旋传动横向进给，进而带动上面的绕线齿轮在绕线的同时有横向位移。在绕线之前，将引线抓过来与导线握在一起，随后，将整个绕线装置通过两边的对称把手挂在高压线上面，然后开始绕线，绕线完成后，取下整个装置。本设计存在的主要缺点之一就是，齿条的尺寸要求很大，因为即使齿轮只转动一圈，齿条的长度就是它的周长，该绕线机构中，绕线齿轮的周长大约为半米，这就意味着齿条的长度必须是半米的整数倍，而这一条件完全违背了最初的设计目的，很难满足结构轻便这一基本要求。2.2 内啮合齿轮绕线机构此处已删除4.2 进给机构结构设计进给机构采用滑动螺旋传动，整个绕线过程中，要缠绕20圈，因此从动齿轮转动20圈，螺杆也转动40圈。目前我国常用的螺杆材料有45号钢、40Cr、氨化钢、38CrMOAl，高温合金等。而为了满足设计要求，本设计中螺杆不采用金属材料，现在有尼龙材料的螺杆被使用，当强度要求不高，又需要减轻重量时，尼龙螺杆便是一种很好的选择。 4.3 支架结构设计由于本装置是要进行高空作业，须由操作人员举至高压线处，因此，对重量有极高的要求，所以不仅在材料的选择上，在机构设计时，也要尽量减轻重量，无论是支撑一对齿轮的小架子，还是机构的整体架子，都要尽可能多的减重。1. 小架子结构设计小架子的设计目的是要保证绕线时，机构不会摇晃，即保证平衡，同时，支撑着大齿轮。螺杆被安置在和高压线在一条直线上，这样，就要求架子能够保持两边平衡，因此，架子既能起到支撑作用，又能保持整体平衡。设计时，高压线所在的竖直平面相当于架子的对称中心，架子的结构要完全对称，才能使机构稳定，绕线时，小架子的移动和主动齿轮是完全一致的，没有相对位移，这是因为在小齿轮和架子之间有个类似套筒的东西，它与主动齿轮用键连接，同时用卡环固定，使轴向固定，这样，当套筒进给时，带动架子和主动齿轮同时运动，而且键连接使得主动齿轮随之转动，与从动齿轮啮合绕线。套筒状物体内部有螺纹，这是保证进给的必要条件。小架子与从动齿轮接触处有一个支撑从动齿轮的约圆筒，圆筒与从动齿轮边缘处有一个圆柱销，防止齿轮轴向窜动。在该圆筒上与进给方向相反的一方边缘处，安装有一个“V”型弹簧片，当齿轮绕线时，从齿轮进入的高压线是约为长径20mm、小径10mm的椭圆，绕线的铝线直径为2mm，所以从弹簧片处离开时，长径和小径各增加了4mm左右，这样，弹簧片的弹力就给了高压线一个夹紧力，使得缠绕在高压线上面的铝线不会松动，起到了紧线的作用。在小架子的一侧外部，安装着进给机构的电动机,该电动机的尺寸（不算轴）为：(mm)。小架子偏底部的位置有两个孔，分别与两根平衡杆配合，此处为间隙配合，因为小架子与平衡杆有相对位移，要沿着其轨迹进给。图4.2 小架子2. 大架子结构设计大架子的主要功能是当机构绕线时，将整个机构挂在高压线上，减轻操作人员的劳动强度。大架子的两边对称布置着两个完全相同的四杆机构，该四杆机构由一个直动推杆驱动，在绕线前后，四杆机构通过其中一个杆的直线位移，使挂线处发生角度变化，进而实现挂线、松开线两次动作。两个四杆机构的动作是同步进行的，四杆机构的电机（即直动推杆）也安装在架子外侧，并且四杆机构在外侧都有挡板，防止其发生空间位移，四杆两边各有一个实心圆柱体，该圆柱体起到限位作用，使得四杆的原动杆的运动轨迹不能脱离两个圆柱实体，同时，因为在挂住高压线之后，几乎重量都由两边的四杆机构承受着，所以，对四杆机构的刚度要求很大，因此，为了增加强度，在四杆的原动杆和圆柱实体处，连接着滑块，该滑块刚度很大，可随着四杆的移动而自由滑动。从减轻重量的角度考虑，架子的两侧和底部都有设置减重成分，即在不影响其结构强度的前提下，可在部分位置去除材料，这样，可大大减轻重量。架子上方两边各有一个类似滑道的结构，因为当操作人员在下方举着机构时，无法很准确地将高压线线对准架子中心线部位，加了这一结构后，可以让架子接近高压线后，先将高压线引进滑道，随后，顺着滑道，把高压线带进准确位置，这样对于抓手抓线也有很大帮助。大架子同样有两个插杆孔，与两根平衡杆配合，不过此处应为过盈配合，因为要求固定杆与大架子相对静止，无相对位移。安装时，在大架子固定螺杆的孔上方，各有一个向上逐渐变大的孔道，而在螺杆进入架子处，该孔道直径最大，这样，只需将螺杆从最大直径处插入，之后，便会顺着孔道落至指定位置，便于安装。图 4.3 大架子4.4 本章小结在本部分结构的设计中，考虑到经济因素和节能环保，将进给机构和绕线机构设计成共用一个电动机。该电动机工作时，既要带动主动齿轮转动，主动齿轮又与从动齿轮啮合，进而从动齿轮进行绕线动作，又要实现进给，这就增加了机构的难度。设计时，用一个套筒状结构解决这一难题，该结构将绕线和进给实现在一个电动机上，借助卡环和键这些标准件的帮助，实现了这两个功能的结合。这样的结构设计节约了能源、减少重量，而且操作方便，尤其是在共用一个电动机这一点上面，充分诠释了设计初衷。第5章 抓取机构的设计5.1 抓线机构结构设计如图所示为抓线机构的机构，该机构有一个细长空管，里面有一根拉杆，动力通过这根拉杆由操作人员的手传向上面的抓线部分。该结构主要部分是拉杆和抓手，拉杆上推时，将抓手之间的角度变大，这样，手张开一个曲线，将悬着的引线带进手指之间，然后拉杆向下拉，这时，手指向抓住的高压线抓紧，将其握住，将机构送至固定高压线处时，再次向上推拉杆，这时，手指再次张开，将两根高压线同时握在手里，将其抓紧。然后送整个支架上去，进行绕线工作。 （a） （b） （c）图5.1 抓线机构5.2 导线握持机构结构设计导线握持部分采用的是四杆机构。四杆机构的主要优点是：连杆机构为低副，运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击；运动副元素的几何形状多为平面或圆柱面，便于加工制造；连杆曲线可以满足不同运动轨迹的设计要求。主要缺点有：运动积累误差较大，因而影响传动精度；由于惯性力不好平衡，因而不适于应用在高速传动；设计方法相对复杂。在本设计中，当握线机构不工作时，四杆的握持部分是张开的，有一定角度，当整个机构被送至高压线处时，直动电机将推杆向上推，同时，握持部分的角度逐渐变小，直至为零，此时，四杆机构将高压线紧紧握住，动作完成，架子两边的把手同时抓线、松线。在抓手的外侧，有一个挡板固定，而且发生角度变化处的推杆也有两个小圆柱与之接触，这样就很好的保证了其稳定性。而且，握持部分的内部空间，即与高压线接触处，是设计成椭圆形的，这样当高压线被握住时，由于接触紧凑，而且整个该装置有重力作用，会对高压线产生作用力，迫使两根高压线成竖直排列，避免其晃动，更加便于缠线。 （a） (b)图5.2 导线握持机构5.3 本章小结本部分的设计主要是抓线、握线部分结构设计。由于高压线引线是悬在空中的，没有固定装置，因此，要对其施力必须先将其抓紧，然后才能使之与固定的高压线汇合，并用准备好的铝线缠绕。这一设计要求的满足主要借助于四杆机构，四杆机构便于安装制造，而且容易实现运动轨迹的复杂性，是首选机构。第6章 实体机构装配6.1 实体机构装配由于CAD技术的快速发展，迅速而准确地进行轮廓设计早已经成为可能，这一技术将设计者从复杂且繁重的计算和艰巨的绘图工作中解救出来，但是，CAD技术局限于二维平面图，缺乏立体感，不能很好的表达特别复杂的机构。因此三维软件的使用越来越受欢迎，人们在有了基础设计理念之后，即可利用三维软件生成实体，通过分析比较，再进行实体装配，最后，通过运动仿真，来确定最终机构。这样，就避免了空泛和抽象的想象，将实体表现出来更加形象。例如pro/e画图软件，即可精确、快速的完成机构的三维实体造型，并且通过对机构进行运动仿真，大大的简化了机构的设计开发过程，并提高了设计的准确性。实体装配时，由于抓线和绕线时分开实现的，所以，装配也分两部分进行。第一部分是抓手部分，将该抓手的主要零部件设计生成实体后，按照装配关系，将其组装到一起，并且，装配之后，进行运动仿真，仿真部分即可看清抓手抓线的动作，比二维图清晰明了。第二部分就是绕线部分的装配和仿真，此处由于涉及的零部件较多，因此，也较为复杂。首先是整个架子的放置，然后装配支撑主、从动齿轮的小架子，该小架子同大架子一样，在底部对称分布着两个孔，该孔将分别与两根导杆配合，在小架子处为间隙配合，因为小架子要在导杆上面进给，有相对运动，而与大架子的配合是过盈配合，因为大架子与导杆无相对滑动。放置小架子后，再安装从动齿轮，从动齿轮的装配靠与主动齿轮的啮合来实现，齿轮装配之后，装配架子两边的挂线机构，该机构的功能实现靠的是四杆机构，该四杆机构由微型蜗轮蜗杆减速电机驱动，电机连着一个推杆，该推杆上、下移动，推动四杆机构上下运动，同时，抓手部分实现分、和动作，从而绕线。抓手与架子的固定主要靠一个圆柱，该圆柱和四杆的活动杆分别于同一个滑块相配合，这样，可以保证四杆与整体相对位置的稳定性，而且增加了四杆的强度，因为在挂住高压线之后，整个机构的重量相当于都被四杆机构承受了，这样，就对四杆的强度要求很高，而且在四杆机构的外侧，有一个挡板，这也是为了控制四杆的相对位置稳定性，防止其向架子两侧偏移。电机安装在推杆的下面，与推杆接触。1. 抓手部分 如图所示，其中图（6.1）中（a）、（b）、（c）图中零件组装到一起，构成抓手，（d）、（e）图装配到一起，是拉杆部分。(a)(b)(c)（d）(e)图6.1 抓线手各零件实体图2. 绕线部分装配 (a)爆炸图 (b)总装1（c）总装2图6.2机构整体装配图如图6.2示，（a）图为爆炸图，清晰地表现了各个单一零件在未装配时的状态，（b）图为将各个零件装配到一起时的整体效果，而图（c）为从另一角度观看到的整体效果。6.2 本章小结本章是实体设计的最后部分，从最初的参数选择、确定以及结构设计、点机选择等，都是为这一部分的基础，实体装配可以说是对前面工作的一个检验过程，也是对运动仿真的铺垫，在实体装配过程中，若零件之间的配合有什么问题，都能够准确的表现出来，尤其是要进行运动仿真时，若机构间存在任何问题，都会对运动仿真产生不利影响，阻碍其顺利进行，因此，实体装配极为重要。结 论本设计的题目为无攀爬式全自动高空接线机器人的设计，由题目可知，该设计以全自动为中心，即在无人操作的前提下完成主要功能，如抓线、绕线、进给等动作，它主要是针对目前高空作业的高难度、危险性大等弊端而设计的，具有传统接线方法无法比拟的优势。本设计主要完成的有绕线机构、抓线机构和进给机构的结构设计，并且要保证经济性、高效率，而且由于工作前要由操作人员举至高压线处，因此，对重量有要求。绕线机构采用的是斜齿轮啮合传动，进给部分运用滑动螺旋传动，而抓线部分是四杆机构。由于本设计要求重量在7.5kg以内，因此，材料的选择尤为重要，不能选择重型材料，可优先选择塑料、尼龙等轻质材料。总体看来，本设计较为合理，能够满足低碳经济、效率高等设计初衷。不过由于其尺寸结构特殊，很多零部件不能选择标准件，需要特别订做。本设计的一个主要缺点是抓引线时，还需人借助杆才能实现，这一方面应该加以改进，试图找到一种全自动的、无需借助人力来完成的机构。这一结构可以应用传感器技术，进一步完善，从而研发出一种更加智能化、自动化的抓线机械手。而绕线部分和进给机构虽然能够完成要求的功能，但是不够新颖，缺乏创新意识，应该加以优化；整体结构上，不够美观，很多细节还有待完善。这些在以后的设计工作中，应该得到改善和解决。参考文献1 郑甲红，朱建儒，刘喜平.机械原理M.北京：机械工业出版社，2006.2 殷玉枫.机械设计课程设计S.北京:机械工业出版社,2000.3 濮良贵刚设计M. 北京:北京大学出版社,1999.4 郭红星,宋敏.机械设计基础M.西安:西安电子科技大学出版社,1998.5 成大先.机械设计手册 单行本 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Oct2011, Vol. 14 Issue 5, p931-940, 10p致 谢时光荏苒，随着毕业设计的圆满结束，我的大学生活马上就要画上句号了。回想毕业设计忙忙碌碌却不失充实的两个月，真是万分感慨，学了四年的机械设计制造及其自动化专业，又做过一次课程设计，而到了具体的毕业设计，不免还有些手忙脚乱，从最初的开题报告，经中期检查，再到最后的终审和答辩，我经历了很多困难。尤其要感谢指导老师刘喜平老师，她对于我的无论大小、难易的各种问题，从来都是耐心的指导、细心检查，甚至还不惜牺牲个人休息时间来帮我们赶进程。还有王金老师，他不是我的指导老师，对于我的屡次打扰，一直都有问必答，王老师忙于实验室、教室和办公室之间，却从不吝惜个人时间，给了我很大帮助。还有各位答辩组老师，在几次答辩中不厌其烦的给我提出了很多宝贵意见，当然，还有各位曾给予过我极力帮助的同学们，在此，再次感谢各位老师和同学们的全力帮助，没有你们的帮助，就没有我毕业设计的顺利完成。毕业设计是我毕业前最后的任务，这几个月中，经历了许多，无论是快乐的还是痛苦的，都是我人生中极为珍贵的回忆，因为它是融入我大学生活中最多感慨的一段时光。它让我体会到了学校浓厚的学习氛围，对于就不见面的同学来说，也是一个很好的交流和互助机会。可以说，毕业设计不是个人成绩，而是大家的共同成果，更是师生互动的产物。