四杆机构毕业论文(求一篇4自由度工业机械手的毕业设计论文)

1.求一篇4自由度工业机械手的毕业设计论文

应用实例及精度分析 摘要测量三个自由度机械臂：测量臂的三个自由度，沿X测量对象，Y,Z三个坐标轴平移，只有位置与运动部件的测量跟踪。

关节测量臂是由安装在各关节的相对运动的传感器测得，并因此间接地实现端部执行器的位置测量。 因此，这个问题属于直接的问题机器人运动学。

关键词：测量；自由度；姿势；并联机床，传感器，信号，精密 1 应用实例飞速发展，机器性能要求比较 高。传统该机采用了一系列嵌套的堆叠体，臃肿，以及由于一系列的错误 链的积累，不利于提高精度，传统的四坐标加 较窄的工作机技术，也很难实现任何额外的表面处理，以及 5轴加工工具是非常昂贵的和低的速度。

因此，结构 刚度，承载比，定位精度高，结构紧凑和网上 引起了学者们的机器的注意，水货机因此而诞生。 提出了使用额外的实时测量运动 平台定位精度直接测量机制。

其基本思想是基于额外测量的固定平台和平台之间的身体移动量的测量运动运动平台的运动，通过测量安装时驱动<运动平台 创造的运动特性由药代动力学建模运输传感器机制/>移动平台获得的显示解决方案的地位。当测量 解决前沿速度，满足实时控制的要求，你可以 受益的实时反馈到机床精度补偿和控制。

基于上述想法，以建立一个并行机位置测量系统 机器切割力和变形关节间隙和其他错误的部分排除，以提高定位精度 机。在三自由度串联机构都采用 副然后转向运动是非常灵活的，使用移动副的，往往是需要锻炼，尤其是靠近基地的运动副更是如此。

测量仪由一系列的三自由度机构，罚款密码板的每个回合动关节，以衡量不同之间的角度。其端件由一个界面元素和机器人执行器连接 。

当机床运动平台变化的测量位置，测量仪器 片的端部移动与平台的运动，从而导致米关闭 两个相邻杆之间的角度的每个部分从变精致的密码通过计算卡插入电脑处理软件测得的相对 角落的变化信号，通过运行 运动学正解的实时显示测试程序移动部件的当前位置 量每块板，为了实现位置测量。 2 精度分析主要影响的机械机器人的身体部位，安装误差教育部 零部件制造误差，整机装配误差和机器人的精度。

此外，温度，所产生的驱动杠杆作用的操作力变得 形传输错误，控制系统错误等。测定和补偿这些误差 是在实践中是必不可少的。

2.1测试的基本概念 错误在任何测试过程中，无论多么完美的正方形 测试如何准确的测试方法和装置都不可避免地产生测试 误差，测试结果不能绝对准确。因此，为了测量与相应的精度得到 测试结果，必须正确估计的测量误差，该测试结果的可靠性。

测试误差是测量值与真实值之间的差额，即 △X = X-X0 公式：△x ---定义测试误差； x - - 测量值； X0 ---真正的价值。 其中测得的真实大小本身的真正价值了。

2.2基本类型的测试误差 1）数学表达式错误划分--- 相对绝对误差和误差； - 工具 2）源错误的划分和错误的错误 可怜方法，根据错误的划分---发生系统错误，梯度 误差，随机误差和粗差法 3); 4 ）按条件除法---基本误差和附加误差； 5）除以测得的速度误差---静态和动态误差 较差。误差误差间接测量过程中直接测量误差 行的基础上。

物理量不能直接测量，但必须由一定数目的计算出的能量 直接测量的量来确定。由于直接测量 难免产生错误，从这些直接测量的结果包含错误 计算不可避免地包含错误。

间接测量法是 世代的关系的算术平均值的函数的测得的各种参数的要求的直接结果，其结果可以得到 间接测量。 间接测量通常有两个问题：一个是已知的误差测量 寻求间接测量误差，即误差变量从 著名寻求错误的邮件数，以及另一种是间接测量一个给定的误差值，查找每个直接测量然后允许的误差 找到自变量的误差已知的功能。

发现并消除系统误差的2.4 在一定的测试条件，测试方法和目标站 米，通常在测试之前，始终由个人或小的误差存在系统误差因素在固体 法律发生多显著给出所造成的测试系统的影响。通常应在测试前的分析和实验，以确定 的影响是从淘汰的原因，或给予纠正 测量。

若使系统误差减小到其随机误差 的大小相当，可不必单独处理的系统错误，并统一用 作为错误处理的机器。 然而，在实践中系统误差无法完全消除，但也有可能是在测量一些更显著系统错误 差。

特别是，系统错误也隐藏在随机误差，所以也就 关键的问题是如何找到数据来检验是否存在系统错误 差，只有解决了这个问题，它可能要进一步企图消灭此外或更正。 系统误差的两个固定值和变量值？？，他们影响各不相同。

值系统误差影响重复测量只的平均值，而 不影响均方根误差。它不仅会导致随机误差分布曲线在转变 位置，而不影响其分布与实际点Bufan 周长。

对于不同的系统误差，由于每个上的大小和方向的 效果的测量图像数据是不一样的，而且还具有固定法，不是偶然波动。 如果在系统误差值显著的变化，不仅会影响重 复杂的多次测量的平均值，而且会影响它的每一个固定的规则 残差和均方根错误。

因此，它不仅会改变随机误差的分布 位置，也使变形的分布，这将使它 残差不具有破坏性，而且还影响到实际分布。因此，法应提供以消除其原因，或取得。

2.冲压机构及送料机构设计

第一节 冲床冲压机构、送料机构及传动系统的设计 一、设计题目 设计冲制薄壁零件冲床的冲压机构、送料机构及其传动系统。

冲床的工艺动作如图5—1a）所示，上模先以比较大的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成型工作，此后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。

（a） (b) (c) 图5—1 冲床工艺动作与上模运动、受力情况 要求设计能使上模按上述运动要求加工零件的冲压机构和从侧面将坯料推送至下模上方的送料机构，以及冲床的传动系统，并绘制减速器装配图。 二、原始数据与设计要求 1.动力源是电动机，下模固定，上模作上下往复直线运动，其大致运动规律如图b）所示，具有快速下沉、等速工作进给和快速返回的特性； 2.机构应具有较好的传力性能，特别是工作段的压力角应尽可能小；传动角γ大于或等于许用传动角[γ]=40o; 3.上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）； 4.生产率约每分钟70件； 5.上模的工作段长度l=30~100mm，对应曲柄转角0=(1/3~1/2)π；上模总行程长度必须大于工作段长度的两倍以上； 6.上模在一个运动循环内的受力如图c）所示，在工作段所受的阻力F0=5000N，在其他阶段所受的阻力F1=50N; 7.行程速比系数K≥1.5; 8.送料距离H=60~250mm; 9.机器运转不均匀系数δ不超过0.05。

若对机构进行运动和动力分析，为方便起见，其所需参数值建议如下选取： 1）设连杆机构中各构件均为等截面均质杆，其质心在杆长的中点，而曲柄的质心则与回转轴线重合； 2）设各构件的质量按每米40kg计算，绕质心的转动惯量按每米2kg·m2计算； 3）转动滑块的质量和转动惯量忽略不计，移动滑块的质量设为36kg; 6）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件）设为30kg·m2; 7） 机器运转不均匀系数δ不超过0.05。 三、传动系统方案设计 冲床传动系统如图5-2所示。

电动机转速经带传动、齿轮传动降低后驱动机器主轴运转。原动机为三相交流异步电动机，其同步转速选为1500r/min，可选用如下型号： 电机型号 额定功率（kw） 额定转速（r/min） Y100L2—4 3.0 1420 Y112M—4 4.0 1440 Y132S—4 5.5 1440 由生产率可知主轴转速约为70r/min，若电动机暂选为Y112M—4，则传动系统总传动比约为。

取带传动的传动比ib=2，则齿轮减速器的传动比ig=10.285，故可选用两级齿轮减速器。 图5—2 冲床传动系统 四、执行机构运动方案设计及讨论 该冲压机械包含两个执行机构，即冲压机构和送料机构。

冲压机构的主动件是曲柄，从动件（执行构件）为滑块（上模），行程中有等速运动段（称工作段），并具有急回特性；机构还应有较好的动力特性。要满足这些要求，用单一的基本机构如偏置曲柄滑块机构是难以实现的。

因此，需要将几个基本机构恰当地组合在一起来满足上述要求。送料机构要求作间歇送进，比较简单。

实现上述要求的机构组合方案可以有许多种。下面介绍几个较为合理的方案。

1.齿轮—连杆冲压机构和凸轮—连杆送料机构 如图5—3所示，冲压机构采用了有两个自由度的双曲柄七杆机构，用齿轮副将其封闭为一个自由度。恰当地选择点C的轨迹和确定构件尺寸，可保证机构具有急回运动和工作段近于匀速的特性，并使压力角尽可能小。

送料机构是由凸轮机构和连杆机构串联组成的，按机构运动循环图可确定凸轮推程运动角和从动件的运动规律，使其能在预定时间将工件推送至待加工位置。设计时，若使lOG

图5—3 冲床机构方案之一 图5—4冲床机构方案之二 2.导杆—摇杆滑块冲压机构和凸轮送料机构 如图5—4所示，冲压机构是在导杆机构的基础上，串联一个摇杆滑块机构组合而成的。导杆机构按给定的行程速比系数设计，它和摇杆滑块机构组合可达到工作段近于匀速的要求。

适当选择导路位置，可使工作段压力角较小。 送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连。

按机构运动循环图可确定凸轮推程运动角和从动件的运动规律，则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。 3.六连杆冲压机构和凸轮—连杆送料机构 如图5—5所示，冲压机构是由铰链四杆机构和摇杆滑块机构串联组合而成的。

四杆机构可按行程速比系数用图解法设计，然后选择连杆长lEF及导路位置，按工作段近于匀速的要求确定铰链点E的位置。若尺寸选择适当，可使执行构件在工作段中运动时机构的传动角γ满足要求，压力角较小。

凸轮送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连，若按机构运动循环图确定凸轮转角及其从动件的运动规律，则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。设计时，使lIH

图5—5冲床机构方案之三 图5—6冲床机构方案之四 4.凸轮—连杆冲压机构和齿轮—连杆送料机构 如图5—6所示，冲压机构是由凸轮—连杆机构组合，依据滑块D的运动要求，确定固定凸轮的轮廓曲线。 送料机构是由曲柄摇杆扇形齿轮与齿条机构串联而成，若按机构运动循环图确定曲柄摇杆机构的尺寸，则机构可在预定时间将工件送至待。

3.洗瓶机的毕业设计（机械部分）

题目11 洗瓶机

11.1 设计题目

图17 洗瓶机工作示意图

设计洗瓶机。如图17 所示，待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶子推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外面洗净。当前一个瓶子将洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。

洗瓶机的技术要求见表17。

表17 洗瓶机的技术要求

方案号 瓶子尺寸

（长*直径）

mm,mm 工作行程

mm 生产率

个/s 急回系数k 电动机转速

r/min

A φ100*200 600 15 3 1440

B φ80*180 500 16 3.2 1440

C φ60*150 420 18 3.5 960

11.2设计任务

1.洗瓶机应包括齿轮、平面连杆机构等常用机构或组合机构。

2.设计传动系统并确定其传动比分配。

3.画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。

4.设计组合机构实现运动要求，并对从动杆进行运动分析。也可以设计平面连杆机构以实现运动轨迹，并对平面连杆机构进行运动分析。绘出运动线图。

5.其他机构的设计计算。

6.编写设计计算说明书。

7.学生可进一步完成：洗瓶机推瓶机构的计算机动态演示等。

11.3设计提示

分析设计要求可知：洗瓶机主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。设计的推瓶机构应使推头M以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后，推头快速返回原位，准备第二个工作循环。

根据设计要求，推头M可走图18 所示轨迹，而且推头M在工作行程中应作匀速直线运动，在工作段前后可有变速运动，回程时有急回。

图18 推头M运动轨迹

对这种运动要求，若用单一的常用机构是不容易实现的，通常要把若干个基本机构组合，起来，设计组合机构。

在设计组合机构时，一般可首先考虑选择满足轨迹要求的机构（基础机构），而沿轨迹运动时的速度要求，则通过改变基础机构主动件的运动速度来满足，也就是让它与一个输出变速度的附加机构组合。

实现本题要求的机构方案有很多，可用多种机构组合来实现。如：

1.凸轮-铰链四杆机构方案

如图19 所示，铰链四杆机构的连杆2上点M走近似于所要求的轨迹，M点的速度由等速转动的凸轮通过构件3的变速转动来控制。由于此方案的曲柄1是从动件，所以要注意度过死点的措施。

图19 凸轮-铰链四杆机构的方案

2.五杆组合机构方案

确定一条平面曲线需要两个独立变量。因此具有两自由度的连杆机构都具有精确再现给定平面轨迹的特征。点M的速度和机构的急回特征，可通过控制该机构的两个输入构件间的运动关系来得到，如用凸轮机构、齿轮或四连杆机构来控制等等。图20 所示为两个自由度五杆低副机构，1、4为它们的两个输入构件，这两构件之间的运动关系用凸轮、齿轮或四连杆机构来实现，从而将原来两自由度机构系统封闭成单自由度系统。

a) b)

c) d)

图20 五杆组合机构的方案

3.凸轮-全移动副四杆机构

图21 所示全移动副四杆机构是两自由度机构，构件2上的M点可精确再现给定的轨迹，构件2的运动速度和急回特征由凸轮控制。这个机构方案的缺点是因水平方向轨迹太长，造成凸轮机构从动件的行程过大，而使相应凸轮尺寸过大。

图21 凸轮-全移动副四连杆机构的方案

4.优化方法设计铰链四杆机构

可用数值方法或优化方法设计铰链四杆机构，以实现预期的运动轨迹（图18 ）运动轨迹的具体数值由设计者画图确定，一般不要超过9个点的给定坐标值

4.平面四杆机构运动仿真在国内外的发展

机构的运动分析和动力分析是研究机构性能的重要手段，无论是设计新机器还是合理地使用现有的机器，正确而快捷的分析都是十分必要的.传统的机构分析方法有图解法和解析法，图解法形象直观，但精度不高，难以求解复杂机构.解析法是通过已知参数建立数学模型，求解未知参数，以往大多程序都采用结构化编程，不同的机构需要编制不同的程序，应用非常有限.本论文中，通过把通用杆组子程序和面向对象技术相结合，借助VC++6.0编译环境，开发了一套有效的机构运动学和动力学分析软件.该软件可以快速而又方便地对常用机构进行动力学和运动学分析和仿真，并且还具有许多其它实用功能，例如，可以对几种常用飞剪机构进行变参数分析设计，可以通过四杆机构的参数变化，设计出不同的平行机构.本软件主要解决了以下问题：（1）通过给定平面四杆机构的参数，分析出四杆机构的类型，并对分析出的类型进行运动学仿真.完成了曲柄摇杆机构的动力学建模，并实现参数化分析.（2）完成了曲柄滑块机构的运动学和动力学参数化分析，并在论文中给出了是否考虑滑块长度情况下动力学建模方法.（3）根据Roberts-Chebyschev定理，建立了求解同源机构的数学模型，并在视图中实现同源机构的运动学分析.在已知四杆机构尺寸参数条件下，设计出六杆机构，使其通过四杆机构连杆曲线实现平行运动.最后给出了一个应用实例.（4）提出了一种新的方法解决了考虑滑道摩擦情况下飞剪七杆机构的动力学分析问题.。

5.求解,平面四杆机构的设计

同角三角函数的基本关系 倒数关系： tanα ·cotα=1 sinα ·cscα=1 cosα ·secα=1 商的关系： sinα\/cosα=tanα=secα\/cscα cosα\/sinα=cotα=cscα\/secα 平方关系： sin^2（α）+cos^2（α）=1 1+tan^2（α）=sec^2（α） 1+cot^2（α）=csc^2（α） 平常针对不同条件的常用的两个公式 sin？？ α+cos？？ α=1 tan α *cot α=1 一个特殊公式 （sina+sinθ）*（sina+sinθ）=sin(a+θ)*sin(a-θ) 证明：（sina+sinθ）*（sina+sinθ）=2 sin[（θ+a）\/2] cos[(a-θ)\/2] *2 cos[（θ+a）\/2] sin[(a-θ)\/2] =sin(a+θ)*sin(a-θ) 锐角三角函数公式 正弦： sin α=∠α的对边\/∠α 的斜边 余弦：cos α=∠α的邻边\/∠α的斜边 正切：tan α=∠α的对边\/∠α的邻边 余切：cot α=∠α的邻边\/∠α的对边 二倍角公式 正弦 sin2A=2sinA·cosA 余弦 1.Cos2a=Cos^2(a)-Sin^2(a) =2Cos^2(a)-1 =1-2Sin^2(a) 2.Cos2a=1-2Sin^2(a) 3.Cos2a=2Cos^2(a)-1 正切 tan2A=(2tanA)\/(1-tan^2(A)） 三倍角公式 sin3α=4sinα·sin（π\/3+α）sin（π\/3-α） cos3α=4cosα·cos（π\/3+α）cos（π\/3-α） tan3a = tan a · tan（π\/3+a）· tan（π\/3-a） 三倍角公式推导 sin(3a) =sin(a+2a) =sin2acosa+cos2asina =2sina(1-sin??a)+(1-2sin??a)sina =3sina-4sin^3a cos3a =cos(2a+a) =cos2acosa-sin2asina =(2cos??a-1)cosa-2(1-cos^a)cosa =4cos^3a-3cosa sin3a=3sina-4sin^3a =4sina(3\/4-sin??a) =4sina[（√3\/2）??-sin??a] =4sina(sin??60°-sin??a) =4sina(sin60°+sina)(sin60°-sina) =4sina*2sin[(60+a)\/2]cos[(60°-a)\/2]*2sin[(60°-a)\/2]cos[(60°-a)\/2] =4sinasin(60°+a)sin(60°-a) cos3a=4cos^3a-3cosa =4cosa(cos??a-3\/4) =4cosa[cos??a-（√3\/2）^2] =4cosa(cos??a-cos??30°) =4cosa(cosa+cos30°)（cosa-cos30°） =4cosa*2cos[(a+30°)\/2]cos[(a-30°)\/2]*{-2sin[(a+30°)\/2]sin[(a-30°)\/2]} =-4cosasin(a+30°)sin(a-30°) =-4cosasin[90°-（60°-a）]sin[-90°+（60°+a）] =-4cosacos(60°-a)[-cos(60°+a)] =4cosacos(60°-a)cos(60°+a) 上述两式相比可得 tan3a=tanatan(60°-a)tan(60°+a) n倍角公式 sin(n a)=Rsina sin(a+π\/n)……sin(a+(n-1)π\/n）。

其中R=2^(n-1) 证明：当sin(na)=0时，sina=sin（π\/n）或=sin(2π\/n)或=sin(3π\/n)或=……或=sin【（n-1）π\/n】 这说明sin(na)=0与{sina-sin（π\/n）}*{sina-sin(2π\/n)}*{sina-sin(3π\/n)}*……*{sina- sin【（n-1）π\/n】=0是同解方程。 所以sin(na)与{sina-sin（π\/n）}*{sina-sin(2π\/n)}*{sina-sin(3π\/n)}*……*{sina- sin【（n-1）π\/n】成正比。

而（sina+sinθ）*（sina+sinθ）=sin(a+θ)*sin(a-θ)，所以 {sina-sin（π\/n）}*{sina-sin(2π\/n)}*{sina-sin(3π\/n)}*……*{sina- sin【（n-1π\/n】 与sina sin(a+π\/n)……sin(a+(n-1)π\/n）成正比（系数与n有关 ，但与a无关，记为Rn）。 然后考虑sin(2n a)的系数为R2n=R2*(Rn)^2=Rn*(R2)^n.易证R2=2，所以Rn= 2^(n-1) 半角公式 tan(A\/2)=(1-cosA)\/sinA=sinA\/(1+cosA); cot(A\/2)=sinA\/(1-cosA)=(1+cosA)\/sinA. sin^2(a\/2)=(1-cos(a))\/2 cos^2(a\/2)=(1+cos(a))\/2 tan(a\/2)=(1-cos(a))\/sin(a)=sin(a)\/(1+cos(a)） 和差化积 sinθ+sinφ = 2 sin[（θ+φ）\/2] cos[（θ-φ）\/2] sinθ-sinφ = 2 cos[（θ+φ）\/2] sin[（θ-φ）\/2] cosθ+cosφ = 2 cos[（θ+φ）\/2] cos[（θ-φ）\/2] cosθ-cosφ = -2 sin[（θ+φ）\/2] sin[（θ-φ）\/2] tanA+tanB=sin(A+B)\/cosAcosB=tan(A+B)(1-tanAtanB) tanA-tanB=sin(A-B)\/cosAcosB=tan(A-B)(1+tanAtanB) 两角和公式 cos（α+β）=cosαcosβ-sinαsinβcos（α-β）=cosαcosβ+sinαsinβsin（α+β）=sinαcosβ+cosαsinβsin（α-β）=sinαcosβ -cosαsinβ 积化和差 sinαsinβ = [cos（α-β）-cos（α+β）] \/2 cosαcosβ = [cos（α+β）+cos（α-β）]\/2 sinαcosβ = [sin（α+β）+sin（α-β）]\/2 cosαsinβ = [sin（α+β）-sin（α-β）]\/2 双曲函数 sinh(a) = [e^a-e^(-a)]\/2 cosh(a) = [e^a+e^(-a)]\/2 tanh(a) = sin h(a)\/cos h(a) 公式一： 设α为任意角，终边相同的角的同一三角函数的值相等： sin(2kπ+α)= sinα cos(2kπ+α)= cosα tan(2kπ+α)= tanα cot(2kπ+α)= cotα 公式二： 设α为任意角，π+α的三角函数值与α的三角函数值之间的关系： sin（π+α）= -sinα cos（π+α）= -cosα tan（π+α）= tanα cot（π+α）= cotα 公式三： 任意角α与 -α的三角函数值之间的关系： sin（-α）= -sinα cos（-α）= cosα tan（-α）= -tanα cot（-α）= -cotα 公式四： 利用公式二和公式三可以得到π-α与α的三角函数值之间的关系： sin（π-α）= sinα cos（π-α）= -cosα tan（π-α）= -tanα cot（π-α）= -cotα 公式五： 利用公式-和公式三可以得到2π-α与α的三角函数值之间的关系： sin(2π-α)= -sinα cos(2π-α)= cosα tan(2π-α)= -tanα cot(2π-α)= -cotα 公式六： π\/2±α及3π\/2±α与α的三角函数值之间的关系： sin（π\/2+α）= cosα cos（π\/2+α）= -sinα tan（π\/2+α）= -cotα cot（π\/2+α）= -tanα sin（π\/2-α）= cosα cos（π\/2-α）= sinα tan（π\/2-α）= cotα cot（π\/2-α）= tanα sin(3π\/2+α)= -cosα cos(3π\/2+α)= sinα tan(3π\/2+α)= -cotα cot(3π\/2+α)= -tanα sin(3π\/2-α)= -cosα cos(3π\/2-α)= -sinα tan(3π\/2-α)= cotα cot(3π\/2-α)= tanα （以上k∈Z） A·sin（ωt+θ）+ B·sin（ωt+φ） = √{（A?? +B?? +2ABcos（θ-φ）} · sin{ ωt + arcsin[ (A·sinθ+B·sinφ) \/ √{A^2 +B^2; +2ABcos（θ-φ）} } √表示根号，包括{……}中的内容 诱导公式 sin（-α） = -sinα cos（-α） = cosα tan （-α）=-tanα sin（π\/2-α） = cosα cos（π\/2-α） = sinα sin（π\/2+α） = cosα cos（π\/2+α） = -sinα sin（π-α） = sinα cos（π。

转载请注明出处众文网 » 四杆机构毕业论文(求一篇4自由度工业机械手的毕业设计论文)