【正文】 可能使結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，以利于減輕手臂負(fù)載。 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分，根據(jù)動(dòng)力源不同大致可分為氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)。他的作用是支撐腕部和手部（包括工件與工具）。要求0~180176。手部為二指。由表21和表2及機(jī)械手的各規(guī)格參數(shù)可以了解到，設(shè)計(jì)方案為通用型機(jī)械手，其通用性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，自身體積和重量適中，成本適中，維修較容易。 ~180186。2 總體設(shè)計(jì)方案2．1 設(shè)計(jì)題目：圓柱坐標(biāo)式四自由度機(jī)械手設(shè)計(jì) 2．2 初始參數(shù)與設(shè)計(jì)要求抓重：250N自由度：4個(gè)臂部運(yùn)動(dòng)參數(shù)：表 21運(yùn)動(dòng)名稱(chēng)符號(hào)行程范圍速度伸縮X0~500mm300mm/s升降Z0~330mm60mm/s回轉(zhuǎn)Φ0 186。(4) 機(jī)器人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，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺(jué)、力覺(jué)等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺(jué)、聲覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等多傳感器的融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)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(jī)器人整機(jī)。大多數(shù)用插銷(xiāo)板進(jìn)行點(diǎn)位控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計(jì)算機(jī)控制，采用凸輪、磁盤(pán)磁帶、穿孔卡等記錄程序。 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分。因此，一般來(lái)說(shuō)臂部具有三個(gè)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(yùn)動(dòng)。(3) 臂部 手臂部件是機(jī)械手的重要握持部件。有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、上下擺動(dòng)、左右擺動(dòng)。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(fù)壓式或真空式的空氣吸盤(pán)（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和電磁吸盤(pán)。從這里可以看出，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化已成為突出的主題?！　C(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門(mén)跨學(xué)科綜合技術(shù)。.. . . ..合肥工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目次1 緒論 …………………………………………………………………………… 1 工業(yè)機(jī)械手的概述 ………………………………………………………… 1 工業(yè)機(jī)械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用 ……………………………………………… 1 機(jī)械手的組成概述 ………………………………………………………… 2 工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì) …………………………………………………… 32 總體設(shè)計(jì)方案 ………………………………………………………………… 4 設(shè)計(jì)題目 …………………………………………………………………… 4 初始參數(shù)與設(shè)計(jì)要求 ……………………………………………………… 4 方案擬定 …………………………………………………………………… 53 機(jī)械手手部設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………………… 6 手部設(shè)計(jì)基本要求 ………………………………………………………… 6 手部力學(xué)分析 ……………………………………………………………… 7 夾緊力及驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 …………………………………………………… 8 機(jī)械手手抓夾持精度的分析計(jì)算 ………………………………………… 94 機(jī)械手腕部設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………………… 11 腕部設(shè)計(jì)基本要求 …………………………………………………………… 11 腕部結(jié)構(gòu)的選擇 ……………………………………………………………… 11 腕部回轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算 ………………………………………………………… 125 機(jī)械手臂部設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………………… 16 機(jī)械手臂部設(shè)計(jì)的基本要求 ……………………………………………… 16 手臂的典型機(jī)構(gòu)及結(jié)構(gòu)的選擇 …………………………………………… 16 手臂伸縮驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 ……………………………………………………… 17 手臂伸縮油缸結(jié)構(gòu)的確定 ………………………………………………… 19 油缸端蓋的連接方式及強(qiáng)度計(jì)算 ………………………………………… 21學(xué)習(xí)好幫手6 機(jī)身設(shè)計(jì)與計(jì)算 …………………………………………………………………23 機(jī)身的整體設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 23 機(jī)身回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………… 25 機(jī)身升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………… 287 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算 ………………………………………………………… 31 繪制液壓系統(tǒng)的工況圖 ……………………………………………………… 31 計(jì)算和選擇液壓元件 ………………………………………………………… 36總結(jié) ………………………………………………………………………………… 38致謝 ………………………………………………………………………………… 38參考資料………………………………………………………………………………391 緒論1．1 工業(yè)機(jī)械手的概述工業(yè)機(jī)械手在先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域中扮演著極其重要的角色，是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，是一種能自動(dòng)化定位控制并可重新編程序以變動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可用來(lái)搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作。1．2 工業(yè)機(jī)械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用各行各業(yè)的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，現(xiàn)代化加工車(chē)間，常配有機(jī)械手，以提高生產(chǎn)效率，完成工人難以完成的或者危險(xiǎn)的工作。目前在我國(guó)機(jī)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(gè)生產(chǎn)工序；機(jī)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。 傳力機(jī)構(gòu)形式教多，常用的有：滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜槭杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母式、彈簧式和重力式。一般腕部設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)再增加一個(gè)上下擺動(dòng)即可滿足工作要求，有些動(dòng)作較為簡(jiǎn)單的專(zhuān)用機(jī)械手，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，可以不設(shè)腕部，而直接用臂部運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)手部搬運(yùn)工件。它的作用是支撐腕部和手部（包括工作或夾具），并帶動(dòng)他們做空間運(yùn)動(dòng)。手臂的各種運(yùn)動(dòng)通常用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（如液壓缸或者氣缸）和各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中既受腕部、手部和工件的靜、動(dòng)載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)較為多，受力復(fù)雜。根據(jù)動(dòng)力源的不同, 工業(yè)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)大致可分為液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等四類(lèi)。主要控制的是坐標(biāo)位置，并注意其加速度特性。國(guó)外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問(wèn)市。(5) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過(guò)程控制如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺(jué)來(lái)操縱機(jī)器人。 ~210186。90 186。圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手與直角坐標(biāo)式械手相比，占地面積小而活動(dòng)范圍大，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，并能達(dá)到很高的定位精度，因此應(yīng)用廣泛。傳力機(jī)構(gòu)常用有滑槽杠桿式、連桿杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母式、彈簧式和重力式。的回轉(zhuǎn)動(dòng)作，因此選用具有單自由度的回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。并帶動(dòng)他們作空間運(yùn)動(dòng)。根據(jù)課題特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選用液壓驅(qū)動(dòng)，其特點(diǎn)是速度快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，傳遞力矩大，并且控制精度高。(4) 應(yīng)保證手抓的夾持精度。hF=式中 a——手指的回轉(zhuǎn)支點(diǎn)到對(duì)稱(chēng)中心的距離(mm)。一般來(lái)說(shuō)，需要克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的慣性力產(chǎn)生的載荷，以便工件保持可靠的夾緊狀態(tài)。；，求夾緊力和驅(qū)動(dòng)力和 驅(qū)動(dòng)液壓缸的尺寸。特別是在多品種的中、小批量生產(chǎn)中，為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi)變化，一定要進(jìn)行機(jī)械手的夾持誤差分析。3mm，分析如下：工件的平均半徑： ==45mm手指長(zhǎng)L=120mm，取V型夾角偏轉(zhuǎn)角：β ===176。=45mm因?yàn)? 所以=3夾持誤差滿足設(shè)計(jì)要求。(2) 結(jié)構(gòu)考慮，合理布局腕部作為機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又承擔(dān)連接和支撐作用，除保證力和運(yùn)動(dòng)的要求外，要有足夠的強(qiáng)度、剛度外，還應(yīng)綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的連接。m)(1) 腕部加速運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩若腕部啟動(dòng)過(guò)程按等加速運(yùn)動(dòng)，腕部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)加速度為(rad/s)，啟動(dòng)過(guò)程所需的時(shí)間為(s)，或轉(zhuǎn)過(guò)的角度為(rad)，則=（+)或 =（+)式中 —參與腕部轉(zhuǎn)動(dòng)的部件對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg設(shè)夾取棒料直徑