装卸机械手研究设计

2024-08-29

装卸机械手研究设计（精选9篇）

装卸机械手研究设计篇1

引言

对在日常的生产线工作中, 装卸工作主要由人工完成, 对于生产企业来说, 这种人工方式消耗的劳动强度较大, 而且生产效率比较低, 安全隐患大。生产工具是第一生产力, 为了能够提升企业生产线的工作效率, 减少人工方式消耗的劳动成本, 将生产线发展为柔性制造系统, 应该从实际的生产工艺出发, 设计并且研究自动化控制装卸机械手, 以机械化代替人工化。

装卸机械手按照日常的作业情况, 其手臂的动作顺序主要为机械手伸出手臂, 机械手手指闭合, 机械手机身上升, 机械手手臂缩回, 机械手手臂旋转, 机械手手腕旋转, 机械手机身下降, 机械手手臂伸出, 机械手手指张开, 机械手手臂缩回, 机械手手腕反转, 机械手停机料。针对这一机械手连贯性动作, 本文通过研究与介绍根据实际情况, 讨论平动搬运机械手的内部结构设计、可编程控制系统设计以及液压控制系统的设计, 以此来满足机械在日常生产线中的应用需求。

1、装卸机械手结构设计

装卸机械手整体结构按照人体仿生学, 装卸机械手主要部件分为机械手部, 机械腕部以及机械臂部, 只有合理的设计这3个关键部位, 才能够设计出完善的装卸机械手。除此之外, 为了能够实现机械手的自动化, 完善的机械手还应该包括其动力装置, 即装卸机械手液压系统以及装卸机械手控制系统。

在装卸机械手的结构中, 夹持工件占主要比重, 其重量达到16kg以上, 所以其动力系统主要采用液压动力、PC编程控制系统来完成。机身主要组成部分为结构简单并且刚性较好的液压油缸, 其升级幅度为400mm;机身的回转采用叶片的回转油缸驱动, 其回转的范围在[00, 1200];对于手臂的伸缩采用直线油缸驱动, 伸缩幅度在[0mm, 800mm]之间。在整个结构中油缸是机械手主要部件手臂、手腕、机座的主体, 它们会根据自身的需求而自由运动, 在自由运动的过程中形成了个体系部件的相对运行, 是整个运行系统的执行机构和支撑机构。

机械手手部, 机械手的手部应该具有适当的夹紧力和手部驱动力, 手部应该具有一定的张开范围, 机械手指应该具有足够的开闭角度, 这样才能便于抓取工件。在设计过程中, 确定手抓张合角度为600, 夹取重量为60Kg。在常用的工业机械手手部, 按照握持工件的原理, 可以将其分为夹持和吸附两类, 在本文中采用夹持工业。该工业的主要动作分为平移型和回转型。平移型手指的张开闭合靠手指的平行移动来完成, 但是其结构复杂。经过综合考虑分析, 仅考虑分析回转型手抓。

如图所示, 该图为机械手手部的受力分析图。其中1为手指, 2为销轴, 3为杠杆。在杠杆3的作用下, 销轴向上的拉力为F, 并通过销轴中心O点, 两手指对滑槽对销轴的反作用力为F1和F2, 其力的方向垂直与滑槽的中心线, 并交F1与F2的反向延长线与A及B。由坐标系中X方向力的合力为0可以知道F1=F2。由于Y方向的合力为0可以知道

经过综合分析可以得出F=b cos2μFN/a。在该式中a为手指的回转支点到对称中心的距离, μ为工件被夹紧时手指的滑槽方向与两回转支点的夹角。通过上式可以知道, 当驱动力F一定时, μ角度增大, 则握力FNy也随之增大, 但是其过度增加会导致拉杆的行程过大以及手部的结构增大, 通过实际工作经验表明, 该角度设置在300~400为宜。

机械手腕部, 腕部处于机械手手臂的最前端, 它连同手部的静动载荷均由臂部承担, 所以其内部结构直接影响到机械手臂部的设计结构, 因此在腕部设计的要点是结构紧凑, 并且其重量适轻。具有一个自由度得回转驱动腕部结构的总力矩M应该克服惯性作用。

机械手臂部, 臂部是机械手主要的握持部件, 它的主要作用是支撑腕部和手部, 并带动它们做空间运动。臂部在设计时, 首先应该满足应承载能力大、刚度好、自重轻, 可以通过合理布置作用力与反作用力方向, 提高配合精度, 简化结构来满足;其次运动速度快, 惯性要小, 惯性与物体的质量有关, 可以通过减少机械手臂部件的质量来减低惯性作用, 比如说减少手臂运动件的质量, 采用铝合金材料以及其轮廓尺寸等方式。

根据企业的实际生产工艺路线, 可以知道普通的装卸机械手必须满足以下功能, 即机械手的机身可以完全伸降和回转, 机械手臂可以伸缩, 手腕回转、手指夹紧等动作。这些动作应该设计出相应的控制回路来将其实现, 液压系统应该采用O型电磁换向阀换向, 单向调速阀调速及采用限位器来协调机械部分和控制部分的工作。采用双联油泵供油, 既能实现分步运动又能满足需要大流量时的合流。

2、装卸机械手控制系统

机械手的运动靠的是液压驱动来完成的, 这些动作包括机体的上下运动, 手臂的伸缩运动, 以及回转运动等。运动的幅度均由线圈电磁控制, 根据设计理论为, 当线圈通电时, 由于通电导向在磁场中受到力的作用, 会沿着磁场方向运动, 所以线圈通电, 促使机械各部件运动, 但线圈断电, 停止运动。

根据上述分析可以知道, 机械手的运动属于步进型运动, 控制的输入输出为开关量, 所以在系统的控制中使用PC器进行编程控制, PC控制通过检测输入信号的上下电平限做为机械手的动作命令, 这写电平限包括:伸缩限、上下限、手臂正反旋转限、手腕正反旋转限8个输入端。在设计过程中, 一般将机械手的控制方式分为两种控制方式, 分别为手动式控制和自动式控制。

4、总结

装卸机械手整体结构按照人体仿生学, 在设计过程中应该首先将机械手进行模块划分。将装卸机械手主要部件分为机械手部, 机械腕部以及机械臂部, 机械手控制系统, 只有根据实际需求, 将这4大模块有机的整合才能设计出满意的机械产品。

摘要：随着国民经济的发展, 工业水平已经由手工作业面向机械化作业转变, 本文通过对机械设计理论与实际工作的结合, 检验分析了常用装卸机械手的研究与设计方法。

关键词：国民经济,机械设计,装卸机械手

参考文献

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[2]王小北, 赵罘, 林建龙.平动式轻型装卸机平行臂的优化设计[J]北京轻工业学院学报, 2000, (01) .

[3]李长春, 刘广志.袋装物料装卸机器人臂长的优化设计[J]济南大学学报 (自然科学版) , 2007, (03) .

装卸机械手研究设计篇2

关于公布《铁路运输装卸机械管理规则》的通知各铁路局,集装箱、特货公司,中铁快运: 现将《铁路运输装卸机械管理规则》发给你们,请认真贯彻执行。前发《关于公布〈铁路装卸机械管理规则〉的通知》(〔 82〕货字 400号同时废止。

二○○六年三月二十一日铁路运输装卸机械管理规则第一章总则

第一条铁路运输装卸机械(以下简称装卸机械是铁路运输生产的重要设备。主要包括门(桥式起重机、叉车、臂架式起重机、装载机、装(卸车机、集装箱吊运机、行包牵引车等机械设备。为加强装卸机械管理,进一步提高装卸机械化水平,保证装卸机械质量和安全,充分发挥装卸机械效能,提高运输质量、效率和效益,依据《铁路法》、《安全生产法》、《特种设备安全监察条例》、《铁路运输安全保护条例》等规定制定本规则。

本规则适用于铁路车站货场进行货物、行包、集装箱装卸、搬运作业的各种装卸机械设备管理。

第二条装卸机械化是装卸工作的发展方向,是加速车辆周转、提高运输效率和经济效益的重要途径,是实现铁路现代化的一项重要内容。

发展装卸机械化要以运输安全生产为前提,要充分考虑整列机械化装卸和集装箱运输的发展,装卸能力必须满足运输生产的需要,各有关单位要统筹规划、协调发展,科学合理地配置装卸机械。

大力发展装卸机械化的同时,要认真开展科技攻关,广泛应用新技术,不断完善设备性能,安全、快速、质量良好地完成铁路运输生产任务。

第三条要加强装卸机械的运用管理,合理运用装卸机械设备,建立健全以岗位责任制为中心的各项规章制度,加强路内、外装卸搬运行业的协作,搞好路内运转、客运、货运、装卸及其他部门的联劳协作,形成有计划的、均衡的、协调的生

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第二章配置

第四条装卸机械配置应参照《铁路货场装卸机械通用技术要求和配置》(TB/T2928标准,根据货物运量、品类和货场设备情况,以及现代物流基地的作业条件,选择适用的机械类型和数量。同时要充分考虑经济效果、社会效益和长远发展。要在认真调研的基础上,由站段(装卸部门提出装卸机械配置建议计划,报铁路局(含专业运输公司,下同装卸部门审核、编制装卸机械发展规划,纳入计划,并认真组织实施。

第五条装卸机械原则上以门式起重机为主型机械。根据货物品类和集散状态,发展流动式装卸机械,在集装箱专业货场要重点发展和使用专用装卸设备。同时要结合各自的特点,积极研制、引进、使用各种新机型、新设备、新工艺、新属具, 努力提高装卸机械的安全可靠性和技术先进性,不断适应货物品类和装卸工艺的变化。

第六条新购置装卸机械应符合国家、铁路行业、机械行业的产品标准以及相关的安全、环保、节能、消防等标准和要求,其安全保护装置必须灵敏有效、性能可靠,购置装卸起重机械必须选择经国务院特种设备安全监督管理部门许可的生产企业,具有齐全的各种资质、技术证明资料和文件。

第七条新购置、搬迁安装于尽头式货物线上的装卸机械(如卸煤机等其主体结构及附属装置,在非工作状态时,均不得侵入《铁路技术管理规程》规定的铁路建筑接近限界(建限-2。在通过式货物线上新安装装卸机械时,按“建限-1”执行。已安装

在通过式货物线上的装卸机械,车站应制定安全作业办法纳入《站细》,确保调车作业安全。

第八条新修线路和货场改、扩建设计时,要根据货物运量和品类配备必要的装卸机械以及相应的配套设施。电气化区段的装卸机械配置要确保装卸机械作业安全。线路布局、站台仓库空间尺寸及硬面强度、站台高度、坡度等要符合机械作业的要求。装卸机械的作业区域和通道不得建造任何妨碍机械运用的设施。

选用以电瓶为动力的机械要修建符合环保要求的充电间, 选用内燃机械要修建符合消防要求的燃料加油站或加油点。靠近仓库站台的线路及卸车机跨内的线路进行维修时,轨面必须恢复原设计标高。

第九条各铁路局应保证装卸机械更新换代安全要求,适应运输生产的需要。为了充分发挥投资效益,避免重复投资、减少浪费,凡在铁路车站货场配置装卸机械应征求铁路局装卸部门意见。

第三章管理

第十条各级装卸机构要配备专职技术管理人员,并指定一名领导干部负责机械管理,根据统一领导、分级管理、逐级负责制的原则,搞好装卸机械“管、用、养、修”各项工作。铁道部负责制定全路装卸机械发展的方针、政策、规划和管理规则等规章制度,并督促检查落实。

铁路局要贯彻落实部定各项规章制度和相关要求,在保证运输安全生产的前提下,编制全局装卸机械化发展规划和装卸机械更新改造计划,参加修建项目的审查和验收,制定本局装卸机械管理细则、安全操作规程等规章制度,调整机械设备布局,检查分析使用效率和经济效果,总结推广先进经验和先进技术,定期组织对装卸职工的技术业务培训,提高装卸职工的技术业务素质。

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定,制定本单位的管理制度和实施办法;负责突发情况应急预案的编制和实施;建立健全机械台账和技术档案,掌握机械的数量、动态、技术状况、使用和安全情况;按时统计机械运用、检修等数据,妥善保管各种原始资料,做好统计分析工作,及时填报各种报表;搞好机械的管、用、养、修工作,提高机械利用率和完好率;要搞好职工的安全教育,提高机械作业人员的技术业务水平。

第十一条铁路局管内装卸单位之间的装卸机械调拨,须经铁路局装卸部门批准,并办理机械设备调拨相应手续;装卸机械向其他铁路局或装卸部门以外单位的调拨、转让,须经铁路局批准,并办理机械设备调拨相应手续。

对配置不当、长期封存或较长时间内利用率不高的低效设备,应及时进行调整。

第十二条装卸机械及配套设备的报废,应进行技术鉴定, 填写固定资产报废单,报铁路局装卸部门批准。已批准报废的装卸机械,不准继续使用。

报废的机械应符合下列条件之一: 1.主要结构和部件损坏严重无法修复,或修复费用过大、不经济的;2.因设备陈旧、技术性能低、无利用改造价值的;3.因事故及意外灾害造成严重破坏,无法修复的;4.因改建、扩建工程需要,必须拆除而又不能搬迁使用的;5.因能耗过大、污染环境超标,无法改造,继续使用得不偿失的;6.国家明令淘汰的。

第十三条由于货源变化等原因,预计三个月以上不使用的装卸机械,应办理封存手续。封存的装卸机械应完好合格,妥

善保管,不准拆用零部件。封存、启用均由使用单位提出报告,经铁路局装卸部门批准。启用前应进行保养、试机合格后方可投产。

第十四条根据铁路运输生产的要求,各种装卸机具需要调动(含出、入厂修及报废后向指定地点回送,依据铁路局货运或装卸部门的命令,由车站填写“特殊货车及运送用具回送清单”,免收运费。

第十五条装卸机械应定期检查,开展红旗设备评比。铁路局每年至少组织一次检查评比,铁道部对机械运用、管理状况进行不定期抽查。设备完好程度分为四级(见附件 1,参照铁道部《红旗设备标准》,对技术状态完好、生产效率高、消耗低、生产记录齐全准确、安全无事故的设备命名为红旗设备。红旗设备的标志和具体评比办法由铁路局制定。

第十六条各级装卸部门要建立健全装卸机械台账,收存有关技术资料。站段装卸部门要建立技术档案,包括出厂检验合格证、使用保养说明书、图纸、履历簿(见附件 2等。第十七条装卸机械管理编号(见附件 3由铁路局自行编制。

第十八条装卸机械因非正常原因损坏,构成事故的,应速报上级装卸部门。重大事故由铁路局处理,大事故、一般事故由站段(装卸部门处理。发生重大事故要抄报铁道部,并组织人员到事故现场调查、分析发生原因,及时抢修。事故处理要本着“四不放过”的原则,即:事故原因未查清不放过,责任人员未处理不放过,整改措施未落实不放过,有关人员未受到教育不放过。事故分析处理情况要及时上报(格式见附表 1。

机械事故分类标准如下: 1.一般事故:机件损坏修复费用 1万元及以上,或连续停产5天及以上。6—

.大事故:机械损坏报废原值或修复费用 5万元及以上, 或连续停产 15天及以上。

3.重大事故:机械损坏报废原值或修复费用 10万元及以上,或连续停产 30天及以上。

叉车掉下站台、轨行机械脱线按大事故处理,机械翻倒按重大事故处理。以上修复费用是指工料费,造成货物损失、人身伤亡或其他资产损失时应分别统计。

未构成事故的均为机械故障。

第十九条装卸机械的折旧费按《铁路运输企业固定资产管理办法》有关规定提取,根据企业更新改造和其他资金使用情况,由装卸部门提出使用计划,相关主管部门审核后,用于装卸机械及配套设备的更新改造,保证运输生产的需求。装卸机械参考使用年限参见附件 4。

第二十条铁路装卸部门要积极配合职教及有关部门开展全员培训,不断提高装卸职工的技术、业务水平;要有计划地组织职业技能竞赛,选拔出思想好、技术精、安全作业的标兵, 为职工树立学习的榜样。

第二十一条铁路装卸机械使用单位应制定并严格执行以岗位责任制为核心的设备安全使用管理制度,其内容至少应包括: 1.操作人员守则;2.安全操作规程;3.事故和突发事件应急预案;4.维护、保养、检修制度;5.安全技术档案管理制度;6.使用和维护人员安全培训、考核制度;

7.机械设备检查评比制度。

第二十二条为提高作业效率 , 充分发挥机械能力 , 各单位应

鼓励装卸职工积极研究、开发铁路装卸机械工索具 , 同时为保证安全和便于推广 , 各种工索具的设计、制造和使用应经有关部门审核认证。铁路局应及时组织交流经验和定型推广 , 对已经定型的吊具制定管理办法 , 并将运用方式列入装卸工艺内容。

第四章运用

第二十三条车站应组织好运转、客运、货运、装卸、搬运各部门间协调均衡作业。安排好作业日班计划,质量良好地完成铁路运输装卸任务。装卸安全生产、装卸作业总量、全员劳动生产率、机械化比重、机械完好率应纳入车站和各级装卸部门的主要考核指标。

第二十四条装卸机械司机应具备高中及以上文化水平,经过专业培训和有关部门考试合格,并经过三个月以上的岗位实习,必须取得装卸机械司机驾驶证,方准独立作业,严禁无证驾驶。特种设备作业人员及其相关管理人员应当按照国家有关规定经特种设备安全监督管理部门考试合格,取得国家统一格式的特种作业人员证书,方可从事相应的作业或者管理工作。对机械操作人员和起重工等应每年进行一次技术考试和身体检查,对不适宜操作机械的人员要及时调整。

第二十五条装卸机械运用班制要根据运输生产需求,采取包乘制或轮乘制,凡是可以轮班使用的机械都应采取轮乘制。包机组负责装卸机械日常保养,及时填记班组核算统计报表(报表格式由铁路局自定,认真填记机械运用等生产记录, 作为分析考核机械运用消耗定额和编制大、中修计划的依据。第二十六条铁路局站段装卸部门应对在车站货场从事装卸、搬运作业的各类装卸队伍的装卸机械实现规范管理,并按铁道部规定费率收费和清算。对装卸作业要本着先路内、后路外,先机械、后人力的原则,由车站装卸部门协调组织并监

8— 的,必须经铁路局装卸部门同意。

第二十七条铁路局对交接班使用的装卸机械应制定简明交接检查程序和标准,统一印制记录格式。交接班人员要确认机械各部位的效能和整机外观状态是否完好,认真填记交接班记录。

各种装卸机械的安全装置如防风制动装置、起重量(力矩限制器、风速仪、限位开关等,应作为交接检查的必检项目,并应保持灵敏、有效。

第二十八条各级装卸部门要积极拓宽装卸作业范围 , 提高装卸机械利用率,根据运输生产及安全需要可承担专用线或其他场所的装卸业务。装卸机械能力有富裕时可以出租 , 具体出租办法和费率由铁路局制定。

第二十九条各种装卸机械严禁超负荷作业。门式起重机、臂架旋转式起重机应安装相应的起重量限制器、载荷力矩限制器,其综合精度应符合国家有关规定。超过大、中修期失修的机械,未经铁路局组织鉴定批准,应停止使用。

第三十条各种装卸机械的技术性能不得任意改变(如增加起重量、扩大跨度、延长悬臂、接长吊杆等。在特殊情况下需要改变时,必须报铁路局装卸部门批准,选择获得国家质量检验检疫总局或其委托省、自治区、直辖市质量技术监督局资格许可的改造施工单位实施。装卸机械结构老化、性能降低但尚未达到报废标准时,必须经国务院特种设备安全监督管理部门核准的检验检测机构按照安全技术规范的要求进行监督检验后,遵照其提出的降低负荷方案降低负荷使用,标定新的额定负荷,将标牌、履历簿中有关参数修改一致,并报铁路局备案。

第三十一条新购置的机械投产前,要全面检查、调整,根据“起重机试验验收办法”(见附件 5和相应机型具体要求进

行试验和验收,确认技术状态良好,符合安全技术条件方可使用。使用单位要组织操作和维修人员熟悉设备构造、性能和特点,掌握安全注意事项和使用、维护要求,操作人员经训练合格后才能使用。

第三十二条为了保证铁路运输安全和装卸机械的安全技术质量,根据国家有关法规及标准,必须对装卸机械及附属索具的技术质量进行监督检测。当装卸机械的技术性能发生重大改变、装卸机械超期使用及发生重大事故修复后,应由铁路局组织经国务院特种设备安全监督管理部门核准的特种设备检验检测机构进行检测鉴定,必要时进行特殊检测。

第五章修理

第三十三条装卸机械的修理应符合铁道部《铁路装卸机械检修技术规范》(铁运〔 1995〕 143号,以下简称《检修规范》和标准化、通用化、系列化的要求,保证机械设备状态完好。承担铁路装卸机械修理的单位,必须具有相应资质,由铁路局装卸部门自行选择。车段装卸部门根据机械配置情况, 设置装卸机械维修组,负责维修保养工作。

第三十四条装卸机械的检修级别分为:日常保养、一级保养、二级保养、中修和大修。起重机卸的维修应符合《特种设备安全监察条例》。

1.日常保养由司机每班对机械进行清洁、润滑、检查和调试。

2.一级保养(定检对装卸机械进行擦洗、润滑,对机械的易磨损部位逐项进行检查、调试和局部零件的更换。

3.二级保养(小修是维护性修理。对装卸机械进行部分解体、检查、清洗、换油、修复或更换超限的易损零、部件。4.中修是平衡性修理。除完成二级保养的各项工作外,还

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件,保证使用到大修。

5.大修是恢复性修理。装卸机械全部解体、全面检查,修复或更换所有磨损超限的零、部件,彻底恢复机械的技术性能;按批准的技术文件对机械进行技术改造。

第三十五条铁路装卸机械实行计划检修制度。站段装卸部门要依据《检修规范》中“装卸机械检修周期表”(见附件 6,按规定日期提报下一修理计划。装卸机械大、中修由铁路局装卸部门批准,列入计划,并监督实施。大、中修和一、二级保养的费用纳入预算管理,预算经财务部门综合平衡按规定程序批准后,在装卸成本列支。

站段应将上级批准的大、中修计划纳入车站货物运输组织方案,安排好所有机械全年各月的大、中修及保养计划,并按照一临修、二保养、三中修、四大修的施修顺序落实兑现。第三十六条装卸机械状态修理是维修工作的发展趋势。实行状态修理必须要有可靠的检测工具(仪表设备,科学的检测方法和判定标准,依据机械状态的检测结果确定维修的时机和范围。铁路局要积极探索、总结经验,制定具体规划和办法,稳步实施。

第三十七条装卸机械修理复杂系数(见附件 7是比较装卸机械修理工作量大小、考核工时利用、费用高低、效益好坏的基本依据。铁路局应按照各种机械的复杂系数、工时、费用定额等编制预算、配备设备(见附件 8。

第三十八条已确定大修的装卸机械由使用单位提出装卸机械不良状态书(附表 2和履历簿,保证部件齐全,不准拆换。使用单位应与承修厂签订合同,明确修理范围、质量、标准、工期、费用等项目。装卸机械大修竣工后,由承修厂和使用单位根据合同、《检修规范》和试验验收办法进行逐项验收,填记履历簿,验收合格后方能交付正式投产,特种设备按照国家

有关规定办理。

第三十九条装卸机械大修时原则上不能停止货物到发,要提前安排好替修备用机械。必须停产时,车站应提前一个月向铁路局主管部门申请,经批准方可办理。

第四十条各级铁路装卸部门应根据《设备备件管理制度》(见附件 9,做好装卸机械配件的供应和管理工作,并在保证机械质量的前提下,积极开展修旧利废,降低维

修成本。根据装卸机械使用、管理、维修的需要,可设置装卸机械配件供应站,负责装卸机械专用材料、配件的计划、供应、调配、储存、管理等工作。

第六章附则

第四十一条本规则由铁道部运输局负责解释,铁路局可根据管内具体情况制定实施细则,报铁道部备案。

第四十二条本规则自发布之日起实施,前发《关于公布则〉的通知》(〔 82〕铁货字 400号同时废止。

附件:1.设备完好及分类标准 2.装卸机械履历簿 3.装卸机械管理编号 4.装卸机械参考使用年限表 5.起重机试验验收办法 6.装卸机械检修周期表 7.装卸机械设备修理复杂系数表 8.车站装卸机具维修组规模表 9.设备备件管理制度附表:1.装卸机械事故报告 2.装卸机械不良状态书 12— 1:

〈铁路装卸机械管理规

设备完好及分类标准完好设备: 1.设备性能良好,如动力设备的输出功率和其他主要参数能够达到原设计标准。

2.设备运转正常,零部件齐全,没有较大的缺陷,磨损腐蚀程度不超过规定的技术标准,主要的计量仪器、仪表和润滑系统正常。

3.原材料、油料等消耗正常,基本没有漏油、漏气、漏电、漏水等现象。分类标准: 一级设备:符合完好标准;主要精度达到原设备出厂标准。二级设备:符合完好标准。

三级设备:达不到完好标准,有缺陷,带病运转和停机待修的设备。四级设备:待报废的设备。附件 2—附件 9:(见纸质发文 14—

1、附表 2:(见纸质发文

装卸机械手研究设计篇3

【关键词】北海职业学院；《港口装卸搬运机械》课程；教学实践；调整

【中图分类号】U691.5-4

北海职业学院紧密结合职业教育教学目标的中的相关要求，在近年来对教学内容进行了不断的优化和完善，并致力于课程结构的优化，强化学科的专业建设，但是在实际教学中，仍存在结构合理性、可操作性以及迁移性等方面的问题较多，所以必须结合教学现状，在教学实践中对其进行不断的优化和完善。

1.北海职业学院《港口装卸搬运机械》课程开设现状分析

1.1教学任务和目的分析

北海职业学院在开设《港口装卸搬运机械》课程时，就对其开设的任务进行了明确。一是要求学生通过学习能够熟练的掌握港口装卸机械操作的要领和注意事项；二是掌握港口装卸机械日常养护和管理的技术，从而为上岗奠定坚实的基础。课程设置的目标是促进学生所学的知识能够得到综合的利用，结合港口装卸工艺，对装卸机械进行科学的配置和管理，不断的提高学生的基本工作能力，也就是对装卸生产环节中所需设备和数量以及规格，结合设备的装机功率和控制方式以及供电条件对其进行合理的配置，从而对电力驱动机械供电电压的登记进行确定，将线路损耗降低的同时将机械设备的使用效率和寿命延长，从而在学生毕业之后更好地在港口、物流、交通运输等企业中熟练的操作和维护装卸机械[1]。

1.2教学成效分析

北海职业学院所选用的港口职工教育统编教材的适应性有待进一步提升，教材中涉及了多种港口装卸机械的种类，在操作和使用方面上迥异，加上养护技术十分错综复杂，所以在实践教学中难以取舍内容，就近些年的教学实践而言，所取得的教学成效较差。加上港口装卸机械以大型机械为主，价格十分昂贵，动辄上百万甚至千万，同时在基建方面也有着十分高的要求，因而就北海职业学院而言，目前没有能建设这样的实验室，即便是学校利用港口专业实习基地开展实训计划，然而港口装卸行业为高危行业，在安全管理上要求十分严格，所以在码头上开辟场地和放置装卸机械专门为学生实训显然也难以实现，因而在现有的教学条件下，教学成效势必难以得到有效的提升[2]。

2.调整策略分析

北海职业学院结合自身在《港口装卸搬运机械》课程开设中的不足和自身的优势，对《港口装卸搬运机械》课程结构在教学实践中进行了调整和优化。具体策略如下：

一是对实验内容进行调整的同时注重实验模式的创新。由于港口装卸机械所装卸物料往往不同，所以装卸机械主要有散状物料和成件物品装卸机械。常见的散料装卸机械有车辆和船舶之分，例如装载机、装船机、装车机、卸船機、卸车机和斗轮推取料机。而成件装卸机械主要有起重机以及起升车，且均配备了相应的取物装置，而集装箱与托盘采用的装卸机械有运载桥、门式起重机、叉车和跨车以及托盘搬运车等等。所以就上述装卸机械中对于实训项目的确定，将会对培养目标的实现带来直接的影响。就目前北海职业学院在课程设置以及人才培养方案和现有的实训条件与北海港口的实际而言，就应确保所选的实训项目具有较强的合理性。通过实训工作的开展，不断的强化学生在理论知识方面的理解与应用，不断强化学生的综合应用能力，能够独立的分析和解决问题。并通过理论与实践的联系，尽可能地引导学生明确设计的思路与方法，以科学严谨的态度和实事求是的作风和勇于探索的精神参与整个实训过程。所以我们在实践过程中应尽可能地强化学生的动手实践能力，从港口装卸车辆的基本操作到日常维护和保养，并对所有模块的教学目标进行明确，确保相互之间不断的发展和促进，尽可能地实现实践教学内容和考证的同步，并安排学生参与有关证书的考试，学生在拿到证书的同时为学生的就业奠定坚实的基础。

二是对考核的办法内容进行不断的优化和完善。因为《港口装卸搬运机械》课程具有较强的实践性，所以传统的考核办法显然不适宜，所以为了确保学生学习的情况真实、全面的体现出来，就应致力于考核办法和考核内容的改进。例如在考核办法方面，主要采取动态考核的方式，注重过程教学在整个考核中所占的比例，强化学生的实践动手能力。在对学生的成果进行考核时，应尽可能地采取小组作业、随堂考试和实训报告和现场实操等方式进行考核，且各自所占的比例应不断的优化和完善，同时在考核内容方面也应优化和完善，紧密结合实际需要对考核的内容进行确定，才能确保整个调整的成效[3]。

3.结语

综上所述，《港口装卸搬运机械》课程是我院的主要课程之一，为了更好地促进高职教育成效的提升，我们必须结合现状加强对其的改进和调整，才能培养更多符合时代发展的高职人才。

【参考文献】

[1]陈步童，朱志忠.“港口装卸搬运机械”课程实践教学模式的构建与实施[J].南通航运职业技术学院学报，2011，01：108-112.

装卸料机械手总体设计篇4

1 机械手结构概述

笔者研究的是具有5个自由度的关节型装卸料机械手, 即腰关节、肩关节、肘关节和腕关节, 都为转动关节, 其中腕部有2个转动关节, 还有1个用于夹持物料的机械手爪。机械手结构见图1。

2 驱动方式的选择

驱动装置是机械手的重要组成部分, 机器人常用的驱动方式有液压驱动、气压驱动和电机驱动3种类型, 它们各有所长。笔者所设计机械手属于小型机械手, 且位置精度要求较低, 负载力矩较小, 因而均采用步进电机驱动。

该机械手一共具有5个独立的转动关节, 连同末端机械手爪的运动, 一共需要6个动力源。其中5个关节使用5台步进电机进行控制, 分别控制机械手的腰部旋转、大臂转动、小臂转动、腕部回转、腕部俯仰。手爪的张合采用气压驱动方式。

3 传动方式的选择

由于一般的电机驱动系统输出的力矩较小, 需要通过传动机构来增加力矩, 提高带负载能力。对机器人传动机构的一般要求有以下四方面:一是结构紧凑, 即具有相同的传动功率和传动比时体积最小, 重量最轻;二是传动刚度大, 即由驱动器的输出轴到连杆关节的转轴在相同的扭矩时角度变形要小, 这样可以提高整机的固有频率, 并极大减轻整机的低频振动;三是回差小, 即由正转到反转时空行程要小, 这样可以得到较高的位置控制精度;四是寿命长、价格低。

笔者所选用的电机都采用了电机加谐波齿轮减速器一体化的设计, 结构紧凑, 具有很强的带负载能力。为减小机构运行过程的冲击和振动, 并且不降低控制精度, 采用了同步带传动。

同步带是用来传递平行轴间的运动或将回转运动转换成直线运动, 在这里主要用于腰关节、肩关节、肘关节和腕关节的传动。而手爪则采用单作用活塞缸, 利用弹簧自动恢复来驱动。

4 装卸料机械手的手腕部分设计

手腕部分介于手爪和小臂之间, 它的作用是为了进一步调节手爪部分在空间的姿态, 以提高其工作的灵活性、适应性。腕部的运动包括回转运动和俯仰运动, 即由2个转动关节组和而成, 组合方式由2台步进电机驱动。俯仰运动的实现路径是:电机转动, 将运动传递给谐波齿轮减速器, 驱动轴转动, 并通过同步带传递到俯仰轴上, 完成俯仰动作动作。回转运动的实现, 前部分与俯仰结构相同, 后部分则通过一对锥齿轮传动来实现。装卸料机械手的手腕部分结构示意图, 见图2。

4.1 手腕回转时所需的驱动力矩计算

手腕回转时所需的驱动力矩计算公式为

M驱=M惯+M偏+M摩, (1)

其中, M驱为驱动手腕转动的驱动力矩;M惯为惯性力矩;M偏为参与转动的零部件对转动轴线所产生的偏重力矩;M摩为转动轴与支承孔的摩擦力矩。

4.2 手腕俯仰关节的驱动力计算

驱动手腕俯仰的驱动力矩, 应克服手臂等部件的重量对回转轴线所产生的偏重力矩、手臂在加速启动时产生的惯性力矩, 以及各回转副处的摩擦力矩。计算公式同式 (1) 。由于手腕部分的回转和俯仰所需的驱动力矩都不大, 因此选择杭州谐波减速机厂产的XB1-25型号的减速器。

4.3 手腕步进电机的选择

所需电机转矩计算公式为

其中, TL为所需电机转矩, N·m;Nl为手腕俯仰转速;Nm为电机轴回转速度;η为表示传动效率, 取0.95。选用横店联谊集团产的57型步进刹车电机。

5 装卸料机械手的手爪部分设计

装卸料机械手总体设计要求在抓取的工件重量为5 kg。气压传动组件工作气压较低, 对材质和精度要求比对液压传动组件的低, 同时气压传动组件还具有无污染、动作迅速、反应快、维护简单、使用安全等优点, 因此此处选用气压传动组件。

该气缸属于单向作用气缸。根据力的平衡原理, 单向作用气缸活塞杆上的输出推力必须克服弹簧的反作用力和活塞杆工作时的总阻力, 作用在活塞杆上的推力, 推动齿轮旋转, 促使手指的开合。装卸料机械手的手爪部分结构示意图, 见图3。

6 结束语

笔者分别对装卸料机械手的腰部、大臂、小臂、腕部及手爪进行了设计。根据各部分的不同特点, 计算及选择电机、谐波齿轮减速器、轴承等元件, 并进行了结构设计, 完成了腰部、大臂、小臂的回转, 以及腕部的回转及俯仰。其中腰部、大臂、小臂各有1个自由度, 腕部2个自由度。手爪部分采用气缸驱动来实现手爪的开合。

参考文献

[1]周惠民.关节型机械手的结构创新设计[J].煤矿机械, 2007 (10) :17-18.

[2]杨光, 席伟光, 李波, 等.机械设计课程设计[M].2版.北京:高等教育出版社, 2009.

装卸机械手研究设计篇5

摘要：为同步装卸圆周上均布的四颗螺钉，防止螺钉装配力矩过载，特设计了四颗螺钉同步装卸力矩可控式气动扳手转换接头，其主要由传动机构、变径装置和力矩过载装置组成，该接头结构简单、力矩可控、操作方便，可提高装配质量和装配效率，降低劳动强度，具有广阔的应用价值和市场前景。

关键词：传动机构；同步装卸；力矩可控；转换接头

中图分类号：TH89

随着工业技术的发展，工业产品的需求量大幅提升，提高工作效率已经成为工业产业上急需改进提高的方面。在法兰、端盖等零件的装配中，许多都有四颗均布螺钉需要装配，目前，装配生产线中基本上都是采用四颗螺钉依次安装的装配顺序，这样装配一方面延长了产品的装配时间，生产率低，增加了产品的制造成本，另一方面，在某些装配质量要求较高的场合，如液压阀阀套、端盖等轴类精密配合的场合下的装配，对角装配螺钉可提高装配质量。手工对角装配操作起来比较费时费力，装配质量还受到装配操作人员的熟练程度影响，且同一操作人员的装配的质量也不相同，不能达到标准化生产的要求，不能满足当前先进自动化制造的要求。而采取四颗螺钉同时拧紧且保证拧紧力矩相同，就能大大提高安装效率和提高产品装配质量。

螺钉拧紧力矩的大小对装配质量和产品质量也有重大影响，装配力矩过大，会损坏螺钉和螺纹孔，对修理时的拆卸也会产生一定的麻烦；装配力矩过小，不能满足装配质量的要求，严重影响着产品的装配质量。国内的部分小型企业的装配力矩依靠装配工人的主观感觉与判断，不能达到标准化的装配要求，不同生产批次的装配质量取决于装配工人的熟练操作程度，同一批次的产品也会受到装配工人的当时环境和身体条件的影响，装配质量也起伏不定，在一定的程度上都会影响了产品的质量，如能进行恒定力矩装配，对提高产品装配质量和品质，提高产品竞争力，促进国民经济发展都有重要意义[1-3]。

1 总体方案设计

图1为转换接头总体方案，该扳手主要由齿轮传动装置、力矩调节装置、过载保护装置、变径装置、套筒和壳体等组成。通过齿轮传动来传递动力和扭矩，实现螺钉的安装和拆卸；变径装置是为了适应不同直径圆周上的均布螺钉的装卸；力矩调节装置主要是调节螺钉拧紧最大力矩，提高紧固件安装质量，防止紧固件松动与破坏；为装卸不同类型的螺钉，特设计了多类型的套筒；壳体是用来固定和安装齿轮传动装置、力矩调节装置、过载保护装置、变径装置和套筒。

1.1 传动机构的设计

转换接头内部采用齿轮传动方式，其具有结构简单、工作可靠的特点。气动扳手带动驱动齿轮转动，通过传动齿轮和扳轴齿轮的啮合，达到传动的目的。该结构能实现较大传动力矩，同时结构紧凑，便于操作人员携带、使用。如图2所示，驱动机构主要由驱动齿轮，两个传动齿轮和扳轴齿轮组成，除了驱动齿轮外，传动齿轮和扳轴齿轮为4套，均布在驱动齿轮的四周。驱动齿轮动力来源于气动扳手，扳轴齿轮通过轴连接驱动套筒转动。

1.2 变径装置的设计

由于各紧固件均布螺钉中心线圓周半径不同，为使该气动扳手能实现装卸不同规格产品，装配和拆卸螺钉时，需要调整半径扳轴的半径大小来适应不同直径圆周上均布螺钉的装配工作，变径装置原理如图3所示：由直槽板、曲槽板和扳轴组成，直槽板的直槽和曲槽板的曲槽重叠部分恰好为扳轴的位置，当直槽板和曲槽板围绕中心线发生相对转动时，直槽和曲槽的重叠部分离直槽板和曲槽板的中心半径就发生了变化，这样扳轴所处的位置就发生了变化，由于4条直槽和4条曲槽的位置关于圆形的直槽板和曲槽板的中心对称，所以4个扳轴的距离中心的半径是同时发生变化的，变化同步且大小相等，这样就能保证4个扳轴在同一圆周上。

1.3 过载保护装置的设计

为避免紧固件装卸时因发生过载而损坏零件螺纹，且保证装配合适力矩，设计了独特的过载保护装置，其原理如图4所示：轴与圆盘之间通过弹簧压紧的钢球来进行连接，当轴与圆盘受到的扭矩不大于最大转矩时，轴在圆盘的驱动下转动；过载转矩大小依靠调整螺钉来压缩弹簧进行调节，当传动的转矩超过过载转矩时，钢球被顶向调整螺钉，轴和圆盘之间传动脱开，实现过载保护作用。

1.4 套筒的设计

套筒是气动扳手在装卸中作用是卡紧螺钉并传递扭矩的作用，由于螺钉规格不一，需要设计满足不同规格螺钉装卸的套筒，套筒与扳轴齿轮之间连接采用快换机构，从而提高装配的效率和降低操作难度。

1.5 动力装置的设计

主要采用压力气体驱动气动马达的方式来进行驱动，主要是采用可以调节压力的溢流阀来控制驱动气体压力的大小来实现动力输送。

2 结束语

四颗螺钉同步装卸的力矩可控式气动扳手转换接头可同时装卸同一圆周上的均布螺钉，且具有力矩可调和限定功能。该扳手不仅大大提高了装配效率和装配质量，而且还能保证螺纹紧固件在工作时不发生折断和松动现象，其结构简单、操作方便、力矩调节容易，能适应不同场合的需要，同时成本低，性价比高，可优化繁琐且精度差的手工劳动，显著提高产品质量和生产效率，具有较强的使用价值和推广价值。

参考文献：

[1]黎永泉.从中国专利看我国气动机具技术的发展[J].凿岩机械气动工具，1998.

[2]王成忠.拧紧技术运用中的几个实际问题[J].凿岩机械气动工具，1998.

[3]刘建文.螺纹联接及拧紧技术[J].汽车工艺与材料，1999.

[4]马晓丽，肖俊建，机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2008.

作者简介：王旭芳（1995.02-），女，本科生，研究方向：机械电子工程；江海兵（1978.02-），男，研究生，副教授，研究方向：机械电子工程。

作者单位：衢州学院机械工程学院，浙江衢州 324000

装卸机械手研究设计篇6

卫生陶瓷生产线中,刚注浆成型的卫浴产品俗称青坯,青坯在烧结之前,含有大量水分,需要将其转移至烘干室进行烘干,才能进行打磨、施釉及烧结等工序。而在转移过程中,需要将注浆下线的青坯搬运到运输车上,由运输车输送到烘干室,但青坯非常脆弱,易碎,在人工搬运过程中极易破损,从而增大了废品率,造成大量资源的浪费,而且人工搬运劳动强度大,生产效率低。

随着装备制造业的发展,机器人以其运行平稳、生产效率高及减轻人工劳动强度等优点,越来越多的应用于各种生产行业领域,完成产品的搬运、加工、装配及喷涂等任务[1,2,7]。

本研究以取代人工搬运青坯为目的,开发了一台直角坐标型机器人及其控制系统,该机器人具有四个自由度,包括:沿X轴、Y轴、Z轴三个方向的移动,及绕Z轴方向的转动,其结构如图1所示。

以青坯装卸车机械手为研究对象,应用三菱PLC及其伺服单元搭建了机械手的硬件系统及软件控制系统。并设计了以E-view触摸屏为平台的人机界面,使操作者能够方便的进行示教、调试及监视等操作。

1机械手硬件系统搭建

基于上述直角坐标型机器人及其工作特点,采用三菱Q系列控制器及其伺服单元,主控制器选用高性能PLC Q02H,运动控制器选用四轴运动控制模块QD75M4,伺服电机及驱动器采用HC-SFS系列伺服电机和MR-J2-Super系列伺服驱动器,I/O模块选用QX10及QY10,通讯模块选用QJ71C24N。人机界面采用E-view工业触摸屏MT4522T[3,4]。

三菱Q系列PLC为模块化结构形式,不同的模块具有不同的功能,用户只需根据控制功能的需要选用相应的模块,然后按顺序将其挂接在母板上即可,Q系列PLC具有硬件系统搭建方便、安装方便及维护方便等优点。

E-view工业触摸屏为全彩色图形化工业触摸屏, 具有控制界面组态方便,且可与多种品牌的PLC完美搭接,PLC控制通讯设置简洁等优点。

在设计中,以通讯模块QJ71C24N为纽带,通过RS232通讯接口实现PLC主控制器Q02H与触摸屏MT4522T的通讯,完成示教数据的输入及相关监视画面的输出。同时,通过RS485通讯接口实现上位机与主控制器Q02H的通讯,完成上层程序的上载与下载。

以“PLC CPU+运动控制单元+通讯模块+触摸屏人机接口”为核心搭建机械手定增益运动控制及整机控制系统,硬件系统控制策略如图2所示。

2机械手软件控制系统开发

本机械手只是实现将青坯从一个位置移动到另一个位置,不涉及速度及力矩的变化,因此,对执行部件— 伺服电机的控制模式采用位置控制模式,对其位置进行控制,首先进行运动路径分析,然后再根据规划好的路径编辑软件控制程序。

2.1运动路径规划分析

机械手的运动路径规划是软件开发的基础,合理规划机械手运动路径要考虑三个方面,一是要使机械手在不与周边环境发生干涉的情况下以行程最短的方式运行;二是要易于控制程序的设计实现;三是要便于机器人的示教调试工作。

机械手在其三维工作空间当中,要向两辆运输车搬运青坯,每辆运输车共有24个放坯位置,车体为三层结构形式,分为两侧,每侧放置3层4列产品。机械手每次从固定的取坯位置提取一个青坯,按照预定的路径及顺序将青坯送至运输车上的每一个位置。

为了便于实现控制,同时保证机械手不与周边环境发生干涉,将每条运动路径规划为12个步骤,如表1所示。

上述12个步骤构成了一个从取坯到送坯、再返回取坯位置的一个循环路径,那么放满每辆车的24个位置, 则机械手需要往复完成24条循环路径。

机械手的运动路径是由坐标值决定的,这些坐标值通常作为示教数据供操作者对机器人进行示教操作,所谓示教就是由操作者在机器人工作之前先将工作路径及相关数据(如:位置坐标、空载速度、重载速度等数据)教给机器人,然后机器人按照这些示教数据进行作业。而示教数据的优劣决定了示教工作的难易程度,机器人完成相同的工作任务,示教数据越少,操作越简单、方便,占用的非生产时间越少,机器人的利用率就越高。

为了便于实现控制、减少数据寄存器设置个数及优化示教数据结构,将放坯位置进行了坐标归类,其工作空间中的三维坐标分类如下:

1)在Z轴方向上分为:一层(Z1)、二层(Z2)、三层 (Z3)。

2)在X轴方向上分为:左侧(X1)、右侧(X2)。

3 )在Y轴方向上分为: 1 # ( Y 1 ) 位、 2 # ( Y 2 ) 位、 3#(Y3)位、4#(Y4)位。

4)在绕Z轴旋转方向上分为:左边角度(Z'1)、右边角度(Z'2)。

另外,还有两个增量坐标,一个是沿X轴向运输车送入坯体的距离(△X),另一个是沿Z方向放下坯体的高度(△Z)。

分类后的坐标即简洁又全面,将这些坐标值作为机器人的示教数据供操作者进行示教,从而简化了繁琐的示教调整过程,实践证明该方法示教操作简单、方便、生产效率高。

2.2机械手软件设计

机械手的控制软件采用三菱PLC开发软件GX developer及其伺服控制软件GX-Configurator-QP,同时配合触摸屏软件EV5000_V1.5进行联合开发,三个软件分别负责不同的开发任务,三者之间相互通讯、相互协调及数据共享。GX-developer负责整体程序结构开发, 是整个控制系统的核心,对控制任务起决策性作用,实现控制的算术与逻辑运算功能,对所有数据进行处理、存储与传输。GX-Configurator-QP主要完成定位数据的处理与控制,配合PLC实现伺服运动控制,EV5000_ V1.5主要是编辑人机界面,对功能界面进行组态设计, 实现示教数据的输入,并将示教数据传输给PLC,由PLC将示教数据统一分配。

PLC中数据的运算、传输与转移是由数据寄存器为载体实现的,因此,在设计PLC程序时,需要给触摸屏输入的示教数据分配相应的存储空间(即数据寄存器),如表2所示。

在PLC当中设置的数据寄存器,只是分配了数据存储空间,其中并没有数值,需要操作者按照机器人的实际工作位置,对其进行示教。

示教的操作界面是在E-view触摸屏中组态完成的, 在软件组态设计中,使表2当中的数据寄存器与示教界面当中的数据输入框设置一致,组态界面如图3所示。

触摸屏与PLC的通讯通过RS232完成数据的传输工作,操作者输入的示教数据通过通讯接口实时传输到PLC相应的数据寄存器中,PLC再将这些数据通过数据寄存器写入到定位模块QD75M4相应的轴地址当中,由QD75M4实现机器人的运动控制。

2.3伺服增益参数整定

伺服增益参数是决定伺服电机稳定运行的关键, 合理设计伺服参数可以提高伺服电机运行的稳定性。在自动控制系统的开发过程中,高精度、高速度移动是一个非常关键的问题,主要取决于伺服电机驱动系统的特性,尤其是速度与扭矩环路,要求其响应要快、稳定性要好,甚至在有噪声的影响和系统参数发生变化的情况下,其系统的响应应保持良好的稳定性和灵敏性。本机械手采用的控制系统及伺服电机均为三菱Q系列产品, 其增益调节模式有四种:自动调节模式1、自动调节模式2、手动调节模式、插补调节模式。在伺服增益调节过程中,首选自动调节模式1,伺服系统内置的实时自动调节功能,能实时地推断机械特性,并根据推断的结果自动设定最优的增益值[5,6]。

然而在实际调试过程当中,由于机械结构本身零部件加工制造误差及装配误差等因素,自动调整模式往往很难达到预期的效果,实验过程中经常会出现机械手发生颤动的现象,这就需要采用手动调节模式进行调整, 通过实际机械结构参数(如:传动比及负载惯量比等) 来综合调整GD2伺服电机的负载惯量比、PG1模型控制增益、PG2位置控制增益、VG2速度控制增益、VIC速度积分补偿等增益参数,得到良好的伺服系统整体响应特性,最终使机械手达到运行平稳的目的[7,8]。

3结论

铁路运输与装卸机械化的发展篇7

关键词：铁路运输,装卸机械化

一、我局装卸机械发展历史过程

1956年建局以来, 我局仅有20多台皮带机、手动少年吊 (固定吊) 。到70年左右, 已经发展到267台, 其中5~10吨门吊13台, 一吨实心胎电瓶叉车80多台, 也有了少量的轨道吊和履带吊。1975年, 全局开始发展装卸机械化, 至1981年的7年中, 铁道部对沈阳局投资近8000万元, 使我局装卸机械发展860多台, 其中大型门吊92台, 卸煤机、装砂机73台, 同时轮胎吊、2~5吨叉车、汽车吊等新型装卸机械不断增加。1983年并局后, 我局装卸机械总台数为2140台, 达到历史最高峰。而到2004年的20年中, 装卸机械台数逐年下降, 到目前仅为1778台。虽然台数减少, 但装卸机械发生了质的变化:一是最大起重能力增加, 由原来的10吨增加到50吨;二是由于大搞技术革新、技术革命, 一些配套的适应各种货物装卸作业的吊具、索具层出不穷。1973年鞍山站发展索具为全路的先进典型, 并在当年天津全路装卸机械技术展览会上同我局装卸机具厂生产的一吨内燃叉车一起获得殊荣, 为全局装卸机械化发展做出贡献;三是机械性能发生变化, 适应集装箱作业的专用设备和采用先进技术的 (如可控硅、变频) 装置, 以及适应各种条件装卸作业的大型叉车、装载机等设备不断增加, 为我局铁路运输事业的发展创造了有力条件。

二、目前装卸机械化发展存在的问题

主要表现在以下几个方面:

1、装卸机械老化程度日益严重, 性能下降, 故障率居高不下, 到2010年末, 全局共有装卸机械1778台, 其中超期使用、老化、失修机械1012台 (占机械总台数的56.9) 。在229台门吊中超过使用年限的有159台 (占门吊总台数的85.2%) , 十年以上未进行大修的有203台。每年所提折旧仅为实际需要的30%, 并且呈递减趋势。

2、设备维修不能满足生产需求, 表现为维修不及时、质量差、资金短缺, 机械保养、维修制度没真正落实, 计划检修制度流于形式。2003年装卸属地纳入站段多经管理后, 全局用于装卸日常维修费用仅为500多万元, 为实际应支出费用的12%。为保证职工工资, 各站段基本折旧不能提取, 机械大、中修也不进行, 机械吃老本的问题也越来越严重。2006年成立局装卸作业管理所以后, 虽然有所好转, 但由于历史欠账太多, 靠装卸自身解决还需要相当长的时间。

3、装卸工程技术、维修和操作人员缺乏, 影响装卸机械运用管理的正常工作。由于装卸体制不稳定, 装卸机械变动大, 一些大、中专毕业的工程技术人员纷纷调离装卸部门, 加上一些技术人员内退, 导致装卸技术人员严重缺乏。

4、机械安全隐患较多。门吊防风装置不完备, 风速报警仪缺失或失效;门吊基础下沉、纵向裂缝或护坡塌裂, 安全限位不灵活, 电缆老化漏电, 门吊端挡不符合标准等问题普遍存在, 危及人身安全, 增加机械故障率, 影响门吊作业安全和正常运行。特别是一些已经报废的门吊, 由于无力及时更新, 为满足运输生产需要而带病运行, 给装卸安全管理带来了极大的隐患。

5、装卸作业量不足, 机械利用率下降, 其主要原因是站内装卸作业量流失到专用线, 装卸机械配置不能满足现场需求。

6、由于装卸机构不稳定, 政策不足, 经营效益不好, 也影响装卸机械发展, 缺乏长远规划。

7、机械更改、大修资金不足, 欠账过多, 装卸机械设备投入资金匮乏, 更新缓慢, 降低了机械利用率、设备质量, 影响了装卸车效率, 制约了装卸可持续发展。

三、建议

装卸机械是装卸企业发展的根本, 装卸机械化的水平和程度直接关系到铁路运输生产的安全、效率。目前我局装卸机械老化的问题, 应提到议事日程, 如不很好解决, 势必影响运输生产。为此建议:

1、保持相对稳定的装卸管理机构。这是我局装卸行业健康、快速发展的根本。我局50年来12次机构变革的历史经验证明:站装合一后将装卸吃光、分净, 装卸就倒退;专业化管理后, 装卸就发展。所以坚持装卸专业化管理的原则不能动摇。

2、努力增加装卸作业, 提高装卸经营效益, 增加对装卸机械更新改造、养护维修投入资金, 不断提高装卸质量。

3、转变观念, 在树立为运输生产服务的大局观念的同时, 要加强装卸安全基础建设, 提高装载质量和服务质量, 保证安全生产。

4、强化铁路货场内装卸“五统一”管理, 铁路货场是铁路自身的市场, 也是装卸的市场, 必须按照铁道部、铁路局有关文件的规定进行规范, 努力为装卸创造良好的经营环境。

5、根据目前装卸部门经营的实际, 路局应给予相应的政策进行扶持。装卸体制改革, 必须在运输企业改革的大环境中进行, 保持与运输企业改革同步。

6、加强人员教育, 培训优秀维修人员和工程技术人员, 培养高水平的机械操作人员。要通过以下途径来实现:一是加强装卸职工的日常培训, 提高维修水平和操作能力;二是吸收部分大、中专毕业生, 加以现场锻炼, 培养成为适合需要的技术人员和管理人员;三是对青年装卸职工进行机械操作技能培训, 经有关部门考核合格后补充机械操作人员不足。

总之, 铁路装卸工作是货物运输的重要一环, 建设一支高素质、高效率、高机械化水平的专业化装卸队伍, 是铁路运输发展的需要, 是我局低成本创优、低成本发展的需要, 也是铁路“转机制, 闯市场”的必然, 只要路局重视, 正确决策, 各级组织都关心、帮助和支持装卸, 我局装卸机械化就一定能得到快速发展, 装卸经营效益就一定能够提高, 装卸广大干部职工一定能为我局的运输生产做出新的、更大的贡献。

参考文献

装卸机械手研究设计篇8

关键词：行走数据,计数,识别,校正

一、概述

秦皇岛港煤四期项目 (即秦皇岛港务股份有限公司第七分公司) 是国家“八五”、“九五”期间的重点工程。港口大型装卸机械主要有翻车机、堆料机、取料机、装船机、堆取料机等设备。堆料机通过驱动装置, 沿轨道行走。其行走方式与大多数港口装卸机械设备基本一致。堆料机的行走数据一般是通过PLC程序计算一个与轨道相接触的测距轮的运转情况而得出的。堆料机在经过多次的往复行走作业过程, 大机的行走数据有时会出现误差, 可能造成与相邻港口装卸机械之间碰撞的危险。目前, 光电设备以其强抗干扰能力, 在生活和工业生产过程中, 起着至关重要的作用。而将光电子设备与机械故障检测及数据校对相结合所起到的效果已经比较明显。因此, 将引入光电开关作为数据校正设备, 对港口机械行走过程中产生的数据实现灵敏度较高的校正。

光电开关是把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的 (即电缘绝) , 精度高、响应速度快、检测距离远, 使其在机械测量、液位控制以及安全防护等诸多领域广泛应用。

二、具体实施方法

在堆料场的特定位置指定为机械行走数据校正点, 装卸机械设备通过某校正点处, 堆料机的PLC程序可以实现对此校正点的识别、判定, 然后在对应的校正点将行走数据精确地写入事先编译完成的PLC程序。而当线路出现故障时, 在程序中对线路故障做出判断, 暂时中断校正程序。

1. 首先确定数据校正装置。

采用德国西克 (SICK) 公司生产的一种镜反射式光电开关作为数据校正装置。这种装置抗干扰能力突出, 灵敏度高, 有效扫描距离最大可达55米, 可以在环境较为恶劣的现场进行作业。要求有相应的反光板进行配套使用, 这样才可以将光电开关发射的光信号返回堆料机PLC接收装置, 从而进行下一步的程序处理。

2. 要确定行走数据校正点的位置, 需要对光电开关配套使用的反光板的位置进行设定。

港口行业中, 将堆存煤炭的场地会划分成长度、宽度相同的矩形区域作为堆料区。这些矩形区域之间通常会有20~30米宽的分隔区域。在本案中, 我们将这些区域的中点将作为数据校正点, 如图1所示。而反光板的数量也是根据不同的校正点来进行确定。

3. 在堆料机的PLC程序编译过程中, 以限时、计数的方法识别校正点。

即:当载有光电管的堆料机行走至各反光板时, 光电开关接收到反光板反射的射线, 输入点记为“0”, 并作为扫描周期的起始点。当载有光电管的堆料机行走至各反光板之间10cm的间隙时, 光电管无法接收到反射射线, 为“1”。在扫描计时周期结束时, 将计数结果作为中间变量写入到PLC程序。因此, 当堆料机以1m/s的速度行走时, 接收扫描结果的输入点将会产生多个时长为0.1秒的脉冲信号。在PLC程序中, 以计数器来计算脉冲信号的数量。

在一个校正点处连续设置反光板的最大数量为4个, 反光板宽度为5cm, 之间间隔为10cm。堆料机行走扫描经过相邻的4块反光板所用的最长时间, 即扫描周期为: (4×5+3×10) /100/1=0.5s。根据现场测量, 记录每个校正点位置及相应的反光板数量, 当PLC程序的中间变量恰好等于某个数值时, 相应的已测数据将写入到机械行走数据。

4. 当光电开关的线路出现故障时, 程序工作流程图如图3所示。

在程序中设置提示, 提醒维修人员及时处理线路故障。

三、实施效果。

装卸机械手研究设计篇9

面对高职院校生源特点,传统教学方法已经无法充分调动学生的学习积极性,采用什么样的教学方法和手段来使学生能走进课堂学有所成是一个非常值得探索与实践的课题。路海萍教授指出,课程项目化是突出高职办学特色、促使课程改革走向优质的一条有效途径。徐国庆教授对项目课程的内涵、本质和开发与实施方法进行了详细的阐述。洪霄等、于正永等对项目化教学进行了深入探讨,甄久军对项目化教学进行了教学应用与实践。高玉萍教授对项目化教学中存在的问题与对策进行了充分探讨。虽然对项目化课程教学已经进行了广泛的探讨,但对于专业课程的项目化教学并没有形成标准的设计模式,有必要进行进一步的探索和实践。

1 项目化教学设计方案

“装卸搬运机械”是港口机械应用技术专业和港口物流设备与自动控制专业的一门重要专业课。其主要任务是使学生掌握港口装卸搬运机械的构造与维修保养方法,能对常见故障现象进行检查与排除。

课程的具体目标包括能力目标、知识目标和素质目标。能力目标:能运用所学装卸搬运机械结构、工作原理等专业知识,根据岗位工作规范,对车辆的离合器、变速器、驱动桥、转向系统、制动系统、轮胎平衡及定位等进行正确的检测与调整,能正确使用工具进行拆装,能对常见故障现象进行排除。知识目标:了解装卸搬运机械的类型和用途,理解车辆各部分的结构,掌握设备工作原理及常见故障的排除方法。素质目标:具有团队协作的意识,良好的小组成员协作能力;具备良好的沟通能力和评价他人的能力;具有正确面对困难和挫折的能力;负责任的工作习惯;节约并保护环境的意识;具有良好的心理素质和身体素质;具有较高的安全意识。

课程目标要通过项目化教学方案的设计与实施实现。项目化教学的项目应该从典型的职业工作任务中提炼出来,要以典型产品(或服务)为载体。港口机械应用技术专业和港口物流设备与自动控制专业毕业生的典型工作任务是港口机械的维修与保养,结合《内燃装卸机械修理工》国家职业资格标准,本课程设计五个教学情境和12 个具体教学项目,具体内容见表1。在设计教学项目时,依托岗位典型工作任务内容,对港口常见的维修保养工作进行项目化设计,同时要兼顾项目知识的广度、深度以及项目难度由浅入深的顺序要求。港口装卸搬运机械的维修保养重点是针对叉车、装载机、牵引车,这三种车辆涵盖了典型的装卸搬运机械结构,能满足岗位知识的广度和深度要求。在项目设计中先进行简单的机械传动系维修与保养学习,在熟悉了传动系的一般组成和维修保养方法后再进行难度较高的动力传动系维修与保养学习,然后依次学习行驶系、转向系、制动系的维修与保养学习,以此保证项目难度由浅入深的进行。

2 项目化教学考核评价

考核与评价是项目化教学的的重要环节,良好的评价考核体系具有诊断、导向、激励、促进教学的功能。本课程采用的考核评价方式包括过程性考核与知识性考核两部分,比例各占50%。

过程性考核由12 个工作项目的评价结果形成。每一个工作项目在学习结束时由指导教师组织学生进行评价。由于项目实施时操作人员不能过多,所以必须分几个小组进行操作,每个小组6 人左右比较合适。每一个项目的评价结果由四部分组成,小组互评占20%,小组自评占20%,由教师选定的学生代表组成评价小组,其评价占30%,教师评价占30%。

最终由此四部分成绩按比例形成项目评价成绩。过程性考核的成绩由下面公式形成:

过程性考核成绩=(项目1 成绩+项目2 成绩+……+项目12 成绩)/12

知识性考核由期末考试形成,考核采用闭卷笔试的方式进行,考核内容是职业岗位所需的基本知识。

3 项目化教学实施过程

项目化教学的实施过程包括情境设计及任务布置、资料搜集与任务分析、工作方案确定与实施、总结与结果分析、评价与要求等几个环节。

下面以“学习情境三”中的“四轮定位检测及调整”项目为例进行详细阐述,项目课时为4 学时180 分钟。

3.1 情境设计及任务布置

本环节中重点是使教学设计按照企业的维修案例进行,以真实的维修保养过程进行教学训练,使学生获得相应的职业技能和职业工作体验。本项目设计的工作情境:维修站工作人员接待顾客时驾驶人员反映车辆行驶中跑偏,车身有较明显抖动,问题应如何解决?根据此工作情境下发任务工单,任务工单见表2。该环节用时5 分钟。

3.2 资料搜集与任务分析

本环节中学生根据任务工单,查找资料完成相关知识的学习并对工作任务进行具体分析,商讨出初步方案,如果学生在此过程中遇到难题先互相讨论解决,指导教师可以进行相应指导。这一环节中重点是对工作任务所涉及到的相关理论知识进行学习,学习材料包括指导教师提供的学习资料和相应的网络资源。本项目中教师提供的学习素材包括:车辆四轮定位的项目、定义及原理教学课件;胎压表及四轮定位仪的使用说明书。学生在掌握了基本知识后设计出工作方案。这一环节关键是同组学生之间的分工合作安排,合理安排可以提高项目完成的效率及质量,决定了后续方案实施是否能快速准确。该环节用时30 分钟。

3.3 工作方案确定与实施

本环节重点是根据教师提供的学习资料和网络资源,按照企业维修保养工艺组织确定最终的工作方案,并且小组成员要进行相应的分工,如由谁实施具体操作,谁进行结果记录,谁进行安全检查等。本环节中教师提供的学习资料越丰富,学生设计的工作方案就越合理,这对指导教师的实践经历提出了很高的要求。教师必须能对所设计的教学项目进行熟练正确的操作并且符合企业工作流程和规范,这样设计的教学项目才是合理的。本项目中指导教师帮助学生确定最终实施方案,由小组成员进行具体实施并将具体工作过程记录在任务工单上。该环节用时120 分钟。

本项目的实施步骤包括四个具体任务:轮胎胎压的检测与调整、夹具和传感器的安装及调整、四轮定位检测、定位参数调整。在任务实施时每个小组按照工作方案进行实际的操作,将实施过程及操作要点、注意事项详细记录在任务工单上,作为项目分数的重要参考。

在任务一中,小组成员要学会胎压的测量方法、胎压的标准范围、轮胎充气及放气方法,学会使用胎压表和加气泵。在任务二中要学会夹具和传感器的安装方法,以及利用四轮定位仪在选定车型后进行偏心补偿和传感器调水平的操作方法。在任务三中学会四轮定位检测的流程,包括安装刹车锁、固定方向盘、具体的检测过程等,记录下所测参数数值。在任务四中要学会怎样判断各参数数值的正确范围、各参数的具体含义及调整方法,并能根据四轮定位检测结果对车辆的四轮定位参数进行正确调整。

工作过程中小组成员要密切配合、相互提醒,确保工作过程正确、有序。指导教师进行相关指导,重点是工作的规范性和安全性保证。

工作结束后按照5S要求(整理、整顿、清扫、清洁、素养)进行工作现场清理,培养良好的职业素质。

3.4 总结与结果分析

本环节是对教学项目进行的总结和分析。重点是对教学项目的实施过程和最终产品(或结果)进行检验,一是检验工作的工艺流程是否规范合理,一是最终获得的产品(或结果)是否满足要求。本项目是对最终四轮定位数据进行分析,由指导教师进行验证,结合工作过程的记录数据检验工作过程是否正确。小组成员对实施过程进行认真总结,记录工作过程中的经验教训及收获,形成最终的最优化工作方案。该环节用时15分钟。

3.5 评价与要求

本环节对于项目化教学的实施非常重要,良好的评价能有效激励学生的学习兴趣,激发学生的好胜心和求知欲,同时能公正合理的形成教学评价。本项目采用的方法是:由小组成员对工作过程和调整结果进行汇报展示,其他小组对该组的工作表现根据评价表进行小组互评,小组成员进行自评,评价小组和指导教师分别进行评价,最终按比例形成项目成绩。

评价介绍后指导教师布置课后任务,巩固项目学习成果,拓展理论知识学习的深度和广度。本项目课后任务包括四轮定位操作流程及注意事项、什么情况下需要做四轮定位、四轮定位主要参数的含义及作用,按先会后懂原则巩固理论知识。该环节用时10 分钟。

4 项目化教学总结

通过实施项目化教学,“装卸搬运机械”课程的教学效果有了明显提升,学生学习的积极性显著提高。通过教学反馈学生普遍对课程给予很高的评价,反映动手能力、技能素质、知识水平都有很大的提高,教学满意度由91.3%上升至97.8%。

当然,项目化教学实施过程中仍然存在着教学资源不足、考核评价不够客观且比较繁琐、项目设计不尽合理、学生学习效果两极分化等问题,还需要在今后的教学实践中加以解决。

摘要：文章基于岗位任务和职业技能要求对课程进行了项目化教学设计,提出了考核评价方法,通过教学实践总结了该教学模式的优点和不足。

关键词：项目化,教学设计,教学实践

参考文献

[1]路海萍.课程项目化:高职院校课程改革走向的选择[J].大学·研究与评价,2009.3:31-38.

[2]徐国庆.高职项目课程的理论基础与设计[J].高职教育,2006.6:137-140.

[3]徐国庆.如何理解项目课程的本质[J].教坛视点,2014.27:1.

[4]徐国庆.职业教育项目课程开发指南[M].上海:华东师范大学出版社,2009.

[5]洪霄,付彬,李涤非.如何理解项目课程的本质[J].中国成人教育,2008.11:92-93.