【正文】 XXXX大學本科畢業(yè)設計（論文） 3 機械手首先是從美國開始研制的。 機械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應用。工業(yè)機械手也是工業(yè)機器人的一個重要分支。在工業(yè)生產(chǎn)中應 用的機械手被稱為 ? ?2工 業(yè) 機 械 手 。 automatic control； PLC。簡略的討論了自動上下料機械手的自動控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、手部、腕部、手臂以及機身等主要部件的結(jié)構(gòu)設計。 本 文主要敘述了機械手的設計計算過程 。在自動化生產(chǎn)線上自動上下料機械手就是其中不能缺少的設備。為自動生產(chǎn)線上的組合機床設計了一臺能夠自動上下料的機械手。 首先，本文介 紹機械手的作用，機械手的組成和分類，說明了自由度和機械手整體座標的形式。 關(guān)鍵詞： 機械手；自動控制； PLC；液壓傳動；液壓缸 XXXX 大學本科畢業(yè)設計（論文） II COMBNATION MACHINE TOOLS AUTOMICS FEEDING HYDRAULIC DESIGN THE ROBOT ABSTRACT With the development of industry, the application of automation technology and more widely, manipulator is an indispensable equipment in the production of automation, he has more and more application in industry. In automatic production line autotransmitting manipulator is one of the indispensable equipment. Automatic production line for the bination machine tools designed an automatic updown material to the manipulator. Adopts hydraulic control system and the form of cylindrical coordinate institution, and through the whole process of PLC control movement. It39。 hydraulic power transmission；hydraulic cylinder XXXX 大學本科畢業(yè)設計（論文） III 目錄 第 1章 緒論 ??????????? ???????????? ???? 2 前言 ?????????????????????????????? 2 工業(yè)機械手簡史 ????????????????????????? 2 工業(yè)機械手在生產(chǎn)中的應用 ???????????????????? 4 機械手的組成 ?????????????????????????? 5 工業(yè)機械手發(fā)展趨勢 ?????????????? ????????? 6 本文主要研究內(nèi)容 ???????????????????????? 7 本章小結(jié) ???????????????????????????? 8 第 2章 機械手總體方案設計 ???????????? ?? ? ???? 9 機械手基本形式的選擇 ? ? ???????????????????? 9 方案設計 ????? ????????????????????? ?? 9 機械手運動分析 ??? ??????????? ?? ???????? 11 本章小結(jié) ???????????? ?? ????????????? 12 第 3章 機械手的控制系統(tǒng)設計 ???? ???????? ????? 13 機械手電氣控制系統(tǒng)的概述 ???????????????????? 13 機械手電氣控制程序 ??????????????????????? 13 機械手電氣控制系統(tǒng)圖 ?????????????????????? 14 本章小結(jié) ???????????????????????????? 17 第 4章 機械手液壓系統(tǒng)設計 ???????? ? ? ?? ?????? 18 機械手工作原理分析 ?????????????? ??? ????? 18 液壓系統(tǒng)工作原理圖設計 ?????????? ?????????? 18 XXXX 大學本科畢業(yè)設計（論文） IV 各液壓缸載荷力分析 ?????????? ? ? ???? ?????? 20 本章小結(jié) ??????? ? ?? ??????? ?????????? 21 第 5 章 機械手手部的設計計算 ????? ???? ???? ?????? 22 手部設計基本要求 ????????????????? ?????? 22 典型的手部結(jié)構(gòu) ?????????????????? ?? ???? 22 機械手手爪的設計計算 ???????????????? ????? 22 選擇手爪的類型及夾緊裝置 ????????? ?? ?????? 22 手爪的力學分析 ???????????? ? ????????? 23 夾緊力及驅(qū)動力的計算 ??????????? ????? ??? 24 手爪夾持范圍計算 ????????????? ???????? 25 機械手手爪夾持精度的分析計算 ??????????????? ?? 26 機械手手爪夾緊液壓缸的尺寸參數(shù)確定 ???????????? ?? 27 本章小結(jié) ?????????????????????? ????? 28 第 6 章 腕部的設計計算 ????????????? ? ????? ??? 29 腕部設計基本要求 ?????????????????? ????? 29 腕部的結(jié)構(gòu)及選擇 ?? ???????????????? ????? 29 腕部的設計計算 ?????????????? ? ???????? ? 30 腕部設計考慮的參數(shù) ?? ??? ??????? ?????? ?? 30 腕部的驅(qū)動力矩計算 ????????????? ??????? 30 腕部驅(qū)動力的計算 ??????????? ???? ?????? 31 液壓缸蓋螺釘選用計算 ????????????? ?????? 32 東片和輸出軸間的連接螺釘 ?????? ??????????? 33 本章小結(jié) ?????????????? ????????????? 34 第 7 章 臂部的設計及有關(guān)計算 ???????????????? ?? 35 XXXX 大學本科畢業(yè)設計（論文） V 臂部設計的基本 要求 ???????????????? ?????? 35 手臂的典型機構(gòu)及結(jié)構(gòu)的選擇 ?????????????? ???? 36 手臂直線運動的驅(qū)動力計算 ????????????? ?????? 36 液壓缸工作壓力和結(jié)構(gòu)的確定 ???????????? ?????? 38 液壓缸尺寸參數(shù)的確定 ????????????? ???????? 40 本章小結(jié) ??????????????? ???????????? 41 第 8 章 機身的設計計算 ??????????????????? ?? 42 機身的整體設計 ??????????????????? ????? 42 計身回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設計計算 ???????????????? ???? 43 機身升降機構(gòu)的設計計算 ? ???????????????? ??? 47 手臂偏重力矩的計算 ????????????????? ??? 47 升降不自鎖條件的分析計算 ????????????? ???? 48 升降液壓缸驅(qū)動力的計算 ????????????? ????? 48 液壓缸工作壓 力和結(jié)構(gòu)的確定 ???????? ?????????? 49 軸承的選擇分析 ????????? ??????????????? 51 本章小結(jié) ?????????? ????????????????? 51 結(jié)論 ?????????? ??? ? ??????????????????? 52 致謝 ??????????? ?? ?? ? ??????????????? ? ? 53 參考文獻 ????????? ???? ? ????? ???????????? 54 XXXX大學本科畢業(yè)設計 (論文 ) 1 主要符號表 NF 手指夾緊力 N M 轉(zhuǎn)動缸的回轉(zhuǎn)力矩 Nm? ? 偏重力臂 mm M偏 偏重力矩 Nm? t 螺釘間距 mm 0QF 螺釘承受的拉力 N QF 工作載荷 N 39。 工業(yè)機械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學科 —— 機械手工程。他的特點是可以通過編程來完成各種預期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應性。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有 放射性和污染的場合，應用的更為廣泛。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通 用機械手。 1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。運動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓最存儲裝置。該機械手的中央立柱 可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用液壓驅(qū)動，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。 美國還十分注意提高機械手的可靠性，改進結(jié)構(gòu)，降低成本。 。 瑞典安莎公司采用機械手清理鑄鋁齒輪箱毛刺等。 1976 年個大學和國家研究部門用在機械手的研究費用 42%。智能機械手約為 17億日元，為 1978 年的 6倍。預計到 1990 年將有 55 萬機器人 在工作。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺機械手。 隨著工業(yè)機器手（機械人）研究制造和應用 的擴大，國際性學術(shù)交流活動十分活躍，歐美各國和其他國家學術(shù)交流活動開展很多。各行各業(yè)的自動化水平越來越高，現(xiàn)代化加工車間，常配有機械手，以提高生產(chǎn)效率，完成工人難以完成的或者危險的工作。目前在我國機械手常用于完成的工作有：注塑工業(yè)中從模具中快速抓取制品并將制品傳誦到下一個生產(chǎn)工序；機械手加工行業(yè)中用于取料、送料；澆鑄行業(yè)中用于提取高溫熔液等等。國內(nèi)這類生產(chǎn)線很多，如沈陽永泵廠的深井泵軸承體加工自動線（環(huán)類），大連電機廠的 4 號和 5號電動機加工自動線（軸類），上海拖拉機廠的齒坯自動線（盤類）等。由于這方面的使用已有成功的經(jīng)驗，國內(nèi)一些機床廠已在這類產(chǎn)品出廠是就附上機械手，或為用戶安裝機械手提供條件。 鑄、鍛、焊熱處理等熱加工方面 模鍛方面，國內(nèi)大批量生產(chǎn)的 3t、 5t、 10t 模鍛錘，其所配的轉(zhuǎn)底爐，用兩只機械手成一定角度布置早爐前，實現(xiàn)進出料自動化。手部多為兩指（也有多指）；根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種；也可以用負壓式或真空式的空氣吸盤（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和電磁吸盤。有回轉(zhuǎn)運動、上下擺動、左右擺動。 XXXX大學本科畢業(yè)設計（論文） 6 （ 3）臂部 手臂部件是機械手的重要握持部件。因此，一般來說臂部具有三個自由度才能滿足基本要求，即手臂的伸縮、左右旋轉(zhuǎn)、升降（或俯仰）運動。 驅(qū)動機構(gòu) 驅(qū)動機構(gòu)是工業(yè)機械手的重要組成部分。大多數(shù)用插銷板進行點位控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計算機控制，采用 凸輪、磁盤磁帶、穿孔卡等記錄程序。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化 :由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機器人整機 。 (4)機械手中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外， XXXX大學本科畢業(yè)設計（論文） 7 裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺